f-35战斗机垂直起落

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1、F-35战斗机垂直起落美国海军陆战队是一个独特的合成军种，具有有机的空中力量。海军陆战队航空兵和海军航空兵共同承担舰队防空任务，但主要任务是为上陆的陆战队提供紧密的空中火力支援。海军的舰炮在传统上提供对岸火力压制，但舰炮的射程、精度和威力都不能和空中火力支援相提并论。舰载飞机虽然比舰炮进了一步，但依然受制于航母的就近存在。60年代垂直起落战斗机在核大战的大背景下出现，“鹞”式战斗机是西方唯一修成正果的。“鹞”式可以在平甲板的两栖攻击舰上垂直起落，也可以通过倾斜跳板滑跃起飞或在陆上简易跑道上短距起落以大大增加载弹和航程，十分有利于伴随

2、陆战队行动的空中火力支援，因此受到美国海军陆战队的青睐，成为美国历史上唯一引进生产的战斗机，并改进为AV-8B。作为AV-8B的替代，垂直-短距起落能力是美国海军陆战队最重要的要求，此外还要求具有超声速（AV-8B是高亚声速的）能力。但垂直-短距起落是航空技术的一个难关。垂直起落时，向下的炽热喷流对甲板的烧蚀很厉害。“鹞”式的推力小，已经很麻烦，F-35的推力大，问题更大 作为重于空气的飞行器，飞机产生升力的奥秘在于机翼，但机翼依靠速度才能产生升力，跑道就是供飞机加速、产生足够升力以升空的途径。要摆脱跑道，实现垂直起飞，只能用发动机

3、的蛮力产生直接升力。发动机垂直向下的推力产生直接升力好比垂直爬天梯，在前进中通过机翼产生气动升力好比走斜坡，虽然最终都可以上升到同样的高度，但走斜坡明显比爬天梯省力。换句话说，滑跑起飞比垂直起飞省力省油。“鹞”式的使用经验表明，垂直起飞在实际上使用很少，不光大大缩短航程、压缩载弹量，炽热的喷流还容易严重烧灼跑道或者甲板的表面。另一个问题就是喷流回吸的问题，喷出的贫氧高温气流在地面反弹，再次作为新鲜进气被吸入发动机，严重降低发动机效率，也增加磨损。苏军在阿富汗曾部署过雅克-38，用于近距支援地面部队，也出于这些原因，很快撤下了。另外，

4、垂直起飞对飞行员的操作水平要求很高，稍有不慎，就有造成失衡的危险。滑跑起飞（包括弹射起飞）就相对容易。但垂直降落依然是必要的，美国海军陆战队的平甲板两栖攻击舰没有航母上的斜角下降跑道，为了不阻碍舰上飞机的连续出动，只有在起飞甲板后的空间垂直降落。垂直降落时，飞机已经轻载，也没有航程、载弹量的问题，不必太顾忌耗油问题，这些都有利于降低技术难度。AV-8B的替代因此没有追求垂直起落，而是短距起飞-垂直降落，简称STOVL。由于F-35需要三军通用，STOVL成为F-35这个木桶上最短的一块板，对F-35的整个计划起决定性的作用。 美国先

5、进国防研究计划局（简称DARPA）在80年代就和工业界联手开始新一代STOVL技术的研究，其中波音的技术以英国用于“鹞”式的罗尔斯·罗伊斯“飞马”发动机为基础，采用机体重心四周的四个转向喷管实现一体化的直接升力和姿态控制。洛克希德则吸收了俄罗斯雅克夫列夫的技术，升力风扇和发动机转向喷口相结合，实现垂直升力和俯仰姿态控制，另外用两个横向的姿态控制喷嘴作横滚控制，但不产生升力。波音方案技术相对成熟，但飞机的整体气动布局受发动机喷口和机体重心的相对位置的限制很大，最后导致了波音X-32那不雅的尊容。波音方案依然有喷流回吸的问题，所以从压气

6、机引出高压常温空气，从喷口和进气口之间的槽形喷嘴向下喷出，形成气帘，阻止喷流回吸。洛克希德方案采用一前一后两个直接升力来源，像用抬杠抬重物一样，控制力臂较大，有利于姿态控制的稳定性。由于升力风扇的排气是常温空气，在地面反弹回吸也不至于造成问题，在本质上解决了这个老大难。但洛克希德方案的难点在于如何把发动机的功率传送到升力风扇。波音和洛克希德采用了不同的垂直升力的思路，波音（下）还是传统的偏转喷口，洛克希德（上）则采用单设的升力风扇，蓝色的是基本的涡扇发动机部分，橙色的是为垂直升力而增加的部分升力风扇鼓出的是冷空气，极大地降低了废气回

7、吸的问题，但动力传递就成了一大难题 洛克希德和DARPA的合作围绕着叶尖涡轮概念，也就是像溪流推动水车一样，用高压喷流吹拂风扇的叶尖，驱动风扇。这个概念很有吸引力，不需要机械传动的轴系和齿轮。但如果从压气机引出所需的高压气流，发动机效率将大大下降；如果从喷气流引出所需的高压气流，很难解决高温的喷气流在机体内转弯180度的工程问题，管道占用的空间、耐热都是问题。在努力多年之后，洛克希德放弃了这个方案，改用机械传动，从驱动风扇的转轴引出延伸，经过齿轮减速，驱动升力风扇。这个结构不仅沉重，还需要传送相当于驱逐舰推进功率的大功率，技术难度非

8、常高，但洛克希德和普拉特·惠特尼最终解决了这个难题，这才有了今天的F-35。 由于飞机重量的不断攀升，F-35的发动机最终成为世界上单发推力最大的战斗机发动机，非加力推力就达125千牛，加力推力更是高达191千牛。但战斗机的推重比依然