F35B如何垂直起降?從英國航母上撲通一聲跳進水,出了啥問題?

 11月17日,一架F-35B剛剛從英國航母上起飛後不久,就“撲通”一聲掉進了地中海,大概位置在接近塞浦路斯南部的黎凡特海約1600米深的海底。此次事故讓英國損失超過1億英鎊,那麼作為現代唯一具備隱身能力的垂直短距起降戰機,F-35B到底有多牛,它又是如何實現垂直起降的呢?

F35B是如何實現垂直起降的?

整個F-35家族包括三個型號,分別是空軍型的F-35A、垂直短距起降型的F-35B和海軍型的F-35C,它們都采用了普惠公司的F-135發動機,使用壽命8000小時,推重比11.47,最大推力超過20噸,比F-22使用的F-119發動機還要大4噸多,同時也是目前世界上推力最大的戰機用渦扇發動機,沒有之一。

加力爬升中的F35

F-135發動機

而F-35B使用的發動機具體型號為F135-PW-600,它主要是在F-35A的F135-PW-100的基礎上,加裝了垂直短距起降組件,包括三軸承旋轉噴管、兩級對轉升力風扇和兩個引流噴嘴,這是F-35B能夠垂直短距起降的關鍵所在。

這是F35B垂直起降的關鍵之處

我們先說它的三軸承旋轉噴管,很多觀點都認為F-35B發動機的這一設計,來源於俄羅斯的雅克141,甚至是直接購買雅克141的技術。而從許多動圖展示來看,F-35B的三軸承旋轉噴管,也就是3BSD噴管,與雅克141的設計的確比較相似。

雅克141的矢量噴口

F35B的矢量噴口

但實際上,它真正的技術來源是上世紀70年代通用動力公司康維爾分部的Model 200方案,這是一型未能從圖紙走向現實的艦載垂直起降戰機,計劃裝備兩台艾裏遜XJ99升力發動機,主發動機則是一台裝備了3BSD噴管的普惠PW401,動力布置看起來和雅克141一模一樣,但它最早提出方案的時間是1972年,而雅克141的研製時間是1975年到1987年,誰先誰後,一目了然。

康維爾Model 200的設計

當然,在蘇聯解體之後,洛克希德公司的確派人參觀了雅克141的設計單位雅克列夫設計局,並且用少量的美金就換走了雅克141的性能數據和部分設計數據,應該說這是洛克希德在博采眾長,而不是直接仿製雅克141的矢量噴口,況且美國人買走的數據,更多是工程應用方麵的。

雅克141都淪落到這種地步了

F 35B發動機、風扇和進氣道布局

至於F-35B實現垂直起降的另一大部件,兩級對轉升力風扇,它的設計和製造是由羅羅公司負責的,而且與雅克141采用兩台RD41升力發動機不同,F-35B升力風扇噴出的是冷風,降低了對載艦甲板的要求,這也是它在JSF階段能夠戰勝波音X-32技術驗證機的原因之一。

羅羅公司製造的風扇葉片

F35B升力風扇整體

F35B風扇排氣口

F35B風扇透視

不過,光靠一前一後的升力風扇和矢量噴口,可抬不動20多噸的F-35B,它還在機翼兩側,各設計了一個引射噴口,功率不需要很大,能夠幫助實現飛機垂直起降過程中的平衡就行了。而F-35B這一設計,與上一代的“鷂”、AV-8B差不多。

兩邊支出的就是引射噴口

F35B發動機整體透視

於是在這四個點的共同作用下,F-35B就像“四抬大轎”一樣,緩緩升空,穩穩下降。不過在使用過程中,F-35B更多采用的是短距起飛,垂直降落的方式,甚至要像英國航母一樣,加上滑躍甲板,主要是為了提高艦載機的負載能力,增加航程。

就是這樣抬起來的

這個更直觀

尾噴口還可以左右搖擺

可是,和所有的垂直起降飛機一樣,在垂直起降和平飛兩個階段的轉換過程中,飛機的狀態並不穩定,有時候發動機已經轉入平飛狀態了,但是機翼卻可能沒有產生足夠的升力,於是就會導致飛機墜毀。無論是俄羅斯的雅克36/38,還是英國的“鷂”,美國的AV8B,都因此造成不少的事故,而此次F-35B墜毀,事故原因可能也是這樣,垂直短距起降戰機表麵上看起來風光,但實際使用起來,卻有著各種難言之隱。

F35B

F35B