F-35B详解:垂直降落是怎样实现的?

F-35B详解:垂直降落是怎样实现的?

F-35B靠把发动机喷流转向地面,并驱动座舱后方的一台大型风扇来实现垂直降落,两者合计产生约40650磅力的向上推力。 它是唯一能做到这一点的超音速隐身飞机,也是没有弹射器的海军唯一可用的固定翼喷气式战斗机。

这项能力并非没有代价。升力系统占用的空间和重量,在另外两种型号上是用来装燃油和武器的。本文说明F-35B的垂直降落是如何实现的、飞机怎样操纵、在哪里使用,以及为此放弃了什么。

40650磅力
悬停时的垂直推力
95度
尾喷管的偏转角度
4
使用F-35B的国家
2010年3月18日
F-35B首次垂直降落

F-35B的垂直降落是怎样实现的?

托起飞机的是四股气流。在尾部,发动机喷管向下偏转约95度。在前部,一台平放在座舱后方的风扇把冷空气直接向下吹。每侧机翼下方各有一个小型滚转喷管,喷出从发动机引来的空气,使机翼保持水平。

其中最巧妙的是那台风扇。它不是一台独立的发动机。飞行员选择悬停模式后,离合器把它与主发动机前端伸出的一根传动轴接合,这根轴传递约2.9万马力的功率。风扇上方和下方的舱门、风扇后方为发动机补充进气的舱门,以及尾部下方为喷管让路的舱门随之打开。发动机本身的介绍见F-35发动机。

F-35B升力系统
部件作用占悬停推力的比例
升力风扇由发动机传动轴驱动的两级风扇,在座舱后方向下吹出冷空气约46%
三轴承可偏转喷管把发动机喷流从正后方转为正下方约46%
滚转喷管机翼下方的两个小喷管,用于保持平衡约8%
舱门在风扇、辅助进气口和喷管舱处打开不提供推力
资料来源:维基百科汇总的普惠和罗尔斯·罗伊斯数据。升力系统由罗尔斯·罗伊斯制造。

飞行员怎样操纵F-35B悬停?

只需按一个按钮,比驾驶“鹞”式省力得多。飞行员按下转换开关,飞控计算机就会打开舱门、接合风扇并平衡推力。悬停时,右手驾驶杆控制飞机上下和左右移动,左手操纵杆控制前后移动。飞行员松开双手,飞机会保持原位不动。

“鹞”式要求飞行员同时不停地操作三套操纵装置,安全记录因此很差。F-35B的自动化程度,是美国海军陆战队和英国皇家海军飞行员能用少得多的时间取得着舰资格的主要原因。头盔也帮了忙:摄像机画面让飞行员可以透过座舱地板看到甲板,详见F-35头盔。

F-35B会垂直起飞吗?

很少。它能做到,但只能在油量很少、不带武器的情况下,所以作战中并不这样用。通常的做法是短距滑跑起飞,喷管和风扇只部分向下偏转,让机翼分担一部分重量。在美国两栖攻击舰的平直甲板上,滑跑距离约为一百米。英国和意大利的航母在舰艏加装了滑跃甲板,可以带更重的载荷起飞。

降落采用垂直方式,是因为飞机消耗了燃油、投放了武器之后变轻了。英国还研究出了舰上滑跑垂直降落法,即飞机以较低的前进速度接舰,让机翼仍能提供一部分升力。这样,没用掉的武器就可以带回舰上,而不必抛入海中。

哪些国家和舰艇使用F-35B?

有四个国家在使用,第五个国家已经订购。除新加坡外,都在舰上使用。

F-35B用户及其舰艇
国家计划F-35B数量舰艇
美国(海军陆战队)280架“美国”级和“黄蜂”级两栖攻击舰
英国项目全寿命期内计划的138架中大部分为B型“伊丽莎白女王”号和“威尔士亲王”号
意大利40架,由海军和空军分享“加富尔”号和“的里雅斯特”号
日本42架由直升机航母改装的“出云”号和“加贺”号
新加坡12架陆基使用
资料来源:各国官方公告;维基百科用户列表。

日本是最新的舰载用户。“加贺”号于2024年底在加利福尼亚外海进行了F-35B试验,首架日本F-35B于2025年交付。对这些国家来说,这款飞机能把直升机航母变成一艘小型航空母舰,这也正是这一型号存在的理由。完整的用户名单见哪些国家有F-35。

F-35B放弃了什么?

升力风扇所在的位置,在F-35A上是一个油箱。B型载油6125千克,而A型为8278千克,因此作战半径约为935公里,而不是1239公里。它的弹舱更短,只能装1000磅级炸弹,而不是2000磅级。它的结构过载限制是7g,而不是9g,也没有内置机炮。

它还是最贵的型号,在最新批次中约为1.214亿美元,维护也最复杂。2010年代初,重量超标几乎让整个项目夭折,B型曾被正式列入为期一年的“察看期”。与其他型号的对比见F-35A、F-35B、F-35C有什么区别,飞机的基本情况见F-35是什么。

后续看点
美国海军陆战队已把F-35B的计划数量从353架减到280架,同时增购F-35C,这表明航程被看得比部署灵活性更重。值得关注的是日本和意大利能否如期形成完整的海上作战能力,以及新加坡的首批飞机是否按计划到位。

常见问题

F-35B能垂直起飞吗?

能,但只能在重量很轻时。服役中它采用短距滑跑起飞、垂直降落。

F-35B是怎样悬停的?

座舱后方由传动轴驱动的升力风扇和向下偏转的发动机喷管各提供约46%的推力,机翼下方的小型滚转喷管负责保持平衡。

哪些国家有F-35B?

美国、英国、意大利和日本在使用。新加坡订购了12架。

F-35B比F-35A慢吗?

不是。三种型号的最大速度都是1.6马赫。B型的航程较短,过载限制较低。

哪些舰艇可以搭载F-35B?

美国的“美国”级和“黄蜂”级两栖攻击舰、英国的“伊丽莎白女王”级航母、意大利的“加富尔”号和“的里雅斯特”号,以及日本的“出云”号和“加贺”号。

F-35B首次垂直降落是什么时候?

2010年3月18日,在帕图克森特河海军航空站。

资料来源

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