洛克希德 JSF 基本就是 F-22 的縮小版。洛克希德 JSF 在早期曾經(jīng)設(shè)想過(guò)用鴨式布局,但不久就放棄了,回到駕輕就熟的常規(guī)布局,采用與 F-22 相似的菱形翼和外傾的雙垂尾,此外并無(wú)驚人之筆。不過(guò)在性能上比較平衡,不會(huì)出大的意外,符合 JSF 最低風(fēng)險(xiǎn)和成本的原則。在氣動(dòng)設(shè)計(jì)上,洛克希德 JSF 的最大特點(diǎn)是“無(wú)邊界層分離板超音速進(jìn)氣道”(Diverterless Supersonic Intake,簡(jiǎn)稱 DSI),既改善了隱身,又提高了進(jìn)氣效率。洛克希德為了少走彎路,早早和雅可夫列夫合作,吸取前者在垂直起落戰(zhàn)斗機(jī)研制上的經(jīng)驗(yàn),最后方案和雅克-41 有相似之處也就不奇怪了。洛克希德 JSF 采用升力風(fēng)扇加升力-巡航發(fā)動(dòng)機(jī)的方案,不過(guò)在升力風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)方式上有過(guò)一段猶豫,最后采用了技術(shù)上比較成熟的軸驅(qū)動(dòng),配以號(hào)稱世界上最強(qiáng)大的離合器,在不用垂直升力的時(shí)候,離合器將驅(qū)動(dòng)軸和升力風(fēng)扇脫開(kāi)。洛克希德最初是想用噴氣驅(qū)動(dòng)的升力風(fēng)扇的,也就是說(shuō),將低壓壓氣機(jī)后的壓縮空氣引出一股,折向前面,驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇。驅(qū)動(dòng)方式可以向軸心的渦輪吹氣以驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇,或者向升力風(fēng)扇的翼尖吹氣,像驅(qū)動(dòng)水輪一樣,也就是所謂的 tip jet 方式。噴氣驅(qū)動(dòng)的好處是省卻沉重、復(fù)雜、維修麻煩的驅(qū)動(dòng)軸和離合器,可靠性好,但噴氣驅(qū)動(dòng)需要在機(jī)體內(nèi)布置可以通過(guò)很大流量的高壓空氣管路,占用空間太大,最后還是放棄了。洛克希德 JSF 也進(jìn)入了對(duì)比試飛,代號(hào) X-35,并最終贏得 JSF 的合同,代號(hào)改稱 F-35。洛克希德由此成為 21 世紀(jì)美國(guó)唯一研制新戰(zhàn)斗機(jī)的公司,波音通過(guò)麥道的關(guān)系還在制造 F-18E/F,但在 F-22 上只有轉(zhuǎn)包商的份,F(xiàn)-35 則一點(diǎn)份也沒(méi)有。F-35 將分三個(gè)基本型:空軍的 A 型取消升力風(fēng)扇,空下的體積用于更多的機(jī)內(nèi)燃油的設(shè)備;海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的 B 型,具有垂直起落能力;海軍的 C 型,為航母起落增大了機(jī)翼和尾翼。英國(guó)已經(jīng)肯定加入 F-35 計(jì)劃,很多國(guó)家有意用 F-35 作為 F-16 或 F-18 的后繼,但美國(guó)對(duì) F-35 的生產(chǎn)采用“贏者通吃”,而不是入股分工,并對(duì)敏感技術(shù)的轉(zhuǎn)讓限制重重,可能給 F-35 的外銷帶來(lái)一定的問(wèn)題。不管怎么說(shuō),如果不出意外的話,F(xiàn)-35 將是未來(lái)二、三十年唯一的實(shí)戰(zhàn)型垂直起落戰(zhàn)斗機(jī),其重要性不言而喻。洛克希德 JSF 基本就是縮小的 F-22 / 這個(gè)角度看,幾乎就是 YF-22 的翻版脊背那么高,會(huì)不會(huì)影響飛行員的后向視線? / 洛克希德 JSF 在氣動(dòng)設(shè)計(jì)上最大的特點(diǎn)就是 DSI 進(jìn)氣道,用一個(gè)精心設(shè)計(jì)的鼓包而不是常見(jiàn)的邊界層分離板來(lái)泄放機(jī)體和進(jìn)氣道結(jié)合部的呆滯氣流,即改善了隱身,也提高了進(jìn)氣道的效率洛克希德 JSF 的升力風(fēng)扇既避免了升力-巡航發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)位置的局限,又避免了升力發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高溫噴氣回吸的問(wèn)題,圖中可以看到已經(jīng)打開(kāi)的升力風(fēng)扇和垂直起落是專用的主發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助進(jìn)氣門 / 對(duì)比 F-35 的垂直起落,和雅克-41 非常相像,不同的是,F(xiàn)-35 采用軸傳動(dòng)的升力風(fēng)扇,而不是專用的升力發(fā)動(dòng)機(jī)
洛克希德方案的 F119 發(fā)動(dòng)機(jī),可以看到軸驅(qū)動(dòng)的升力風(fēng)扇三軸轉(zhuǎn)動(dòng)的尾噴管,這是雅可夫列夫影響最顯著的地方羅爾斯,羅伊斯負(fù)責(zé)的升力風(fēng)扇,其噴口可以延伸和向后,如果這是單獨(dú)的升力發(fā)動(dòng)機(jī),不難想象它可以在主發(fā)動(dòng)機(jī)故障的情況下,單獨(dú)推動(dòng)飛機(jī)返航 / 升力風(fēng)扇正在準(zhǔn)備試驗(yàn),可以和旁邊的人比較一下尺寸洛克希德 F-35 的垂直起落機(jī)制示意圖,可以清楚地看到可以偏轉(zhuǎn)的尾噴管、前升力風(fēng)扇和傳動(dòng)軸洛克希德曾經(jīng)想用更先進(jìn)的噴氣驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇(下),但技術(shù)上風(fēng)險(xiǎn)太大,最后還是用比較保險(xiǎn)的軸驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇(上)F-35 和 F-16、F-22 的對(duì)比空軍的 F-35A,只有常規(guī)跑道起落能力,不具備垂直起落能力,原用于升力風(fēng)扇的體積改用于機(jī)內(nèi)油箱,大大增加了航程和載彈能力海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的 F-35B,具有垂直起落能力,加寬機(jī)背以安裝升力風(fēng)扇海軍的 F-35C,具有航母起落能力,但不具備垂直起落能力,加大機(jī)翼和尾翼,以適應(yīng)航母上低速、大迎角起落的要求F-35 個(gè)型號(hào)的共同性F-35 結(jié)構(gòu)解剖圖 / X-35B 和伴飛的 AV-8B,兩者的機(jī)內(nèi)容積的差別顯而易見(jiàn),這反映到機(jī)內(nèi)載油上,對(duì)航程的影響就大了X-35B 在作垂直起落,可以看到已經(jīng)打開(kāi)的升力風(fēng)扇和輔助進(jìn)氣口 在戰(zhàn)后 60 年里,航空技術(shù)的發(fā)展不可以里計(jì),超音速飛行、越洋飛行早已不成問(wèn)題,但基本的原理級(jí)的技術(shù)沒(méi)有大變,依然是使用動(dòng)力產(chǎn)生速度,有空氣和固定機(jī)翼的相對(duì)速度產(chǎn)生升力。回顧垂直起落飛機(jī) 60 年的歷史,人們嘗試的各種升力原理不計(jì)其數(shù),其中不乏創(chuàng)造性思維的火花,但除了各種直升機(jī)外,達(dá)到實(shí)用階段的垂直起落飛機(jī)寥寥可數(shù)。文中當(dāng)然不可能羅列所有的設(shè)計(jì),下圖就是一些漏網(wǎng)的例子。盡管人們?cè)诖怪逼鹇滹w機(jī)領(lǐng)域?qū)覕覒?zhàn),每一個(gè)失敗的例子就指明了一條走不通的路,這是非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)積累。都說(shuō) 21 世紀(jì)將是中國(guó)的世紀(jì),這應(yīng)該包括中國(guó)的航空技術(shù),幸運(yùn)青睞于有準(zhǔn)備的人們,中國(guó)的航空人是否準(zhǔn)備好了呢?可以折起槳葉的旋翼不是新想法,法國(guó) Sud Aviation 在 50 年代就有過(guò)這樣的想法更瘋狂的是這個(gè) Ryan 的 F-104VTOL 方案 / 三角翼的翼尖像全動(dòng)平尾一樣,可以改變迎角,旋轉(zhuǎn)時(shí)可以像直升機(jī)一樣產(chǎn)生升力,固定了就是三角翼