在本文中,英国著名老式飞机飞行员戴夫·昂温谈谈他飞F-35B模拟器的感觉。由于F-35是一种单座战斗机,所以无法搭乘第三方飞行员做体验飞行,只能通过拟真度较高的模拟器进行。

本文作者Dave Unwin

本文作者Dave Unwin

  我驾驶F-35B缓慢地沿着滑行道悬停时,不禁想起了以前飞“鹞”TMk10的时光(戴夫·昂温的“鹞”试飞报告)。我一直以为“鹞”是一架令人难以置信的飞行机器,但谁知F-35B在垂直起降上做得更好!

  事实上,当我坐在马丁-贝克MK16弹射座椅上后,就立即发现F-35的座舱和我之前飞过的任何战斗机都不同。我很幸运,飞过十几种不同的战斗机和战斗教练机,动力形式涉及活塞、涡桨和喷气。虽然我不是一名真正的战斗机飞行员,但我可以分享一下驾驶F-35B模拟器的飞行体验,让读者对这种新型战斗机有个真正的印象。英国已经订购了138架“闪电II”,许多其他国家也购买了这种战斗机。F-35将最终成为其中一些国家的的唯一作战飞机,虽然听起来有点令人难以置信,但F-35的研制目的就是取代多种西方战术飞机。

  F-35是一种集成了许多先进系统的战斗机,其中的一些先进技术最终会下放到未来客机和民用飞机上(想想现在的波音787和许多公务机上的平显),甚至有人说F-35很可能是最后一种有人战斗机。

  那么,“闪电II”到底是种什么样的战斗机呢?它是一种分成三种型号的第五代战斗机,分别是F-35A常规起降(CTOL)型、F-35B短距起飞/垂直降落(STOVL)型和F-35C舰载型(CV)(背景资料:F-35闪电II战斗机研发史)。英国购买的是F-35B,同时装备英国皇家空军和皇家海军。但讽刺的是,虽然F-35项目试图通过让三种型号保持最大化的通用度来降低的研发费用,但美国政府估计F-35全寿命周期成本很可能会超过一万亿美元,超过了历史上的所有军机项目。F-35项目从一开始就是国际项目,这种非常先进的飞机依靠规模惊人的软件才能正常运作,源代码足足有八百万行,四倍用于第一种五代机——F-22“猛禽”。这也从一个方面反映出F-35的系统和传感器有多么复杂,其中包括有源相控阵雷达(AESA)、光电分布式孔径系统(DAS)和光电瞄准系统(EOTS)。我感觉其中最神奇的是光电分布式孔径系统,它的六个传感器能为飞行员提供全向昼/夜视景,也就是说当飞行员低头看座舱地板时,头盔显示器使他能透视机身看到下方景象!

三种型号的F-35列队飞行,从上到下分别是F-35A、F-35B和F-35C

三种型号的F-35列队飞行,从上到下分别是F-35A、F-35B和F-35C

F-35B上的光电分布式孔径传感器。制图:韩五记

F-35B上的光电分布式孔径传感器。制图:韩五记

我感觉其中最神奇的是光电分布式孔径系统,它的六个传感器能为飞行员提供全向昼/夜视景

我感觉其中最神奇的是光电分布式孔径系统,它的六个传感器能为飞行员提供全向昼/夜视景

最初印象

  坐进模拟器前,我先悠闲地绕着一架全尺寸实体模型转了一圈。F-35身长15.4米,翼展10.7米,块头在战斗机中不算很大,但相当高,足足4.3米。F-35不能被简单视为F-22的单发缩小型,它们在一些方面完全不同。这架模型的机翼没有安装挂架,弹药完全内置在机腹弹舱中,这能保证飞机的隐身性能。F-35的机翼、尾翼和起落架设计都显得很传统,但我知道F-35B内部的推进系统完全打破了常规。

英国的F-35A全尺寸模型

英国的F-35A全尺寸模型

F-22与F-35地面高度对比

F-22与F-35地面高度对比

  F-35的普惠F135发动机是战斗机有史以来安装过的推力最大的喷气式发动机。F135和罗尔斯·罗伊斯公司研制的“升力系统”(也就是一个轴传动升力风扇)组合在一起后,能使F-35B在很短的距离内起飞,然后垂直降落。这套推进系统堪称机械奇迹(背景资料:“闪电”之心——谈谈F135发动机)。

  F135发动机是普惠F119发动机的进一步发展,后者是F-22“猛禽”战斗机的动力装置。F-135可以产生高达12700千克干推力和令人难以置信的19500千克“湿”推力(加力推力)。作为对比,英国电气的“闪电”战斗机的罗罗“阿汶”发动机只能产生7257千克湿推力,两台加起来才14514千克。

  F135的两个转子旋转方向相反,这有助于理顺从高压涡轮(HPT)进入低压涡轮(LPT)的核心气流,提高发动机的效率,并可能还减少了定子和导向叶片的数量。低压涡轮连接着罗罗升力风扇的驱动轴,升力风扇垂直安装在F-35B座舱后方,由两级反向旋转的风扇组成,一级叠加在另一级上方。进气口被一块大型盖板盖住,铰接于进气口后方的机身结构上,F-35B在悬停、短距起飞、或处于平飞和悬停间的过渡飞行时,盖板才向上打开。升力风扇的两级风扇各由一套锥形齿轮系统驱动,两套系统被容纳在一个共用齿轮箱中,由沿F-35B纵轴线布置的驱动轴驱动。当F-35B悬停时,这根驱动轴把28000轴马力的功率传递给升力风扇的离合器和锥形齿轮系统,驱动升力风扇从机背顶部的进气口吸入冷空气加速向下喷出,由此产生垂直升力。除此之外,F-35B的很大一部分垂直升力来自飞机尾部三轴承旋转模块(3BSM)喷管向下喷出的炽热燃气。这种有趣的喷管由三节连接在一起的管道组成,每节管道都是钛合金制造的,都通过环形轴承与其他喷管连接。3BSM喷管最多可向下偏转95度,也就是向前偏5度。有趣的是3BSM喷管的两个环形轴承致动器都是燃油液压驱动的,燃油被加压到3500psi(24.1兆帕)后作为液压流体来驱动致动器的伺服阀。3BSM喷管在2.5秒内就能完成95度偏转(从水平偏转到垂直状态),喷管在悬停模式中还能左右偏转12.5度进行横向控制。这套垂直升力/控制系统的最后一个组件是滚转喷管,位于两侧翼根下方的这个喷管截面积可调,在F-35B悬停时提供滚转控制。喷管从发动机引出旁通空气向下喷出,一个旋转致动器负责调截喷管面积,改变推力的大小和矢量,使飞行员在悬停时能控制F-35B在滚转轴上的姿态。

F-35B复杂的动力系统

F-35B复杂的动力系统

F-35B机背的升力风扇和辅助进气口

F-35B机背的升力风扇和辅助进气口

  升力风扇、两个翼下滚转喷管和3BSM喷管总共可产生15830千克的垂直升力,其中7120千克来自尾喷管,而这推力转换可在不到三秒钟的时间里完成!

  由于悬停需要非常大的动力,导致发动机要吞入更多空气,所以洛克希德·马丁公司在升力风扇后方增加了一对辅助进气门(AAID),用来向F135发动机提供额外空气。升力风扇下方的可调截面积叶片盒(VAVB)能对升力风扇产生的垂直升力进行矢量调节,VAVB由一个铝合金框架和六片百叶窗式钛叶片组成。叶片可向后偏转达42度,向前偏转5度,以此调节气流方向。