“闪电”之心——谈谈F135发动机 - 第2页

F135的风扇机匣

罗尔斯•罗伊斯升力系统

　　F-35项目的最显着的特点之一就是在F-35B悬停时，它的推进系统在非加力状态下产生的升力非常接近其全加力推力。F-35B在悬停时，发动机能产生39400磅（17872千克/176kN）的非加力垂直升力，而在常规飞行中，则能产生28000磅（12700千克/124.55kN）干推力和43000磅（19504千克/191.27kN）的全加力推力。

　　F-35B的F135发动机依赖两个系统来实现如此高的垂直升力。首先是全权限数字发动机控制单元（FADEC），这是一套由BAE系统公司制造的安装在发动机上的计算机，不过软件是普惠定制的。在悬停时，FADEC能压榨出发动机的所有潜力，使干推力从28000磅增加到39400磅。

　　其次是罗尔斯•罗伊斯的升力系统，与F135发动机一道组成了短距起飞垂直降落推进系统，该系统由4大主要组件组成。

F-35B升力系统示意图

F-35B悬停状态流场分析

第一个组件是升力风扇

　　升力风扇垂直安装在F-35B座舱后方，直径1270毫米，高度也是1270毫米。升力风扇从机背顶部的进气口吸入冷空气并加速气流向下喷出，以此产生垂直升力。升力风扇的进气口被洛克希德•马丁公司制造的一块大型盖板盖住，这块盖板诨名“1957款雪佛兰发动机盖”，铰接于进气口后方的机身结构上。F-35B悬停、短距起飞、或处于平飞和悬停间的过渡飞行时，盖板向后打开。

　　升力风扇由两级反向旋转的风扇组成，一级叠加在另一级上方，每级都是整体叶盘结构。上级风扇有24片空心钛叶片，下级则是28片实心叶片。

　　两级风扇各由一套锥形齿轮系统驱动（该系统通过一组圆锥形齿轮，能使驱动轴的扭矩旋转90度传递给风扇）。

　　两套锥齿轮系统都被容纳在一个共用齿轮箱中，由那根沿F-35B纵轴线布置的驱动轴驱动。在F-35B进气道的分叉处，包覆在整流罩内的驱动轴穿过进气道把升力风扇和发动机连接起来。在发动机那头，驱动轴连接在第一级风扇的风扇毂上，由低压转子驱动。

　　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，使升力风扇产生近20000磅（9072千克/89kN）的垂直升力（F-35B在悬停时，F135与驱动轴的工作模式就类似于涡桨发动机，把大部分动力用于驱动升力风扇而不是从尾喷管喷出做工。从这点上看，F135可以说是世界上最强大的涡桨发动机）。

　　F-35B的发动机启动后，驱动轴就在始终旋转，所以需要一个离合器来接通或断开升力风扇。只有在需要使用升力风扇时，离合器才与驱动轴接合并锁定。

　　由于离合器会因摩擦产生高温，所以离合器片采用了与大型商用飞机起落架碳刹车片相同的耐磨材料来制造。

　　由于悬停需要非常大的推力，发动机要吞入更多的空气，所以洛克希德•马丁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。

　　F-35综合测试部队在马里兰州帕塔克森特河海军航空站的测试中，发现辅助进气门受到环境影响出现了过度磨损和疲劳，此外暴露了密封性不足，门锁使用寿命不足的缺点。这些问题导致低速率初始生产（LRIP）的F-35B在改装辅助进气门前被限制进入一些短距起飞垂直降落模式。目前，所有LRIP1-LRIP5批次的F-35B都在进行新辅助进气门的改装。