隐身那些事儿（下）——讲述隐身技术发展及应用的故事

图 8、近期经过升级的 F-22 已经具备了使用发射 AIM-9X 的能力

　　总体来看，隐身性能是 F-22 克制现役其他三代战机的最大技术优势之一，即使是依靠机载电子设备和武器升级改进的三代半战机，综合起来也不具备对抗 F-22 的能力。一般的观点认为，唯有在借助更先进的反隐身探测技术发现 F-22 的大致方位的情况下，借助电子干扰压制等手段，设法逼近搜索锁定（瞬时 LPI 探测或红外多谱段无源探测等，近距离锁定），或者在其开机状态下依靠无源探测技术快速定位和攻击，才有可能在一定程度上实现与 F-22 的对抗和遏制。但实际战争中战场环境十分复杂，态势瞬息万变，各种技术手段层出不穷，因此这类战术的有效性还很难准确预测，而且在找到切实可行的对抗措施和方法前，很可能首先要付出较为沉重的代价。装备相近技术水平的隐身战机，并就隐身技战术和对抗方法进行模拟演练和研究，同时提前做好关键区域反隐身雷达网的部署和准备，有可能是对抗隐身战机威胁的唯一途径。对于美军在全球的任何一个对手来说，在具备同等水平的战机和战术支援体系前，F-22 绝对是这个世界上最强大和最难以对付的战斗机。

F-35“闪电”

　　F-35 的研制源自 JSF 计划，该计划是由美国 20 世纪 80 年代的“通用低成本轻型战斗机”（CALF）和“联合先进攻击技术”（JAST）计划合并演变而来。CALF 计划主要为海军陆战队研究一种具备短距起飞和垂直降落能力（STOVL）的轻型战机，替代其使用的 F-16“战隼”。后来在洛克希德的游说下，1992 年空军和海军陆战队同意联合研制一款具有先进短距起飞和垂直降落能力的通用经济型轻型战斗机，这也是后来 F-35B 和 F-35A 区分的由来。JAST 计划是美国国防部 1993 年在取消多用途战斗机（MRF）、海军 A-12 及后续 A/F-X 先进攻击机计划后提出的一项替代计划，目标是开发一种三军通用的联合攻击机系列（延续了此前低成本联合攻击机JAF三军通用的思路），替换几种已经老旧的美制（F-16、A-6、A-10 等）和英制战机（鹞/海鹞/AV-8B）。考虑到 CALF、JAST、JAF 等计划相互重叠，1994 年 10 月美国国会将几项计划合并到了 JAST 计划，新计划将发展一个三种型别的通用飞机家族，包括美国空军和英国皇家空军使用的常规起降型（CTOL），美国海军的舰载型（CV），以及美国海军陆战队和英国皇家海军使用的 STOVL 型。后续的研究中确定了单发单座基本型的设计思路，海军曾一度希望设计双发版本确保可靠性，最后也接受了单发的建议，普•惠的 F119 发动机被定为首选动力，通用电气的 YF120 作为后备。

图 9、波音的 X-32 与洛克希德的 X-35 具有完全不同的气动外形和设计思路

图 10、F-35 已经开始小批量交付美军使用

　　1996 年 3 月，JAST 计划正式更名为 JSF 计划，并在 5 月份成为国防部正式采办项目。同年 11 月 16 日，波音和洛克希德•马丁公司被选为 JSF 为期 51 个月概念验证阶段的发展商，各自制造两架验证机完成三个型别的概念研究，其中波音的研制方案编号 X-32，洛克希德•马丁的方案编号 X-35。项目同时要求以概念机为基础研究一套武器系统，以满足三军需求，在整个计划中最为苛刻的一条是要求新机全寿命周期成本低于现役的同类战斗机。美国军方还同意普•惠公司以 F119 为基础研发一款提高可靠性、可维护性和推力的新发动机，以平衡发动机研发成本（后定型为 F135 发动机）。按照计划，所有型别的 JSF 战斗机都可用同一条生产线制造，使用同一种针对 CV 和 STOVL 优化的发动机，拥有尽可能多的通用部件，并使用通用的支援和维护系统。

图 11、F-35 机体结构中复合材料占比达到 30%，翼盒采用单块式结构，与机身集成为一体，同时还采用了大面积整体蒙皮覆盖

　　波音和麦道公司签署了协议合作研发 JSF，1997 年 8 月两家公司合并，另一方面，诺斯罗普•格鲁门和英国宇航公司则加入了洛克希德•马丁研制小组，两组在方案设计上存在很大的不同，如图 9。2000 年 9 月和 10 月 X-32A 和 X-35A 先后实现首飞，经过 10 个月的对比试飞，洛克希德•马丁的 X-35A 在 2001 年 10 月获得了最后胜利，赢得了工程制造与发展阶段（EMD）合同。客观地说，波音公司的下颌进气无尾大三角翼 X-32 方案（包括后期推出的有尾翼方案）在技术上很有特色，但由于在垂直降落方面出现的事故（进气口吸入前升力喷口的高温气流引发高度骤降）暴露了设计缺陷，在空中加油试验中也出现了漏油情况，加上军方对其隐身能力和机动性前景不确定性的担忧，最终导致了竞争失败。而洛克希德•马丁相对常规的 X-35 方案和轴传动升力风扇设计则相对可靠和安全很多（如图 12），没有高温后燃气吸入发动机的风险，空中加油试验十分顺利，一切表现都相当令人放心，因此决定性地获得了最后合同。

图 12、洛马的 STOVL 升力风扇方案采用轴传动常温设计，无燃气吸入风险

图 13、这架 F-35B 正在海上进行垂直着舰试验

　　F-35 三个型别在设计上针对不同任务进行优化，其中 A/CTOL 型与其他型通用性最高，达到 80%，B/STOVL 型通用性为 70%，C/CV 型由于结构加强、翼展增大和可折叠等原因通用性只有 35%。

图 14、F-35C CV 海军型翼展加大，可折叠，以减少上舰占用空间

　　隐身设计措施方面 F-35 主要技术继承自 F-22，总体来看设计上既有创新也有折衷让步，不同之处主要在于：

　　①. 进气道采用了 DSI 加 S 形进气道设计，其中进气道侧壁由验证机的四唇缘改为带大倾斜角的三唇缘设计，以改善大迎角进气效率。DSI 设计在隐身方面的特点笔者在《善隐者，上隐于九天》一文中（以下简称《善》）有详细分析，主要具有正面和侧前方位入射波直射范围小收集量少，以及结构较轻等优点。但受机身长度制约，F-35 的 S 形进气道偏短和陡，在进气道内多次反射吸收的效果方面会略差，前掠唇口也会在前向的行波反射贡献上稍有不利（由于唇口斜切，行波反射会沿唇口边缘法线方向散射出去，基本不会回到原入射方向）；