论 F-35

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导读:[face=宋体][size=14][color=red] F-35 是美国洛马公司牵头,与英国航宇公司共同研制,并联合了多数北约的美英盟国参与的号称“世界战斗机”之称的第五代战斗机。绰号“闪电 II”。F-35 具备隐身性、高速巡航、高机动性、高信息作战能力等第五代战斗机的所有特点,并具备短距/垂直起降能力。 F-35 将用于替换美国及其盟国的第四代战机,例如空军的 F-16、A-10、“鹞”,海军的 F/A-18 的早期型号、AV-8B、“海鹞”等等。 F-35 装备总数可能在
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F-35 是美国洛马公司牵头,与英国航宇公司共同研制,并联合了多数北约的美英盟国参与的号称“世界战斗机”之称的第五代战斗机。绰号“闪电 II”。F-35 具备隐身性、高速巡航、高机动性、高信息作战能力等第五代战斗机的所有特点,并具备短距/垂直起降能力。

F-35 将用于替换美国及其盟国的第四代战机,例如空军的 F-16、A-10、“鹞”,海军的 F/A-18 的早期型号、AV-8B、“海鹞”等等。

F-35 装备总数可能在 5000 架以上。

美国联合攻击战斗机(Joint Strike Fighter-JSF)是 20 世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。JSF 被定位为低成本的武器系统。因为目前先进战斗机,如 F-22 的成本不断高涨,美国及其他国家均感到,单纯依靠这样的高性能且高价格的战斗机组成战斗机部队,在财政上难以承受。因此美国各军种改变以往各自研制战斗机的传统,联合起来,共同研制一种用途广泛、性能先进而价格可承受的低档战斗机,就是 JSF。随后英国看到了 JSF 的种种好处,也加入了进来。按 F-16 的销售往绩,JSF 也将进入众多国家的空军,这将令 JSF 的成本更加低廉。

X-32 三面图 X-35 三面图 在竞争阶段,美国波音公司(Boeing)和美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司形成了两个竞争集团。波音公司联合美国麦道公司设计了 X-32,洛马公司则联合英国航宇公司设计了 X-35。因它们都在尝试使用风险极大且新颖的垂直/短距起降技术(X-32 与英国“鹞”式成熟的技术类似,X-35 反而类似前苏联的雅克-38),因此没有被赋予“YF-X”的型号。

后 JSF 在美国空军中将与洛克希德·马丁公司研制的 F-22 战斗机形成高低搭配,就象 F-16 和 F-15 之间的关系那样。为了实现低成本,其生产量应该要大,因此应该具有较广泛的适用范围。相应的,JSF 将有多种型号,分别是:

1. 空军常规起落型(CTOL),目标采购价格为每架 2800 万美元(1994 年币值,下同);

2. 美国海军的常规起降舰载型,单价 3400 万美元;

3. 美海军陆战队和英国海军用的短距起飞垂直着陆型(STOVL),单价 3100 万美元。

由于受到成本目标的限制,空军表示它首先需要 1763 架 CTOL 型,可能还要3个中队的 STOVL 型,以便对近距支援任务做出快速反应。美国海军需要 400~500 架能舰载的 JSF。海军陆战队表示它需要 609 架 STOVL 型。英国皇家海军首先需要 60 架 STOVL 型用于替换“海鹞”(是否是 1 对 1 的替换目前还没有决定)。

对于美国空军来说,JSF 既要取代 F-16 执行制空和战术武器投放任务,还要接替 A-10 执行近距空中支援任务。在接替 A-10 时,军方希望 JSF 象 A-10 一样不易被地面火力摧毁,但它主要依靠技术手段,而不是依靠装甲来实现这一目的。此外,JSF 还将比 A-10 具有更大的航程。右图中可以看到预计使用的武器。包括各种普通炸弹、激光制导炸弹、使用 GPS 制导的 JDAM、JSOW、HARM 反雷达导弹、SLAM 巡航导弹、“小牛”反坦克导弹、各种空空导弹和 27mm“毛瑟”机关炮(后改为采用 GAU-12 25mm 五管加特林炮)等。2004 年 4 月,美军确定所有型号的 JSF 将可使用机内武器舱装载 8 颗波音公司研制的 113kg 小口径炸弹(SDB),同时也可在机外悬挂该小口径炸弹。美国军方的 JSF 项目办公室官员说,将把增加机内武器舱装载 SDB 的数量,作为 JSF 增强作战能力的长期目标之一,但具体增加多少还没有透露。

对于美国海军来说,JSF 将接替 F/A-18A/B/C/D 的制空和攻击任务,以及更老的 A-6 所承担的战术武器投放和纵深攻击任务。海军希望 JSF 同 F/A-18E/F 一道承担起制空和攻击的双重任务。舰载型 JSF 和 F/A-18E/F 精确的搭配方式目前仍没有确定。在接替 A-6 时,JSF 将用做夜间、低空突防的中型轰炸机,这一点同 A-6 的设计任务一样。但是,JSF 还要具有白天攻击的能力,在执行这类任务时,JSF 必须利用先进技术避免战斗中的过量损失。为此,JSF 将具有隐身和远距离发射导弹的能力。

对于海军陆战队来说,STOVL 型的 JSF 将利用其短距起飞/垂直着陆能力接替 AV-8B 执行近距支援、滩头支援和战场攻击任务。它还将取代海军陆战队的 F/A-18 承担制空和攻击任务。美国海军陆战队希望 STOVL 飞机能够拥有 F/A-18 的航程、载荷以及迅速加速到超音速的能力。如何将隐身、STOVL 能力和超音速能力结合到一架飞机上,可能是 JSF 计划所面临的最大技术挑战。在设计海军陆战队的飞机时,还有其他要考虑的因素。海军陆战队的任务有时需要单独完成,无法从其他兵种获得支援,并且只能动用相对较少的资源进行作战。这就使海军陆战队需要一套独立的武器系统。

对于英国皇家海军来说,JSF 将用来取代现有几种型别的“海鹞”战斗机,执行制空和攻击任务,并且要求它能够从现有的轻型航母上以短距起飞的方式升空作战。在不超过美国空军对战斗机重量要求的前提下,要想满足美国海军、海军陆战队和英国皇家海军的各项使用要求,必须采取一种独特的飞机/发动机组合。目前的估计是,美国海军陆战队和英国皇家海军的 JSF 将比美国空军型重 500~1000 磅(227~454kg),而美国海军型可能要比美国空军型重 1500~2000 磅(681~908kg)。

所有这些型别的 JSF 都将在一条生产线上制造,使用同一种针对 CTOL 和 STOVL 优化的发动机,并且拥有尽可能多的通用部件。此外所有的 JSF 还必须使用同一种通用的支援和维护系统。JSF 不仅是多年来第一种满足多军种使用需要的战斗机,JSF 还是第一种在一条生产线上生产的具有多种配置的战斗机。而且,该项目的主要推动力量是减少费用,这在过去的项目中也还没有过。

参与 JSF 竞争的双方都选择了普惠公司生产的 F-119 发动机(用于 F-22)的新改型作为动力装置。据普惠公司大型军用发动机分部项目经理介绍,改进之后的 JSF 发动机推力更大,维护性和支援能力更好。发动机被设计成能够“自动”管理,它不但能在故障发生之前感受到故障,而且能够补偿那些损坏的电子部件,使它在没有这些部件的情况下继续工作。故障发生时,系统将自动向飞机基地发出信号,报告故障情况,从而使维修人员准备好备件,当飞机着陆之后,立即把这些部件换上。为了加快更换工作,发动机设计成所有安装在框以外的部件都能在 20 分钟或者更短的时间内卸下并更换。

由于两家竞争公司对飞机的要求不同,从而要求普惠公司研制 2 种略有不同的 F-119 改进型以满足每个竞争者各自的需要。波音型 F-119 发动机的代号是 JSF/119-SE614,洛克希德·马丁型的代号是 JSF/F119-SE611。这两种型别的发动机之所以要存在这些差异,主要是因为两个 JSF 机体制造商所采用的垂直升力系统有所不同。波音公司采用了导流槽的布局,这有点象“海鹞”发动机上所采用的升力系统;而洛克希德·马丁公司则选用了升力风扇系统来实现垂直飞行。波音公司的发动机带有一个与 YF-22 相似的喷管,洛克希德·马丁公司的发动机采用了轴对称喷管,与 F-15、F-16 上用过的喷管相似。下图上为标准的 F-22 的 F-119 发动机,下为 JSF 的波音型(下)和洛马型(上)的区别。

洛·马公司 JSF 业务开发主任 Joe·Oberle 说:“JSF 验证机上所用的部件没有必要与发展型飞机上的部件相同,现在为飞机提供部件的公司可能会继续为以后的 JSF 提供产品,但是也不完全一定。不久我们将向各生产商征求详细资料,然后根据我们所得到的资料选定供货商。”在所有系统中,最值得重视的是雷达和机载设备。Blot 说:“现在,微处理器每过 18 个月左右就会变得落后,我们不但要制造一种不会很快落后的系统,而且还要使它具有较低的全寿命费用。”Oberle 说:“选择机载设备系统对于控制飞机的总成本非常重要,如果一种机载设备系统能够被各个军种采用,那么每年可以节约经费 1.6 亿美元。此外,机载设备系统必须易于升级,最简单的办法就是把它设计成为开放的结构系统,以便使用未来研制的各种货架产品。”

X-35 项目的合作伙伴是洛斯罗普·格鲁门公司和英国宇航公司。选择它们不单是因为业务能力,而且还因为其技术和经验。洛格公司在材料技术、部件制造和工装方面拥有丰富的经验。通过研制 B-2 轰炸机,它在隐身技术方面具备了很强的能力,在飞机的舰上适应性和舰上使用方面同样具有经验,该公司机载设备分部过去属于威斯汀豪斯公司,在系统集成方面拥有渊博的知识。英国宇航公司不但有先进材料制造经验,而且有系统集成方面的学问。特别是在研制维护 STOVL 战斗机方面,该公司的经验无人可比。洛·马公司的目标是在 2001 年使全部的研制和改进项目能够用于 JSF 工程制造和发展阶段。

在波音公司的设计方案中,用户只要去掉 2 个环形喷嘴,再用平板把喷嘴移去后的孔堵住,就能使 STOVL 型的发动机与 CTOL 型的发动机相同。在洛·马公司的 JSF 发动机中,只要用一个不转动的尾轴代替转动尾轴,再从升力风扇上取下驱动轴并去掉风扇,STOVL 型发动机和 CTOL 型发动机就完全一样。在 JSF 所用的 2 种 F-119 发动机上,低压涡轮由一级改为两级,并且把发动机风扇的截面积增加了 10%~20%,以便增加空气的流量。在两种型别的发动机中,大多数部件都是通用的。事实上,美国空军、海军、海军陆战队所用 JSF 发动机的涡轮结构转动部件 100% 都是通用的。海军型的 JSF 由于加强了结构强度,用于承受弹射起飞和阻拦着陆时的载荷,其重量比空军型的 JSF 要重。

普惠公司在真正的首飞之前,在每种型别的发动机上分别进行了 30000 小时的试验。最初的试飞工作在爱德华空军基地进行,随后由美国海军进行 STOVL 试验。等到概念验证阶段结束、武器系统开发商选定之后,普惠公司将进入工程制造发展阶段,在此阶段它打算生产约 30 台试验用发动机。该阶段计划从 2001 年开始。仅仅从美国和英国的定货考虑,JSF 发动机的产量就要接近 3000 台。

波音公司通过对 F-22 的研制,重新确立了它作为战斗机制造商的地位。该公司计划在 JSF 竞争中最初的概念发展阶段(CDP)除了要验证其环行喷嘴的垂直升力系统外,还要证明其新的设计、制造技术以及它在空气动力研究方面的最新进展。波音公司 JSF 项目主管 Statkus 说:“目前,我们即将完成 CDP 阶段 25% 的工作。我们正在考虑首选武器系统方案中能够采用的技术,同时也在考虑能够用在概念发展阶段的技术。”

波音在进行其首选武器系统(PWS)的方案设计时,Statkus 说:“我们非常努力的控制概念发展阶段的飞机和首选武器系统方案中的重量和成本,以确保将来能够可靠预测出(PWS)飞机的出厂费用。

波音公司结束 X-32 概念验证机的工装设计时,其中有许多是在波音公司位于加利福尼亚州的帕姆代尔工厂生产的,有些加工机床也安装在这里,波音公司的 JSF 验证机将在这里制造。波音公司开始装配 2 种 JSF 概念研究。Statkus 说,硬件设计已按时完成,许多主要部件也都在规定的重量限制之内。两种 JSF 的部件加工工作正在同时进行。这两种概念研究机的许多硬件都是相同的,这有利于降低成本。也许更为重要的是,波音公司的研制机构已经到位,试飞机构正在组建。右图是 X-32 的部件结构示意图。

Statkus 说,我们已经从供应商那里得到许多经改进的货架产品,以便用于概念发展阶段的 JSF。对于飞机的部件,我们还要做进一步的选择,但是大多数子承包商正在排队等候。对于每一次选择,波音都试图寻找那些公司内部已经具备的能够用于 JSF 的加工能力。我们利用加工能力来控制重量、控制成本、选择材料并且在波音内部确定分工。由于加利福尼亚州帕姆代尔的工厂能够提供比公司其他地方更低的生产费用,波音公司在这里组装其 JSF 概念验证机。如果波音公司能够赢得合同,JSF 也将在这里进行生产。帕姆代尔有一个发动机试车台,目前一切已经准备就绪。而且它离美国空军的爱德华基地不远,JSF 的概念验证机将在该基地进行试飞。

波音公司 X-32 的设计思想基于对经济可承受性和满足各种作战要求能力的双重考虑。X-32 项目的商务开发主任 Strohsahl 说,虽然 JSF 有好几个型别,但它们具有相同的模线,也就是说,其外部尺寸相同。X-32 期望利用位于中机身的 2 个可偏转喷管使发动机的排气转向下方,从而获得 STOVL 能力,它所用的偏转喷管与“鹞”所用的喷管相似。

随着飞机的加速,机翼产生的升力最终将代替发动机产生的升力,喷管便可以逐渐地转向后方。在进行 STOVL 飞行时,X-32 需要通过飞机尾部的气流进行配平,这些气流通过一个二维矢量喷管转向下方。喷管与机身结构联为一体,并且还要承受载荷。随着飞机的加速,发动机的气流将逐渐转入发动机后部的喷管,并且从位于中机身的环行喷管中排出。悬停或 STOVL 飞行时的飞控和俯仰控制将由不同喷管的偏转气流提供。滚转控制由机翼上的小排气孔提供。当这些喷管把热气流向下方排出时,一个立式挡板将从前机身处转向下方,以防发动机排出的热空气被吸入发动机进气道。当环形喷管完全朝后、所有的推力都分配给发动机的后排气管时,位于飞机中部的喷口将由位于喷口周围的小门盖住。对重量的考虑赋予了很高的优先程度,不论是 STOVL 型 JSF 还是海军型 JSF(该型为了满足着舰要求需要进行加强)都没有因为附加系统而使重量发生较大变化)。但是 STOVL 型的 JSF 还是比另两种的 JSF 减少了内部武器载荷。其他型别的 JSF 所能携带的武器载荷与 A-6 能够携带的武器载荷相似。

在最初的设计方案中,X-32 有一个大的、翼身融合复合材料三角机翼。为了降低制造成本采用了单块式结构。翼尖有一个附加段,在执行舰上任务时可以拆去。但后来具体设计时,波音认为此方案不足以赋予 X-32 足够的机动性,因此为其增加了两个尾翼。对比右图和其他图片,大家就可以看出来。但保持不变的是,除了美国海军型以外,所有的燃料都装在机翼中。机翼的上下表面,各采用一张复合材料蒙皮。另外,X-32 设计方案燃油系数较高,航程较远。而且其信号特征设计比较均衡,波音公司对 JSF 的红外信号特征和可见光信号特征的重视程度与对它的雷达信号特征的重视程度相同。

波音公司所有各型的 JSF 至少在初期都将具有相同的机载电子设备和座舱。机身设计成为 3 个部分,尾段包括集成的发动机喷口,但是没有单独的尾部飞行控制面。海军型的 JSF 在着舰时机翼上表面会出现一个涡发生器栅栏,以帮助飞机保持高的迎角。波音公司还把机身中段设计成适合三种型别的飞机。前机身既可用于单座型,也能用于双座型。虽然现在还没人考虑双座型 JSF,但是波音预计将来可能会出现对双座教练型 JSF 的需求。

波音利用其制造、维护和在世界范围内支援民用飞机的广泛经验,抢到了不少分数。它还迅速使麦·道公司完全加入 JSF 的研究项目,以利用该公司所具有的丰富的战斗机研制经验。由于波音的机体制造商在过去的 20 年里参加了包括麦·道公司在内的大多数军用飞机项目,因此积累了丰富的经验和试验数据。其中一项创新是自动化数控编码技术,它能使设计者在初始设计时,就能把指令嵌入自动加工机床,以便进行毛坯切削和锻造,还能使一台机器同时加工两个完全相同的零件。在测试中,过去需要 30 天才能加工完的零件只用 8 小时就完成了。

波音最近成功地研究了一项低余量钛加工技术,它能降低生产中钛的用量,从而使一些部件能够用一块钛锭铸成,然后只做少量的加工。此外,还研究了开发一种军用型大规模备件储存和运输设备的可能性。目前它在西雅图的民机支援设备能够在收到申请的 2 小时内把任何一种现役波音飞机的任意零件发往目的地。

我们再来看看洛克希德·马丁公司的 JSF 研制计划 X-35。在过去的 30 年里,该公司生产了多种高性能战斗机。洛克希德·马丁公司决定在 JSF 中采用升力风扇,是基于它们在过去研究项目中所获得的数据。洛克希德·马丁公司的 JSF 项目副经理 Harry·Blot 说,采用升力风扇的设计可以使足够的空气转变为飞机悬停所需的垂直气流,无须增加发动机风扇的截面,从而避免了它在超音速飞行时所产生的阻力。风扇可以被看作是一个水平放置的涡桨,当飞机悬停时,它使双倍的空气从飞机下面流过,并保持飞机的前视截面不超过传统飞机的设计水平,所以不影响飞机进行超音速飞行的能力。

采用升力风扇方案还有其他一些优点。它能使向下偏转的气流速度降低 33%,气流温度降低大约 250°F。由飞机主发动机驱动的风扇能产生 18000磅(8172千克)的冷空气推力,这就降低了前部进气道从发动机后面吸入热空气的可能性。洛克希德·马丁公司认为象 JSF 这样比“鹞”大、并且具有更大的载荷和航程的飞机,升力风扇方案是唯一可行的升力系统。该公司认为升力风扇布局在为 JSF 提供垂直升力时有 3 个明显的优点:

1. 在所用推力一定的情况下提供更大的载荷;

2. 改善向下气流对地面冲击的影响;

3. 使 JSF 进气道的前向截面积减小,从而降低飞机的迎风面积,有利于实现超音速飞行。

Blot 说,“鹞”为了吸进足够的空气进行垂直飞行,有两个巨大的进气道突出在飞机的两侧,很难使飞机超音速。洛·马公司的 JSF 设计方案不但进气道较小,使它可以在超音速情况下使用,而且当机身顶部的气门打开时,可以吸入周围的空气,当气流流过机身时,可以用升力风扇对它加速,从而得到悬停飞行所需的气流。由周围空气所形成的这股向下气流能够完全挡住向前的热气流。并且可以在 JSF 的前部提供足够的升力以配平飞机尾部热气喷口向下偏转的气流所产生的推力。X-35 上所用的这种新颖的升力风扇的研制工作由洛·马公司的“臭鼬”工作队、罗·罗公司和艾利逊公司共同完成。X-35 下一步工作是验证飞机的可操作性及雷达、机载设备和飞机的加速性。

波音公司已经完成 X-32 发动机的运行试验,从而使 X-32B 战斗机的概念验证机向第一次飞行又迈进了一步。作为建造短程起飞和垂直降落(STOVL)飞机的一部分,波音公司的试验工作组进行了气流转换过渡,即发动机推力换向试验。试验所用的发动机为普拉特·惠特尼公司的 F-119-614 发动机,进行了各种功率设定的试验,以验证系统的完善性。功率设定范围模拟了飞机在正常飞行时所需要的具有代表性的推力图谱。在短程起飞和垂直降落发动机试验台上进行了 500 多次试验,从产生常现的水平推力到产生垂直推力,或从产生垂直推力到产生常规的水平推力的过渡时间始终为 1~3 秒。所有推进系统的部件都像设计和预计的那样工作良好。除了进行发动机的运行试验外,波音公司的另一个工作组正在位于佛罗里达州西棕榈滩的普拉特·惠特尼公司的试验站进行一系列耐久性试验,以取得发动机进行短程起飞和垂直降落飞行的合格证。

当时正在生产的 4 架验证机-2 架 X-32 和 2 架 X-35,仅仅是概念发展阶段(CDP)的飞机,进入 EMD 阶段的飞机所装备的机载设备可能与它有很大不同。但是,反过来说,现代计算机技术已经使人们能够在 CDP 阶段开发并验证许多用在 EMD 飞机上的系统。目前,有一些系统制造商已经选定,除非花费很大费用,这些选择在今后是无法改变的。所以,有些 CDP 飞机的系统和部件制造商也将成为最终生产型飞机的制造商。

在洛克希德·马丁公司的 X-35 上,升力风扇将由艾利逊先进开发公司设计,艾利逊发动机公司生产。这两家公司的母公司罗罗公司将生产升力风扇的转子、发动机尾部的矢量喷管以及悬停飞控系统所需的滚转喷气口,所有这些部件也都是罗罗公司开发的。

此外,还有其他一些公司正在努力争取波音公司或洛克希德·马丁公司进入 EMD 阶段之后的设备研制合同:

雷神德克萨斯仪表公司正在为洛克希德·马丁公司 EMD 阶段的 JSF 设计和研制集中式中央处理器;

位于俄亥俄州的通用电气飞机发动机公司正在研制下一代发动机,并计划在 2007 年前开始高级试验或投入使用;

位于新泽西州的 Moog 公司已经同波音公司和洛克希德·马丁公司签定了合同,为它们生产 CDP 阶段 JSF 的作动器;今年晚些时候,Moog 还将向这两个主承包商交付武器舱门、前缘襟翼和发电机;

位于新泽西州的 EDO 公司正在研制一种液压作动臂,它能把JSF所携带的武器从弹舱内部移动到外部的发射位置;

洛克希德·马丁公司的桑德斯电子公司正在为波音和洛克希德·马丁公司的 JSF 研制电子战系统,无论那家获胜,这套电子战系统都将装在 EMD 阶段的 JSF 原型机上。桑德斯公司还是洛克希德·马丁公司 JSF 战斗机的集中式中央处理器研制队伍中的成员。TRW 机载设备系统公司参加了波音公司和洛克希德·马丁公司 JSF 的通信、导航和敌我识别系统(CNI)的研制队伍。

诺斯罗普公司的电子传感器与系统分部(ESSD)正在为波音公司和 X-32 研制一体化无线电频率系统和多功能传感器阵列,其中包括多功能雷达、电子战系统、CNI 系统所使用的主动电扫描阵列。此外,诺斯罗普公司还为 JSF 研制了几种光电系统,其中包括多功能红外分布孔径系统。

MPC 产品公司将生产用于打开武器舱门、测量发动机喷管的运动、驱动飞控系统的部件以及为冷却和环控系统提供动力时所需要的机电作动系统和马达;

TEAC 美国公司将为波音和洛克希德·马丁公司 CDP 阶段的 JSF 提供耐用、小型化的机载视频录像机,以记录电视和其他传感器所获得的数据;

塞尔玛公司正在为 X-32 设计座舱盖,这种单块式座舱盖由一种为 F-22 研制的座舱盖改进而成;

汉密尔顿标准公司和霍尼韦尔公司正在合作为 X-32 研制机上管理系统。汉密尔顿标准公司研制环控系统,桑德斯创德公司负责飞机的第二动力系统和电源分配系统;

联信南本德公司正领导另外几家公司为 X-32 设计、制造和组装起落架系统;

位于俄亥俄州的 BF Goodrich 航空航天公司正在为 X-32 进行燃油管理、热管理、火源探测等系统的集成研究。

可喜的是 JSF 采用的普惠 F-119 派生型发动机在试飞中没有发生问题,因而试飞未受影响。目前普惠公司已经完成 F-119 的 STOVL 型的研制。该公司已开始进行合格鉴定测试项目,并为波音和洛克希德·马丁公司提供了第一套 STOVL 软件。来,X-32 在竞争中因超音速巡航方面败于 X-35,JSF 就重新给了 X-35 一个正式编号 F-35。 2001 年 10 月 26 日,美国空军部长罗希宣布,洛克希德·马丁公司凭借实力、设计优点,击败对手波音公司,成为军火史上最大的赢家。其 F-119 发动机的改进型被命名为 F-135。由于进展顺利,F-35 的工程和制造发展(EMD)阶段 2001 年初开始,并持续到 2012 年。由于美国空军将订购大量的 F-35,因而其平均单机售价将为 3250 万美元。JSF 项目的顺利进行,一个重要原因是各公司在 F-22 和 YF-23 的研制中,均储备了大量宝贵的技术和经验。随着 JSF 向现役靠近,美国空中打击力量又将大大增强。

在 2001 年的巴黎航展上,首次展出 F-35 的毛瑟 BK-27 27mm 机炮炮舱。以波音公司为首、毛瑟公司为核心的的国际军械公司集团为 F-35 战斗机研制了先进的 27mm 机炮。该机炮也是目前生产的欧洲战斗机的固定武器。炮舱的供弹系统采用了费用合理、可靠性高的线性无链供弹系统。优点是弹药储存紧凑,使用过的空弹壳能返回到弹舱里,避免了抛壳可能出现的问题。炮舱重新装弹时间小于 5 分钟。专门设计的刚性适配器把炮舱固定在飞机上,保障了射击精度。该设计允许在空对空或空对地作战时,机炮炮管轴线可选择上仰 1° 或下俯 3° 的不同角度。炮舱的结构便于人员在装填和维护时接近机炮,装挂时间小于 10 分钟。

但在 2002 年 11 月,洛·马公司决定在 F-35 上采用通用动力公司的 25mm 口径 GAU-12 加特林炮。这项决定是因为毛瑟机炮机炮价格上涨,洛·马公司决定放弃。之前洛·马公司认为 AV-8B 采用的 GAU-12 不足以满足 JSF 的要求。2004 年 4 月,美国防部表示将为 F-35 的 25mm 机炮增加第三种炮弹 PGU-25/U 高爆燃烧弹药(HEI),用于攻击空中目标。已经获得采用的两种炮弹是 PGU-23/U 训练弹和 PGU-20/U 空对地攻击用弹药。F-35 海军型和短距/垂直起落型才采用外挂炮舱,而非固定机炮,2005 年完成设计评审,在 2007 年 2 月交付头两套系统。

2002 年 10 月 F-35 已处于初步设计评审(PDF)阶段,并计划在明年 3 月完成。评审重点在短距起飞与垂直着陆 STOVL 型的重量上。洛克希德·马丁公司说,F-35B 的短距起飞与垂直着陆型的重量比期望的要重,但是正在尽量满足政府要求的其它参数。洛克希德·马丁公司只要求比较几个以性能为基础的规格参数,如速度、射程和机动性。但是,作为满足需要的副产品,比如重量、空气动力学等规格将成为影响因素。但对于短距起飞与垂直着陆型,重量是一个比较大的问题,因为已经增加了对它的要求,而且有升力风扇增加的重量。尽管重量增加了,但目前还能满足其它的性能规格参数要求。同样,洛克希德·马丁公司还必须满足基本的规格参数,如火控系统的杀伤概率和准确性。上个月,洛克希德·马丁公司选择了通用动力公司作为火控系统的集成商,并开始研究,考察 27mm 火炮是否是“联合攻击战斗机“的合适的火控系统。

2003 年 7 月,美国阿诺德工程发展中心(AEDC)开始价值约 2 亿美元的联合攻击机试验项目,计划在该中心的 J-2、C-1 高空试验舱和 SL-3 海平面试验舱等平台上,对 JSF 使用的 F-135 涡扇发动机进行超过 5000 小时的发动机运行试验。从今年 11 月起,F-135 发动机将开始在 J-2 试验舱开展历时三年整的高空试验。2004 年 3 月至 4 月将在 SL-3 试验舱开始 F-135 可靠性、可用性和维修性(RAM)加速任务试验。届时 J-2 和 SL-3 内的发动机将同时开展试验,为 2005 年起将分别在 C-1 和 SL-3 开始的后续高空和 RAM 海平面鉴定试验做准备。AEDC 官员已拨出 2500 万美元资金用于 3 个试验舱所需特殊实验设备的制造。AEDC 员工也正在设计、制造和安装大部分的特殊设备,并将改造上世纪 90 年代末 JSF 概念发展试验项目阶段已有的 STE(专用测试设备)系统。新设备和改造设备还将用于支持 JSF 替换发动机通用电气 F-136 发动机的试验。

2003 年 11 月 10 日,洛克希德·马丁公司、诺斯罗普·格鲁门公司和几个子承包商开始生产 F-35 联合攻击战斗机的主要机体部件。主合同商洛克希德·马丁公司称,位于德克萨斯州的子承包商 Progressive 有限公司和 H.M. Dunn 公司已经开始切削大骨架结构零件。同时诺斯罗普·格鲁门公司称,位于加利福尼亚的子合同商 Brek 制造公司已经开始加工中机身舱盖隔板。Progressive 有限公司的第一个零件是机翼部件的主要隔框,H.M. Dunn 公司的第一个部件是前机身雷达隔框。洛·马公司执行副总裁及项目总经理说:F-35 从今天开始它将转化为实实在在的飞机。生产工作还有很长的路要走,预计第一架飞机于 2005 年年中出厂,首飞定于 2005 年末期。主要组件将由诺·格公司的集成系统公司和 BAE 系统公司提供。诺·格公司的作用包括中机身及其子系统的设计和综合、开发部分任务系统软件、地面及飞行试验保障及舰载型的飞行控制软件;开发保障低可探测性及支持建模与仿真任务。此外,还负责支持诺·格公司其它部门的项目,这些部门包括:电子系统部、信息技术部和空间技术部。

2004 年 1 月,由奎奈蒂克(QinetiQ)公司领导开发的 JSF 新型飞行控制系统,被确定用于 F-35 战斗机。采用这种飞控系统能降低飞行员负荷、提高飞行安全性、减少培训时间、操作简便,并可减少使用成本。过去短距起飞/垂直着陆(STOVL)飞机对飞行员的能力要求很高,这使得飞行员的选拔严格、训练要求高。英国国防部(MOD)和QinetiQ公司长期以来就在开展有关研究解决这一问题。这种新式综合飞行推力控制系统(IFPCS)标志着 STOVL 飞机的飞行理念的重大变化,这项技术意味着飞行员在起飞和着陆时只要专注于飞机飞行轨迹的纵向参数,让软件去控制推力的改变。新系统能让没有经验的飞行员独立安全的驾驶 STOVL 飞机着陆。

2004 年 2 月,洛克希德·马丁公司正在寻求大量的有关减轻重量的工程方案,其中包括把飞机蒙皮的重量转移到内部基础结构上。JSF 飞机工程创新之一就是飞机的表面结构采用先进材料和设计。洛克希德·马丁公司 JSF 项目副总裁称,该公司的独特设计是增加了隔框的间距,使飞机蒙皮承载更多的应力。这项创新设计很有效,但是最后增加了飞机的重量。他还说,加大框距设计是为了适应 JSF 的内部系统结构,但是一直存在如何减少蒙皮载荷问题。

也许通过改变隔框间距与蒙皮厚度之间的比率能降低飞机的总重量,这样有可能减轻 2000 磅(908kg)的重量,即总重大约 30000 磅(13620kg)的 8%,这是公司追求的目标。 此外为了降低机体结构重量,洛·马公司还在内部系统寻找降低重量的可能。总的来说,机体结构、线路和导管将减重 1800 磅(817kg),另外 200 磅(91kg)将从任务系统和运载系统中做文章。洛·马公司 JSF 项目副总裁说,有些情况下的重量上升是由于当初的预测太乐观,另外一些情况是由于设计创新造成的。例如,洛·马公司在设计武器舱时,原来舱很小,人很难将武器装载进去,经过重新设计以后增加了一个装载武器的系统,这是一个十分完美的解决方案,虽然增加了飞机的重量,但是值得的。目前 JSF 开发过程中维持重量是最大的一个问题。今年初,五角大楼宣布增加 50 亿美元的开发成本,并将项目延期一年,主要解决重量问题。现在三种型别均有超重问题,其中海军陆战队的短矩起飞/垂直着陆型(STOVL)面临的问题最严重。空军的常规起落型和海军的舰载型虽然也超重,但还能满足性能需求。在上周五角大楼的一份简报中,海军的采办官员说,STOVL 型比初始作战能力要求大约超重 3400 磅(1544kg),STOVL 型的目标航程是 450 海里,超重问题很可能危及到满足关键性能。

五角大楼对 JSF 项目调整提出四个选择方案:停止项目进程重新开始设计;重新布置生产顺序,将 STOVL 型飞机生产安排到最后;首先设计 STOVL 型,随后设计其它型别;保留限定的生产顺序,但每个型别的生产之间有一段间歇时间。这四个选择方案仍在讨论当中,估计 3 月 4 日将做出最后决定。公司方面认为,目前的生产进度是最好的安排,如果按照目前的进度,CTOL(常规起落型)的首架飞机将通过关键设计评估。虽然原订初始作战评估计划于 4 月份结束,但是估计要到年底才能完成。新的首飞日期还没有设定,原订于 2005 年底进行首飞,估计延迟后的首飞日期会在 2006 年春天。

2004 年 3 月,新加坡政府宣布正式加入 JSF 计划,成为亚洲参与该计划的第一个国家。新加坡军事专家认为,加入 JSF 计划能使新加坡的军队成为东南亚地区最现代化部队,便于更详细地对新加坡空军的升级需求进行评估。新加坡将有机会完全参与 JSF 的发展进程,能够为新加坡的各种需求融入 JSF 计划进行研究。新加坡作为 JSF 计划的合作伙伴,有权提前购买于 2012 年交付的 JSF。新加坡方面认为,如果要在今后 10 年替换老化的 A-4 和 F-5 战斗机,JSF 能满足其需求。

2004 年 7 月 12 日,洛克希德·马丁公司正式开始为美国空军装配 F-35 常规起降型。在洛克希德·马丁公司的沃思堡工厂举行了庆祝仪式,随后工人们开始装配 1 号试验机机身的前部。首架 JSF 计划于 2005 年 12 月完工,并且于 2006 年开始试飞。为海军陆战队生产的 2 号机是短矩起飞/垂直着陆型,将于明年夏天开始在沃思堡进行总装,于 2007 年开始飞行。JSF 项目合同总额达 2440 亿美元,是历史上最大一笔采购合同。该项目将生产 2443 架战斗机,加上对外军售销量可能是现在的两倍。位于沃思堡的洛克希德·马丁航空公司除了制造前机身部件外,还将制造机翼。诺斯罗普·格鲁门公司将在帕姆戴尔制造中机身,并且今年末 BAE 系统公司将开始制造后机身和尾翼。所有部件的总装将于明年在沃思堡进行。洛克希德·马丁公司官员称,一旦进入批生产,每架 F-35 的总装时间要花 5~6 个月时间,大约是现有多用途战斗机总装时间的一半。按照这个速度,公司打算每个工作日有一架飞机下线。F/A-22 的总装时间要一年,因为其隐身要求零件间的容差更精密。F/A-22 目前处在小批量生产阶段以及初始作战试验和评估阶段。F-35 吸收了 F-22、B-2 隐身轰炸机及欧洲战斗机的生产经验。

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