发布日期：2025-06-25 16:52 点击次数：108
F-35B
绰号：Lightning II 译文：“闪电Ⅱ” 俗称：“肥电”
F-35B是美国洛克希德·马丁公司研制的单座单发第五代隐身舰载战斗机，是F-35系列中的短距/垂直起降（STOVL）型号，也是目前全球唯一现役的STOVL隐身战斗机。该机搭载普惠公司专门开发的F135-PW-600发动机（STOVL构型），通过两级对转升力风扇和三轴承旋转喷管协同设计，在保持优异隐身特性和1.6马赫超音速飞行能力的同时，实现了出色的短距起降性能，成为美海军陆战队和多国轻型航母的核心作战平台。
展开剩余90%F-35B机头集成直径1.168米的AN/APG-85有源相控阵雷达，下方轴对称安装AN/AAQ-40E EOTS光电瞄准系统（集成红外成像和激光测距）。中部搭载F135-PW-600发动机，尾部配备三轴承旋转喷管，喷管最大可偏转95°（超限触发FADEC保护）。机腹设两个内置弹舱，各长3.72米，单舱前段挂点最大挂载1500公斤，后段限800公斤。机翼前缘集成AN/AAQ-37分布式孔径系统的6个红外传感器（中波3-5μm + 长波7.5-10μm）。座舱配置20×8英寸全景触摸屏和HMDS头盔显示器，弹射座椅采用28°±0.5°倾斜设计以优化高G耐受性;;2006年AA-1原型机下线后，项目遭遇多重挑战：2010年因升力风扇传动轴裂纹暂停测试11个月；2016年舰载部署暴露隐身涂层盐蚀问题（单机维护工时4.2小时，2024年通过ODIN系统与纳米涂层降至2.3小时）；2023年博福特基地坠机事故（主因电气系统级联故障+飞行员响应延迟）。所有舱门边缘采用锯齿处理，主舱门锯齿角度为60°（优化X波段散射），弹舱门锯齿角度为75°（兼顾结构强度），锯齿间填充FSS频率选择表面材料，降低了X波段RCS约30%。截至2024年底，全球9个采购国+2个技术参与国共签约超500架，包括美国海军陆战队280架、英国48架、意大利30架、日本42架等。
所有翼面采用碳纤维复合材料（32% Toray T800H纤维）+钛合金前缘，隐身涂层使用HAVE GLASS V（厚度1.8-2.2mm），采用导电聚合物+金属氧化物复合结构，钛合金前缘采用等厚度设计+等离子体隐身处理，锯齿状边缘优化了雷达散射，使主翼-机身连接处RCS降低40%。F-35B采用中单翼梯形超临界翼型设计，翼面积42.7㎡，展长10.7m，前缘后掠角35°，后缘前掠角15°。翼根弦长5.9m，翼尖弦长1.8m，厚度从12%递减至6%。翼下设8个挂点，翼下4个（标准非隐身任务总重6580kg），翼尖2个（适配AIM-9X等近距导弹），翼根2个（Block 4新增，单点限载2300kg）。
平尾为全动式设计，单侧面积7.41㎡，后掠角40°，偏转范围+25.5°/-23.5°，应急模式+27°/-25°，与主翼形成8°夹角来提升滚转效率。垂尾面积8.91㎡，采用25°外倾+45°后掠设计，高度2.43m，集成电子战天线。另外，减速系统无独立减速板，通过襟副翼（+15°）与平尾（-20°）协同偏转实现，减速速率12m/s²。
F-35B搭载了一台普惠F135-PW-600（STOVL型）发动机，衍生自F119核心机，采用2级低压涡轮+1级高压涡轮设计，涵道比0.51，加力推力191.3kN，军用推力128.1kN。但是在STOVL模式下需分流推力驱动升力风扇，导致可用推力下降：加力推力降至165kN，军用推力降至112kN。发动机通过2.89米（±0.01m）钛合金传动轴驱动罗尔斯·罗伊斯升力风扇，该风扇直径1.3米，提供91.1kN垂直推力，采用2级对转叶片冷气流设计，标准转速2950 rpm，应急模式转速为3200 rpm。维修间隔原来是1200小时，在2024年CMSX-4合金涡轮叶片升级后，维修间隔延长至1350小时，但高温环境下（>40°C）缩短至1000小时，沙漠环境下（>50°C）降至800小时，并且需要每400飞行小时或6个月检查盐蚀防护涂层。另外，该发动机70%的组件支持外场更换，单部件更换≤20分钟。全权限数字控制（FADEC）自动分配VTOL模式推力，响应延迟≤50毫秒。
主油箱容量8160kg（JP-8标准），含翼内5690L+机身2470L，配备8台高压泵，垂直起降时燃油流量峰值1200kg/min（最大推力状态持续≤90秒），常规飞行280kg/min，应急储备燃油为300kg（确保垂直降落安全冗余）。DSI进气道，压缩比0.78，进口直径1.15米，优化了跨音速阻力。F-35B的STOVL能力由三套系统协同实现，首先是升力风扇，提供91.1kN推力，冷气流设计避免甲板烧蚀；然后是三轴承旋转喷管（3BSD），提供80.2kN推力，偏转角度95°，响应时间0.75秒（实战放宽至1.2秒），寿命为5000次偏转循环，但需要每1000次检查密封性
F-35B的AN/APG-85有源相控阵雷达配备1676个氮化镓（GaN）模块（升级前使用AN/APG-81，配备GaAs模块），对1㎡目标探测距离160公里，对0.001㎡隐身目标降至45公里。光电瞄准系统（EOTS）采用诺斯罗普·格鲁曼的AN/AAQ-40E，集成双波段红外成像：短波（1280×720像素）用于广域搜索，中波（1024×1024像素）实现精确识别，激光测距精度0.08mrad（实战放宽至0.1mrad），Block 4升级新增高清电视通道（1280×720）。其合成孔径模式分辨率0.28米，可同时跟踪24个空中目标和12个地面移动目标。雷达与AN/AAQ-37分布式孔径系统（DAS）深度耦合，后者通过6个3-5μm波段红外传感器（刷新率60Hz）实现360°态势感知，可探测90公里内的导弹尾焰和1200公里外的弹道导弹（结合卫星数据链可扩展至1300公里）。战术画面输出受限于30Hz刷新率，以避免飞行员信息过载。
下图：AN//AAQ-40 机载光电瞄准系统 (EOTS)
导航核心采用霍尼韦尔H-764GE惯导/GPS复合系统，圆概率误差（CEP）1.5米，可抵抗16个窄带或8个宽带干扰源。通信系统支持MADL隐身数据链（加密后速率38-42Mbps）与增强型Link16（2.4Mbps）双模互联，MADL的LPI/LPD特性使其在30公里内没有被截获的记录。软件遵循DO-178C航空级标准，通过时间触发架构（TTA）同步处理12个火控级目标数据流，武器引导延迟小于50毫秒。
综合核心处理器（ICP）采用AMD EPYC架构+GPU加速，Block 4版本运算能力提升到1.2万亿次/秒，通过2.4Gbps光纤总线连接各子系统。座舱配备20×8英寸全景触摸屏（2560×1024分辨率）和第四代头盔显示器（2025年升级至50×40度视场），集成DAS实时画面与0.1度精度头部追踪。另外，埃尔比特HMDS系统可投射武器瞄准符号与威胁预警信息，空战模式下目标锁定反应时间仅0.8秒。
下图：Block 4升级前的AN/APG-81有源相控阵雷达
F-35B配备了两个内置弹舱，8个翼下外挂点，机腹可挂载机炮。武器管理系统通过MIL-STD-1760E总线实现，常规目标0.8秒快速分配（目标间距≥15°时）， 高密度环境1.2秒响应（间距<5°），同步引导8枚导弹实施"发射后不管"攻击。
两个内置弹舱分别位于机身腹部两侧，每个弹舱对应一个发射架，单舱最大挂载1360公斤，两舱合计2720公斤，弹舱门开启仅需0.98秒。Block 4升级后支持三种典型隐身挂载方案：空战配置为4枚AIM-120C-8中距弹，单枚162公斤，射程180公里；重装对地为2枚GBU-31 JDAM，908公斤/枚，搭配2枚AIM-120；精确打击为2枚GBU-53/B小直径炸弹，113公斤/枚，高空滑翔69公里，配合2枚AIM-120 。超音速飞行时，弹舱内气流扰动可控制在±2.5°范围内，保障武器投放精度。
翼下现有8个外挂点，Block 4升级前有6个，新增的是2个翼根挂点（单点限载2300公斤），非隐身任务时最大外挂6580公斤，提供两种核心作战模式：空优模式为4枚AIM-120+2枚AIM-9X（迎头40公里/尾追15公里）；对地模式为4枚GBU-38 JDAM（500公斤/枚）+2枚AGM-154C JSOW（滑翔150公里）。
机腹可外挂GAU-22/A机炮，220发备弹，射速3300发/分钟，但挂载时会导致雷达反射面积增加，X波段增加0.28㎡，S波段增加0.45㎡。2025年起将整合JSM反舰导弹和AIM-260远程弹，其中JSM反舰导弹射程280公里（内置弹舱限1枚，需折叠弹翼），AIM-260远程弹射程320公里。
下图：F-35投放GBU-31 JDAM
选择VL模式后，升力风扇舱门1.2秒内开启，三轴承喷管下偏90°，滚转控制喷管在2.8MPa气压下激活。空速降至75节时转入纯垂直下降，燃油流量增至1020kg/min。距甲板15米高度时，系统通过DAS（精度±0.1米）控制悬停姿态，可抵抗15节侧风。下降率限制为2.5m/s，触地瞬间发动机功率降至70%，全程耗油310公斤，耗时18秒传统垂直起降技术存在三个主要技术瓶颈：首先，动力效率严重不足，典型代表"鹞式"战斗机在垂直起飞时燃油消耗率是常规模式的2.8倍，作战半径从标准1100公里锐减至92公里（挂载2枚导弹时）；其次，高温燃气影响显著，以雅克-141为例，其垂直起降时发动机进气温度骤升150-180°C，导致推力衰减8-12%，进气效率下降至88-90%；最后是操控复杂性，飞行员需手动调节喷口推力，悬停姿态控制误差大，事故率高。
F-35B通过三大创新改变了垂直起降性能：首先，动力系统整合了升力风扇（91.1kN）、三轴承旋转喷管（80.2kN）和滚转控制喷管（2×9.6kN），总垂直推力达到190.5kN，并且冷气流设计使甲板温度控制在315°C以内；其次，数字飞控系统（FADEC）实现全自动推力分配，悬停姿态误差仅±0.35°，可在56km/h侧风下保持稳定；另外，先进的热管理系统提供180kW持续散热能力，电子设备舱温控精度达到了±2℃。
发布于：重庆市