主题：【原创】像鸟儿一样腾飞（一） -- 晨枫

进入90年代，美国空军的F-16A/B已经开始大批退役，A-10的替代也早就上了议事日程，美国海军的F-18A/B也是一样。更紧迫的是海军陆战队的AV-8B，空军的F-22已经落实了，海军的F-18E也落实了，但海军陆战队的AV-8B面临后继无人的窘况。面对三军都需要F-16/F-18/AV-8这一级的下一代战斗机，美国国会指令三军联合研制，这就是“联合打击战斗机”（Joing Strike Fighter，简称JSF）的起源。JSF要求能够作为F-22和F-18E的低档搭配，并且具有垂直/短距起落能力，以接替AV-8B，为此，JSF具有陆基型、舰载型和垂直起落型，共用基本机体设计和发动机。JSF难度最大的地方，在于在严格控制成本和风险的前提下，要求具有垂直起落能力。普拉特•惠特尼的F119发动机已经用于F-22，被军方指定为JSF的基本发动机，通用电气的F120作为备选发动机低速发展。这里必须对美国航空发动机的研发能力敬佩一下，普拉特•惠特尼从F119基本发动机出发，一方面大大增加推力以满足垂直起落的要求，另一方面左右开弓，同时满足JSF所有方案的不同垂直起落方案，这个功力非同小可。

麦道、波音和洛克希德分别提交了方案。麦道的方案采用单独的升力发动机，在气动布局上为无垂尾的V形尾方案，机翼后缘呈M形，可以说是空军的“先进技术战斗机”ATF竞争中落选的YF-23的缩小版。采用单独的升力发动机有利于降低动力系统的研制风险，通过适当的安排，在主发动机故障或战损时，升力发动机可以使飞机安全返航，至少在理论上可以实现这样的动力备份。麦道方案的机翼设计很有新意，机翼和尾翼之间的“边条”既强化翼身融合体，又在大迎角时起到升力体的作用，是神来之笔。但垂直起落设计了无新意，死重大，成本高。最大的问题还是在V形尾。V形尾重量轻，隐身好，阻力小，但V形尾一动，在滚转和偏航上就有交联，对飞行控制系统的要求很高，对机动性的影响也大，YF-23就是载在这上面。麦道的方案在还没有进入最后的对比试飞前就被淘汰了。JSF落选对麦道是致命的，这个曾经研制F-4、F-15，主要承包F-18、AV-8的公司，就这样降下了帷幕。

麦道JSF的方案可以看到YF-23的很多影子，尤其是它的V形尾

但麦道JSF的进气道有很重的F-22的影子

其升力发动机在理论上可以在主发动机故障或战损的时候，单独将飞机返航回去

麦道在情急之中，增加了鸭翼，力图弥补V形尾控制不足的问题，但为时已晚

尽管波音在二战之前就再也没有得到过美国战斗机的订单，但波音对所有战斗机竞争从不放过，屡败屡战。正因为没有历史，波音也就没有包袱，设计方案就敢于另类。波音JSF方案是一反美国常规的大三角翼方案，采用和“鹞”式相似的升力-巡航发动机，其血盆大口一般的超大进气道十分引人注目。由于发动机要尽量前置，进气道只能又大又短，这给隐身带来很大的问题。波音用“雷达屏障”（radar blocker）来解决，就是在进气道中用涂覆雷达吸波材料的导流片使进气气流有一定的扭转后才进入风扇正面，而这扭转就有效地阻止电磁波长驱直入，多次折射、反射的电磁波被反复吸收能量，最后反射回入射方向时能量已经大大降低，达到降低雷达特征的效果。麦道的F-18E的进气道也是采用了类似的技术，才达到准隐身效果的。导流片的另外一个作用是将进气气流理顺，增加风扇的效率。缺点是结构重量，和导流片产生的进气压力损失。波音JSF得到最后对比试飞的资格，代号为X-32。X-32的F119改型增加了前转向喷嘴以产生机体重心处的垂直升力，其后是延长的尾喷管，在机尾喷气，尾喷管可以推力转向，但用于改善机动性，而不是用于产生垂直升力。事实上，在垂直起落是，主要垂直升力由前喷嘴实现，姿态控制喷嘴实现其余的升力，尾喷管关闭。X-32的F119还有一个特色：从发动机风扇引出高压空气，在前机体下方向下喷射，形成气帘，阻止炽热喷气回流到进气口。发动机上所有和垂直起落有关的额外系统总重约300公斤。X-32肥厚、宽大的机翼为机内燃油提供了极大的容积，机翼翼载小，机动性相当好。X-32的问题在于过于围绕垂直起落性能而设计，常规起落的性能损失太大。海军对此尤其敏感，对无尾三角翼布局极力反对，因为航母上起落所必需的大迎角性能难以得到保证。波音试图亡羊补牢，在最后时刻将X-32改称有尾布局，但为时已晚。

波音JSF最大的特点有两个：一个是无尾三角翼，这是康维尔F-106后第一架美国的无尾三角翼战斗机

第二个特点是其超大的进气道，这是采用机内的升力-巡航发动机所必需，但对前向隐身带来很大的挑战

波音JSF的肥大的机体对布置武器舱十分有利

但波音JSF也是美国现代航空史上少有的丑陋

波音X-32的垂直升力机制基本和“鹞”式同出一辙，不同的是后向喷管一直延伸到机尾，在垂直起落时，使用偏转装置，从机身重心附近就“提前”喷射出来，这样对后机身气动设计比较容易

悬停中的X-32，不容易看到的是，进气口稍后的地方，有一个辅助喷口，有压气机导出高压空气，向下喷射一道冷空气帘，用于阻隔炽热喷气的回吸

波音和洛克希德的不同的F119发动机变形，其中蓝色的部分为基本发动机，黄色部分为垂直起落专用的扩充部分

波音方案的F119发动机，可以看到其转向喷嘴和气帘喷射装置

海军队对距起落和大迎角性能特别讲究，强烈反对波音X-32的无尾三角翼布局

面对海军的强烈反对，波音在最后时刻将X-32的无尾三角翼改称有尾，从根本上打乱了设计进程，也对用户带来很大的混乱

但X-32的“超级大嘴”依然保留，给关注隐身的人们带来极大的疑惑

• M兄太客气了
• 关于锯齿形喷口