​世界首款舰载第五代战斗机

世界首款舰载第五代战斗机

F-35的研制背景可以追溯到20世纪90年代初，当时美国空军、海军以及海军陆战队都面临着老旧机型需要更新换代的问题。为了降低研发成本和提高通用性，美国国防部于1993年启动了联合攻击战斗机（JSF）计划，设计目的是为了替F-16、F/A-18C/D、AV-8等各种军机，满足不同军种的不同需求。

为了分摊研发成本和风险，美国邀请了一众盟友参与联合攻击战斗机计划，这些国家不仅提供了资金，还共享了部分技术和研发资源。

美国作为项目主导国，在研发、生产和技术支持方面发挥了核心作用，在PSFD阶段共投资347亿美元，而美国的洛克希德·马丁公司是主要承包商，负责战机的设计和生产。

一级合作伙伴是英国，投资了25亿美元，享有最高优先权；二级合作伙伴是意大利和荷兰，分别投资约10亿美元、8亿美元，在飞机性能限制方面拥有发言权，意大利还获得了欧洲唯一的F-35总装生产线。

三级合作伙伴是加拿大、澳大利亚、土耳其、挪威、丹麦，分别投入4.4亿美元、1.44亿美元、1.75亿美元、1.22亿美元、1.1亿美元，这些国家有权查阅开发资料，并提出定制要求。

以色列和新加坡后来作为安全合作参与者加入了F-35项目，支付了7500万美元。日本在计划初只是旁观者，但后来成为F-35海外最大的买家，F-35A也在三菱重工的小牧南工厂组装。

图：F-35I Adir

土耳其后来因采购俄罗斯S400防空导弹系统，被美国踢出F-35战机出售计划。以色列是除美国外第一个接收F-35的国家，并对装备的F-35I Adir战机进行了特定改装。

图：F-35A

F-35A：陆基型，是最早投入量产和服役的型号，也是三个衍生型号中唯一装备内置机炮的型号，位于左侧机翼前上方突起位置。

采用单发单座布局，外形较为圆润，机头雷达罩包裹着AN/APG-81有源相控阵雷达，机头下颌位置安装有光电瞄准系统。雷达罩后方是座舱，之后便是发动机舱。机身两侧是DSI进气道，采用了S形进气道设计，尾喷口采用轴对称矢量喷管技术，可上下左右偏转。

和F-22相比，F-35从机头顶点到进气口也有一条“脊”，但进气口外侧前缘变为向前突起状态。机翼采用中等后掠角的梯形机翼，内设燃油箱和部分设备舱。尾翼采用外倾式垂尾和全动平尾。

图：F-35B

F-35B：垂直/短场起降型，美国海军陆战队和英国皇家海军采用的型号，基本构造与F-35A相似，但在座舱后部安装了升力风扇，座舱盖也有所缩短，机身上方和下方分别设有风扇进气口和气流喷口的专用舱门，翼根处有滚转喷口。

图：F-35C

F-35C：舰载型，结构强度有所加强，翼展增加，机翼外翼段能折叠。主翼前缘前移，而边条翼被取消；机翼上有巨大的襟翼切尖让位于全动平尾；为容纳复杂的飞行控制系统，副翼的作动筒鼓包也比较明显。

垂尾与F-35A类似，但垂尾阴影附近有黑色网罩，即IPP排气口，用于排出发动机部分废气，减少红外信号；发动机喷口采用了陶瓷隔热片，用来提高隐身性能；发动机下方装备了一条可多次使用的尾钩，用于拦阻着舰。

图：F-35C

为适应舰载机使用情形，前起落架加粗，使用Aermet100高强度钢制造，单轮变双轮，并配备液压撑杆和弹射挂钩，液压撑杆后设有第三片轮仓门，这是F-35A和F-35B所没有的。

F-35涂装原本使用的是灰色锯齿状的网格，像是补丁一样，需要耗费大量劳动力和时间。为改变这种状况，“Z13”涂装应运而生，2017年开始投入使用，使用了“Z13”涂装的F-35战斗机表面涂层更加光滑和均匀。

图：F-35A

F-35A：翼展约10.7米，机翼面积约42.7平方米，采用中等后掠角、中等展弦比的梯形机翼设计，翼身融合程度较高，前缘后掠角约35°，后缘前掠角约15°，展弦比约3.5，相对厚度约4%至5%。机翼上布置有全展长前移的前缘襟翼，以及单块式大型襟副翼，翼根处有个小进气口，设有边条翼，机翼下有多个外挂点，尾翼采用外倾式垂尾和全动平尾，垂尾外倾角约25°。

图：F-35B

F-35B：机翼外形和翼展与F-35A基本相同，但机身缩短约6cm，水平安定面宽度减少22cm，用来优化垂直起降时的空气动力学性能。机身中部安装了升力风扇，机翼内部可利用空间相对减少。

图：F-35C

F-35C：翼展是F-35系列中最宽的，达13.1米，机翼外翼段能折叠，折叠后翼展降至9.47米，没有边条翼；机翼前缘半径较小，后缘襟翼尺寸较大且可折叠。3个翼下挂架安装座清晰可见，格斗弹挂架位置远离翼尖，避免了因翼尖涡流对格斗弹发射和飞行的影响。

F-35系列战斗机采用的是普惠公司生产的F135涡扇发动机，该发动机是从F-22战斗机上的F119发动机演化而来。其中F-35A采用的是F135-PW-100，F-35B采用的是F135-PW-600，F-35C采用的是F135-PW-400，这三款发动机有着共同的基础，也存在着一些差异。

F135-PW-100和F135-PW-400相似，长约5.59米，直径约1.09米，干重约1700千克，涵道比为0.57:1，总压比为28:1，最大推力为191.3kN，中间推力为124.6kN，进气口直径约1.09米。因F135-PW-400针对舰载机使用，对耐腐蚀性和维护间隔进行了特定优化。

F135-PW-600长约9.37米，直径与F135-PW-100相似，悬停总推力175.3千牛，短距起飞推力169.5千牛。为了满足垂直起降要求，设计了升力风扇+发动机喷管下偏+调姿喷管的垂直起降动力方案。升力风扇由涵道、风扇、D形喷管、联轴器、作动装置和伺服系统组成，由主发动机F135的2级低压涡轮驱动。

升力风扇直径1.27米，可以向前偏转13°，向后偏转30°，在STOVL工作状态下使战斗机上方的冷气流以230kg/s的流量垂直向下喷出，产生90千牛的升力；3轴承偏转喷管垂直向下偏转，产生71.1千牛的升力。另外，每侧翼根处的滚转控制喷管利用发动机压气机的引气，也可提供16.7千牛的推力。

下图：F-35B动力系统运作示意图

F-35系列战机均只有两个位于机腹进气道下方的内置弹舱，没有侧弹舱，能携带的武器装备有：AIM-120中距空空导弹、AIM-9X近距空空导弹、GBU-38联合直接攻击弹药、GBU-31型JDAM制导炸弹、AGM-158联合空地导弹以及其衍生型号AGM-158C远程反舰导弹，但AGM-158C只能通过外部挂点携带，无法装入内部弹舱。

F-35A是全球第一种具备核打击能力的第五代战斗机，已经获得携带B61-12核炸弹的资格认证。并且在机体左侧、进气道上方内置了一门GAU-12/A四管25毫米加特林航炮，F-35B和F-35C不装备固定机炮，需要时可在弹舱之间的机腹挂载一具GAU-22/U的保形机炮吊舱。

F-35系列主要使用的航电系统有：具有目标探测跟踪能力，工作在X波段，拥有1200个发射/接收模块的AN/APG-81有源相控阵雷达；能提供360度红外探测和跟踪告警能力的AN/AAQ-37分布式孔径系统。

用于探测干扰敌方雷达和通信的AN/ASQ-239综合电子战系统；集成了多种通信、导航和识别功能的AN/ASQ-242通信、导航与识别系统；用于空地搜索跟踪及瞄准的AN/AAQ-40光电瞄准系统（EOTS）等等。

下图：AN/AAQ-40光电瞄准系统

F35座舱配备了侧杆控制器，座舱盖向前向上开启。座舱内采用8×20英寸的大型全景多功能显示器（MFDS），由两个分辨率1280×1024的8×10英寸投影显示器组成，两个显示器互为备份，是Rockwell Collins公司的Kaiser电子分公司研制，这是美国最大的战斗机显示器。

该多功能显示器可显示传感器、武器和飞行状态数据，同时提供战场环境、技术和安全信息等，能全屏显示广泛的战术水平态势，也可分割成若干小窗口分别显示不同信息。

F-35战斗机的头盔显示器系统（HMDS）取代了传统的平视显示器（HUD），由视觉系统国际（VSI）公司研制的，这是一家由美国Collins公司和以色列EFW公司组成的合资公司，它还为F-15和F/A-18E/F提供联合头盔提示系统。