F-35B战机空中炫酷悬停的秘密

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F-35B战机空中炫酷悬停的秘密

F-35B战机

　　F-35项目的最显着的特点之一就是在F-35B悬停时，它的推进系统在非加力状态下产生的升力非常接近其全加力推力。F-35B在悬停时，发动机能产生39400磅(17872千克/176kN)的非加力垂直升力，而在常规飞行中，则能产生28000磅(12700千克/124.55kN)干推力和43000磅(19504千克/191.27kN)的全加力推力。

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　　F-35B的F135发动机依赖两个系统来实现如此高的垂直升力。首先是全权限数字发动机控制单元(FADEC)，这是一套由BAE系统公司制造的安装在发动机上的计算机，不过软件是普惠定制的。在悬停时，FADEC能压榨出发动机的所有潜力，使干推力从28000磅增加到39400磅。

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　　其次是罗尔斯•罗伊斯的升力系统，与F135发动机一道组成了短距起飞垂直降落推进系统，该系统由4大主要组件组成。

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　　第一个组件是升力风扇。升力风扇垂直安装在F-35B座舱后方，直径1270毫米，高度也是1270毫米。

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　　升力风扇从机背顶部的进气口吸入冷空气并加速气流向下喷出，以此产生垂直升力。升力风扇的进气口被洛克希德•马丁公司制造的一块大型盖板盖住，这块盖板诨名“1957款雪佛兰发动机盖”，铰接于进气口后方的机身结构上。

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　　F-35B悬停、短距起飞、或处于平飞和悬停间的过渡飞行时，盖板向后打开。两级风扇各由一套锥形齿轮系统驱动(该系统通过一组圆锥形齿轮，能使驱动轴的扭矩旋转90度传递给风扇)。

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　　两套锥齿轮系统都被容纳在一个共用齿轮箱中，由那根沿F-35B纵轴线布置的驱动轴驱动。在F-35B进气道的分叉处，包覆在整流罩内的驱动轴穿过进气道把升力风扇和发动机连接起来。在发动机那头，驱动轴连接在第一级风扇的风扇毂上，由低压转子驱动。

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　　第二个组件是可调截面积叶片盒(VAVB)。这个组件位于升力风扇下方，实际上就是被升力风扇的冷空气喷管。罗尔斯•罗伊斯公司生产的VAVB由一个铝合金框架和六片百叶窗式钛叶片组成。叶片可向后偏转达42度，向前偏转5度，以此调节气流方向。

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　　这6片叶片能在一定程度上实现独立控制，这6片中空钛合金叶片中，1、2、3号叶片为一组，由一个线性致动器驱动;4、5号叶片是第二组，由第二个线性致动器驱动;6号叶片由一个独立旋转致动器驱动。于是VAVB可实现喷管的矢量与截面积兼顾控制。VAVB同样受到FADEC的控制。

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　　第三个组件是三轴承旋转模块(3BSM)喷管。F-35B在悬停模式中，有15700磅(7121千克/69.84kN)的垂直升力来自飞机尾部三轴承旋转模块(3BSM)喷管中向下喷出的炽热燃气。

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　　这种有趣的喷管由三节连接在一起的管道组成，每节管道都是钛合金的，每节都通过环形轴承与其他喷管连接。当F-35B要悬停时，FADEC会命令3BSM喷管向下偏转95度，通过向下喷气来产生垂直升力。

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　　3BSM喷管分为1、2、3号三段管道，1号管道安装与发动机上，2号管道在中间，最后一段是3号管道。每段管道上都有一个环形轴承，能够彼此独立旋转。

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　　1、2号管道各安装一个单独的致动器，一个传动齿轮箱把2、3号管道连接起来，使它们能够反向同速旋转。3BSM喷管的这两个环形轴承致动器都是燃油液压驱动的，部分燃油被加压到3500psi(24.1兆帕)后作为液压流体来驱动致动器的伺服阀。

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　　第四个组件是滚转喷管。滚转喷管位于两侧翼根下方，喷管截面积可调，在F-35B悬停时提供滚转控制。为了实现这点，喷管管道从发动机引出旁通空气再通过喷管向下喷出。

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　　每个滚转喷管都被一个安装在翼根下表面的钛合金盖板盖住，这个舱门也受FADEC的控制。

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　　喷管在旋转制动器的控制下可调截面积，能改变推力的大小和矢量，使飞行员在悬停时能控制F-35B在滚转轴上的姿态。