F-35B首次进行滑跃起飞试验机动性难追歼20

据美国媒体消息，6月19号，F-35B“闪电”垂直起降战斗机在完成了其首次滑跃起飞试验。从试飞现场拍摄的照片来看，F-35B在尾喷口倾转向下的情况下从地面铺设的模拟滑跃甲板上短距起飞，其动作十分敏捷。这意味着除美国海军陆战队外的其他F-35B用户将可以在不久之后获得这种目前世界上唯一的第四代垂直起降战斗机，也是目前世界上唯一进入服役状态的超音速垂直起降战斗机。

图注：正在从地面模拟滑跃甲板上起飞的F-35B预生产型机

众所周知，F-35的发展历程反复漫长，而F-35B在F-35的三个型号中因其技术上的特殊性而显得更加曲折。早在1993年美国国防部启动“联合先进攻击技术”（JASF，也就是著名的JSF的前身）的验证机研究时，就提出希望用JASF替换美国空军、海军、海军陆战队的多个机种，而美国海军陆战队预定被取代的机型为AV-8B，这意味着JASF的海军陆战队型号必然具有短距起飞/垂直降落能力。同时，英国也加入了该计划以获得一种取代“鹞”和“海鹞”的先进垂直起降战斗机。在JASF计划发展为JSF计划并确定波音和洛克希德·马丁为任务竞标方后，洛克希德·马丁依照F-22的发展经验设计了X-35系列技术验证机参与竞标，其中就包括垂直起降的X-35B型。2001年，洛克希德·马丁竞标成功后，遂将X-35系列发展为F-35系列战斗机。2008年6月11日，F-35B型进行第一次试飞。至此，F-35B的发展终于进入最终阶段。此次F-35B滑跃起飞试验的成功，标志着这种已经发展二十余年的战斗机终于扫清了服役道路上的最后一块障碍。

令很多人意想不到的是，看似与F-35B八竿子扯不上的俄罗斯雅克夫列夫设计局，曾经在F-35B的发展中起到至关重要的作用。雅克夫列夫设计局曾在苏联解体前研制成功为“基辅”级和“巴库”级（也就是后来的“库兹涅佐夫”级）两型航母搭载的雅克-41（现称雅克-141）垂直起降战斗机。作为冷战时期性能最好的超音速垂直起降战斗机（有资料称其是第一种超音速垂直起降战斗机，该说法并不确切，早在60年代联邦德国的VJ-101和美国的XF-109两型垂直起降战斗机就已经实现了超音速能力，而随后法国的“幻影”IIIV同样具备这一能力），雅克-41将延续自雅克-38的“主发动机+升力发动机”动力构形改进并完善，不但使其具备了垂直起降性能，而且显著提高了其爬升率和机动性。在1992年的英国范堡罗航展上，雅克-41的飞行表演艳惊四座，使其获得了“自由式（Freestyle）”的绰号，其飞行性能可见一斑。

图注：雅克-41本来能有望成为冷战时代最出色的垂直起降战斗机，但苏联的解体无情地改写了雅克-41的命运。所幸其动力系统布局获得了洛克希德·马丁公司的青睐，在F-35B上的传承也算是“墙里开花墙外香”。图为正在降落的雅克-41，可以清晰看到已经偏转的主发动机喷口和升力发动机喷口

然而，随着苏联解体后俄罗斯经济实力的衰退，雅克-41也失去了其唯一一个潜在用户。而接连发生的几次飞行事故，更直接宣判了雅克-41的死刑。雅克-41项目停止发展后，虽然雅克夫列夫设计局还曾经推出隐身版的雅克-43以及在雅克-43基础上进行深度改进的雅克-201方案，但都仅仅停留在了图纸阶段。陷入经济困境后，雅克夫列夫设计局被迫寻求对外合作获取出路。为了获得比“鹞”式更加优越的动力系统、为JSF项目样机寻求技术出路，美国洛克希德·马丁公司主动找上门来，购买了雅克-41动力系统的全套设计图纸。由于雅克-41采用的主发动机+升力发动机组合式动力系统比起“鹞”式使用的单台发动机多个喷口的设计在结构上明显更简单且更轻、更节约空间，很快洛克希德·马丁公司便决定在雅克-41的组合式动力系统基础上为X-35技术验证机研制新一代的垂直起降动力系统。

图注：在雅克-41项目失败后，雅克夫列夫设计局曾计划推出改进型的雅克-43。该方案最大的特点是采用类似第四代战斗机的隐身设计，但最终没有进行任何工程发展。图为雅克-43和X-35对比图。

但X-35B/F-35B的动力系统并非对雅克-41的简单改进。由于雅克-41的升力发动机占用空间大、且在升空后基本成为“死重”，故洛克希德·马丁公司对于这个方案不完全满意。几经权衡后，该公司将升力发动机更换为靠主发动机驱动的升力风扇系统。这个设计堪称巧妙，不但因结构简化、重量下降而解决了升力发动机“死重”过大的问题，而且将垂直起降时升力发动机向下喷射的高温热燃气转化为升力风扇带动的仅100℃左右的气流，有效减轻了对航母和两栖攻击舰飞行甲板的烧灼问题，可谓一箭双雕。但带来的风险是结构复杂化，使得设计难度增加、控制系统软件编写更加烦琐。洛克希德·马丁公司能成功解决这个问题，不得不说与美国强悍的科技实力和工业基础有直接关系。

图注：雅克-41的动力布局虽然好于“鹞”式，但升力发动机仍然具有一定缺陷，故洛克希德·马丁在设计X-35B/F-35B时将升力发动机改为升力风扇。图为F-35B剖视图，可以很清晰地看到座舱后的升力风扇构造。

F-35B能够实现优异的起降性能，这点与F135涡扇发动机的性能不无关系。特别是在短距起飞和垂直降落阶段，除尾喷口提供的热燃气外全机重量仅靠升力风扇产生的升力支撑，也就是说F135要同时满足带动升力风扇和提供热燃气两个方向上的动力需求。在设计上，F135沿用了F119发动机的核心机，而后者是F-22的动力装置，从血统上F135就具有一般航空发动机难以比拟的优势。根据F-35的设计特点，F135放弃了F119针对高速性能进行的设计，并增加了推力，这使得F135能够同时满足通过偏转的尾喷口提供推力和驱动升力风扇工作。可以说，F135的优异性能是决定了F-35B可实现垂直/短距起降的最基本保证。

F-35B在气动布局上并不算出众，源自F-22时代的常规布局虽然技术成熟，但只能说是中规中矩。这一点对于垂直/短距起降战机的设计有利有弊，优点在于可以简化飞控系统的设计、提升安全性；缺点在于常规布局不如鸭式布局能够提供更多的升力，对于飞行时和起降时改善飞行性能不利。因隐身性能需要而取消机翼挂架改用内部弹仓的设计，带来的额外好处是减少了飞行阻力，但由于F-35B需要在机身中部容纳升力风扇，结果是使F-35B的机身明显偏“胖”，在机翼上省掉的阻力在机身上又补了回来。另外，F-35未采用类似歼-20和T-50的全动垂尾设计，这也在无形中降低了飞行性能。总之，F-35B的飞行性能很可能比较一般，美国空军称其机动性“不次于任何一种第三代战机”的说法基本可信。

与F-35A和F-35C相比，F-35B项目的特殊性，使其成为“国际化”水平最高的一型。包括美国海军陆战队在内的F-35B的各个用户，除了看中F-35B的垂直/短距起降能力外，对于F-35B的制空能力也是极其看重的。而从前文所述的分析，F-35B在面临F-22、T-50、歼-20一类的第四代重型战机时其机动性处于劣势，在因交火双方都具有隐身能力而使近距格斗回归主流的四代机空战时代，F-35B在战场上能有什么样的生存能力，着实令人捏把汗。