【探索時分】美國第五代戰機如何垂直起降？
美國的F35戰機作為最先進的第五代戰機，不僅具有超音速巡航、極強的隱身能力和超視距打擊能力，最突出的特點是可以進行垂直起降。上一款可以垂直起降的戰鬥機，還是英國研發的鷂式戰鬥機，屬於二代半戰鬥機，只能亞音速不能超音速。而F35不僅可以超音速巡航，而且可以垂直起降，就改變了整個航空界的格局，它使得飛機的部署更為靈活。
比如說，日本一開始只採購了45架F35A，不能垂直起飛。之後，看到F35的卓越性能增購了102架，其中大量都是能夠垂直起降的F35B。為什麼呢？因為在日本西南琉球群島缺少高質量的長距離跑道，那F35這種短距起降就非常適合日本。同時，日本還有兩棲攻擊艦，搭載上短距起降F35B，就可以轉變成航母。
只要有一艘有全通甲板的軍艦 可成航空母艦
F35B的出現，就使得很多國家原本沒有經濟實力，沒有科技實力去造航母的，但隨著F35B的出現，你只要有一艘有全通甲板的軍艦，不管你是兩棲攻擊艦也好，不管你是直升機航母也好，你瞬間就可以變成能夠搭載第五代最先進戰機的航空母艦。
所以隨著F35B的服役，像日本、韓國、英國、意大利的海軍航空兵實力大大增強，那我們今天就來好好聊一聊，F35到底是怎麼垂直起降的，美國人用了哪些先進的技術？
F35B是短距起飛 垂直降落
很多人認為F35是垂直起降，準確來說，F35B是短距起飛，垂直降落。這一點和傳統意義上的垂直起降有很大的區別。英國研發的鷂式戰鬥機和俄羅斯的雅克三八都是垂直起降，美國海軍和海軍陸戰隊後來引進了英國的鷂式戰鬥機，經過實戰，就發現了完全垂直起飛，並沒有太大的戰術意義，因為垂直起飛，要求發動機提供全部的升力。
這樣對起飛重量有非常嚴格的要求，所以戰機往往無法滿載起飛，不要說掛載重型武器了，甚至你內部油箱都無法裝滿油。比如說吧，鷂式戰鬥機攜帶武器，它垂直起飛的作戰半徑只有92公里，甚至還沒有驅逐艦自身的導彈射程遠。
而短距起飛，飛機滑行一段距離，將飛機加速到一定速度後，這個時候飛機本身已經能夠提供一定的升力。這個時候再動用矢量發動機提供向上的升力，對發動機的負擔就會大大降低，可以有更大的起飛重量。
雖然滑跑需要一點空間，但這個空間已經非常小了，相比機場只是一個零頭，在很多地方都是能夠找到足夠空間，特別是美國的兩棲攻擊艦上甲板足夠長，完全可以讓你短距離起飛，從而使得你飛機的作戰半徑更大，載彈量更大。所以F35最佳作戰模式是滿彈滿油短距離起飛，等回程的時候你的彈藥和燃油已經消耗了一部分了，這個時候你可以垂直降落。
我們再多說一句，F35B既然可以垂直降落，它就可以垂直起飛，只不過垂直起飛的時候有重量要求。F35B垂直起飛時，起飛重量只有16.8噸，而F35B本身的空重就已經達到了14.7噸，你就是不裝彈藥你的油都加不滿。所以在絕大多數執行戰術任務的時候，F35B都會優先選擇短距離起飛。
F35作為第五代戰機 垂直起降方案更先進
歷史上英國和俄羅斯人都開發過垂直起降的戰鬥機，像英國的鷂式和蘇聯的雅克三八，但是F35作為第五代戰機，它的垂直起降方案要比之前兩者更加先進，那這又是怎麼回事呢？
前蘇聯的雅克三八垂直起降，它其實裝了三部發動機，一個發動機位於機尾，它主要負責推進。而在垂直起降的時候，主發動機的噴管向下，提供向上的升力，同時在機頭後方，還有兩部小型發動機，平時飛行的時候是關機狀態，垂直起降的時候向下做功產生推力，那我們看見了方案非常冗雜，你需要三台發動機，同時控制三台發動機，不僅占地方，而且效率低。機頭後方的小發動機平時飛行的時候，是不起任何作用的。
英國的鷂式戰鬥機使用一台飛馬發動機，當飛機垂直起飛時，發動機四個噴管轉到垂直向下的位置，提供的是向上的推力，使飛機垂直上升。當噴口向後的時候，產生的是向後的推力，就可以前進飛行。歷史上英國研發鷂式戰鬥機，是為在核戰時機場被戰術核武器摧毀時，能夠從停車場或者林中空地起降保衛領空。後來被設計修改為用作航空母艦艦載機。鷂式戰鬥機屬於亞音速飛機。缺點是航程過短，載彈量過小。
但是我們看F35B的升力方案。可以說是獨闢蹊徑，繞開了雅克三八和鷂式戰鬥機，非常創新地提出了一個升力風扇的系統，什麼意思呢？我們看視頻裡面F35B垂直起飛的時候，駕駛艙後面蓋板打開，裡面裝的是什麼呢？就是這個升力風扇。說白了，你可以把它當作一個直升機的螺旋槳，它在旋轉的時候產生的都是向上的升力。升力風扇自身不能產生動力，它是通過一個長長的傳動軸連接在主發動機上，由主發動機的低壓渦輪帶動。
同時，還有一個離合器用來控制升力風扇和主發動機的離合，平時的時候風扇和發動機脫開，風扇不工作，只有在垂直起飛的時候，升力風扇上方和下方的蓋板打開，離合器將升力風扇和傳動軸連接起來。主發動機的低壓渦輪就直接將功率傳遞到升力風扇上，驅動升力風扇旋轉，提供升力。這個設計我覺得是非常巧妙的，因為升力風扇不需要額外的動力，由主發動機提供動力，而升力風扇相對於渦噴發動機來說提供的升力更為穩定，效率也更高。
F35B一共有四個噴口。其中機身中軸線上的兩個，前面的是升力風扇，後面的是主發動機，提供主要的升力（約91%），而機翼下方的兩個小噴口，提供較小的推力，用於平衡以及姿態調整。三個噴口噴出的都是冷空氣，尾噴口噴出的是高溫燃氣。
在升力風扇工作的同時，主發動機是矢量發動機，噴口可以調轉90度向下噴出氣體，在機尾也提供向上的升力。被噴口噴出的是發動機渦輪產生的高溫燃氣，它不僅可以偏轉90度，它甚至還可以偏轉到其它角度，甚至是大於90度向前偏轉。很多發動機現在都號稱叫矢量發動機，但其實都沒法和F35裝備的這款F135矢量發動機相比。
比如說，中國目前研發的渦扇10C號稱是矢量發動機，渦扇15峨眉也是號稱矢量發動機，但是它們的偏轉角度一般最多不超過25度，能夠更好地調整飛機的飛行姿態，但是和F35B這種偏轉90度，甚至偏轉100度相比呀，技術上仍然還有不小的差距。
F135是一款非常成功的發動機
F135是一款非常成功的發動機，是普拉特‧惠特尼公司開發的，該公司已經將F135的最大推力由191.27千牛提升至204.12千牛，超過20噸——這是世界航空史上第一次出現最大加力超越200千牛的戰鬥機用的渦扇噴氣式發動機。這是一個什麼概念呢？就是殲10和殲20用的俄羅斯發動機AL31，最大推力只有127千牛，幾乎只有F135的百分之六十。
同時，耗油率竟然能夠降低5%～6%。而在第二階段，F135渦扇噴氣式發動機的耗油率將再降低5%。此外，由於採用了先進的模塊化設計，已經交付的F135渦扇噴氣式發動機通過更換相應的模塊，就可以得到與新生產的改進型發動機相同的性能提升。這也就意味著目前幾乎所有出廠和服役的各型F35戰機都將很容易獲得更為出色的飛行性能以及更遠的航程。
F35B設計的主要起飛方式是短距起飛
F35B設計的主要起飛方式是短距起飛，在這種模式下：升力風扇也需要工作，尾噴口也需要偏轉，但並不需要提供全部的升力。事實上起飛時升力風扇的噴流向後傾斜15度，飛機的主發動機向下傾斜65度，發動機大約會產生總推力72%的水平方向推力，和總推力68%的升力。在這種情況下，F35B滑跑122米可以達到22.7噸的起飛重量。扣除14.7噸的空重，還有8噸的有效載荷，可以裝滿燃油（6.1噸）並攜帶1.9噸的彈藥。
如果進一步加長短距起飛的滑跑距離並配合滑越甲板（英國伊麗莎白女王級航母為F35B準備了167米的滑越跑道），F35B甚至可以以27噸的設計最大起飛重量起飛，這時的有效載荷達12.3噸，從而具備極強的作戰能力。
今天主要從技術角度分析了F35是怎樣垂直起降的，它其實結合了美國最強的科技實力和軍事能力。今天就和大家介紹到這裡。
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