超级军网驭气乘风，出类拔萃——F-35A 战斗机的总体设计
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 14:18:29
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你以前和离子鱼PK的时候我觉得你有些水平，怎么也转这种三流文章:Q
楼主发的不错,支持
原帖由 emile 于 2007-9-6 18:51 发表
你以前和离子鱼PK的时候我觉得你有些水平，怎么也转这种三流文章:Q
是非自有公断，依我看你未必及此。:D
Bump 进气
从一机多型的角度出发，洛·马公司经过深思熟虑，认为F-35战斗机沿用F-22战斗机的常规布局更有利于STOVL 型的设计，两侧进气就自然而然的保留下来。
但是，洛·马公司并未简单地照搬F-22战斗机的进气道设计，而是针对二者之间在战术和技术性能方面的差异，在F-35战斗机设计和生产中大胆创新，独树一帜的“无附面层隔道超音速进气道”（DSI）技术引起了世界的关注。早在20 世纪90 年代初，洛·马公司就着手探索一种可以替代传统超音速进气道设计的新方法，重点研究了去掉进气道附面层控制系统，包括隔道、泄放系统和旁路系统的可行性，以达到简化结构、提高效率和减轻飞机重量的目的。
经过近10年的努力，洛·马公司证实了DSI 技术的工程发展潜力，接着应用在X-35 验证机上，并经过进一步优化，成为率先应用在F-35战斗机上一种先进技术。与F-22A战斗机进气道最大不同之处在于，F-35A战斗机的两侧进气道利用DSI技术，分别在进口部位的机身表面制造出一个三维曲面。从外部直观来看，DSI 的进口就像一个凸起的鼓包，因此国外一般形象地称之为Bump进气道。确切地说，这个鼓包的前半部分类似一个扁圆锥形，首要功用就是形成最佳的激波系，实现超音速进气道的设计要求。
与X-35验证机相比，F-35A战斗机在进气道唇口设计方面实现了优化设计。X-35验证机的进气道唇口采用了外侧唇缘前突的三角形，整个唇口为四边形，而F-35A战斗机的进气道唇口优化设计为三边形。这样，缩短了外缘唇口的长度，减轻了68公斤重量，同时也相应增大了进气流量，有效地改善了大迎角时的进气效率。
当F-35A战斗机在超音速飞行时，机头部位形成的斜激波在一定程度上起到对气流减速增压的作用。接着，气流在进气道的鼓包前点形成一道斜激波，继续在鼓包型面前段减速增压，气流进入唇口前形成接近垂直于鼓包表面正激波，使气流减小为亚音速，满足发动机工作的需要。Bump 进气道可以看作是主动地推移附面层远离进气口。从机理上讲，由于鼓包压缩曲面上存在着中间高、两侧低的压力分布，因此在压缩型面的不同高度上都存在这样一种沿展向的压力梯度，这种压力分布的综合作用可以把气流向两侧推移。这样就产生了一个十分理想的效果，相当于存在一个无源的附面层吹除装置，可以将大部分机身附面层吹除到进气道之外。
可以看出，Bump 进气道的唇口设计采用了前掠形式，唇缘与机身相邻部分成峰谷外形，目的是让大部分附面层从“峰谷”后排除。这是由于鼓包两侧紧靠进口唇缘，被鼓包推向两侧的气流在进口唇罩的分流作用下，从唇罩外侧流向机身后部，从而避免了附面层内的低能气流吸入进口。
值得一提的是，F-35A战斗机采用了进气道/机身一体化结构，用一个复合材料整体结构代替了以往设计中所需的上百个零件和上千个紧固件，利用胶结技术使进气道与机身内部安装边连接成为一个固化的整体结构。这一技术大幅度减少了潜在的雷达波反射体，因此，不仅降低了雷达可探测性，同时降低了制造成本，实现了成本与隐身的有机结合。
从一机多型的角度出发，洛·马公司经过深思熟虑，认为F-35战斗机沿用F-22战斗机的常规布局更有利于STOVL 型的设计，两侧进气就自然而然的保留下来。
但是，洛·马公司并未简单地照搬F-22战斗机的进气道设计，而是针对二者之间在战术和技术性能方面的差异，在F-35战斗机设计和生产中大胆创新，独树一帜的“无附面层隔道超音速进气道”（DSI）技术引起了世界的关注。早在20 世纪90 年代初，洛·马公司就着手探索一种可以替代传统超音速进气道设计的新方法，重点研究了去掉进气道附面层控制系统，包括隔道、泄放系统和旁路系统的可行性，以达到简化结构、提高效率和减轻飞机重量的目的。
经过近10年的努力，洛·马公司证实了DSI 技术的工程发展潜力，接着应用在X-35 验证机上，并经过进一步优化，成为率先应用在F-35战斗机上一种先进技术。与F-22A战斗机进气道最大不同之处在于，F-35A战斗机的两侧进气道利用DSI技术，分别在进口部位的机身表面制造出一个三维曲面。从外部直观来看，DSI 的进口就像一个凸起的鼓包，因此国外一般形象地称之为Bump进气道。确切地说，这个鼓包的前半部分类似一个扁圆锥形，首要功用就是形成最佳的激波系，实现超音速进气道的设计要求。
与X-35验证机相比，F-35A战斗机在进气道唇口设计方面实现了优化设计。X-35验证机的进气道唇口采用了外侧唇缘前突的三角形，整个唇口为四边形，而F-35A战斗机的进气道唇口优化设计为三边形。这样，缩短了外缘唇口的长度，减轻了68公斤重量，同时也相应增大了进气流量，有效地改善了大迎角时的进气效率。
当F-35A战斗机在超音速飞行时，机头部位形成的斜激波在一定程度上起到对气流减速增压的作用。接着，气流在进气道的鼓包前点形成一道斜激波，继续在鼓包型面前段减速增压，气流进入唇口前形成接近垂直于鼓包表面正激波，使气流减小为亚音速，满足发动机工作的需要。Bump 进气道可以看作是主动地推移附面层远离进气口。从机理上讲，由于鼓包压缩曲面上存在着中间高、两侧低的压力分布，因此在压缩型面的不同高度上都存在这样一种沿展向的压力梯度，这种压力分布的综合作用可以把气流向两侧推移。这样就产生了一个十分理想的效果，相当于存在一个无源的附面层吹除装置，可以将大部分机身附面层吹除到进气道之外。
可以看出，Bump 进气道的唇口设计采用了前掠形式，唇缘与机身相邻部分成峰谷外形，目的是让大部分附面层从“峰谷”后排除。这是由于鼓包两侧紧靠进口唇缘，被鼓包推向两侧的气流在进口唇罩的分流作用下，从唇罩外侧流向机身后部，从而避免了附面层内的低能气流吸入进口。
值得一提的是，F-35A战斗机采用了进气道/机身一体化结构，用一个复合材料整体结构代替了以往设计中所需的上百个零件和上千个紧固件，利用胶结技术使进气道与机身内部安装边连接成为一个固化的整体结构。这一技术大幅度减少了潜在的雷达波反射体，因此，不仅降低了雷达可探测性，同时降低了制造成本，实现了成本与隐身的有机结合。
F35总体设计好吗？F35竟争获胜主要是因为比其它方案技术成熟，风险更小，比较符合军方口味！
一 发 千 钧
引人注目的是，F-35A战斗机成为迄今为止发动机功率最大的单发战斗机。作为这种第五代战斗机的动力装置，F135-PW-100发动机在地面装机试验中，最大加力推力超过了178千牛。据称，在F-35A战斗机正式装备时，F135发动机将有可能提高到195千牛，有利于克服目前出现的超重问题，或者可以增加武器载荷，或者适应于高温、高海拔等不同地区作战。
为此，普惠公司首先为F-35A战斗机研制了三台F135发动机。FX631型用于验证常规起飞着陆型推进系统的海平面操纵性、风扇性能和加力燃烧室的操纵性；FX632型装备遥测设备，进行高空台试验；FX633型更多地用于研究战斗机／推进系统进气道的兼容性，还研究和验证用于预测风扇交互作用的计算流体力学模型。
2005年12月，普惠公司将用于飞行试验的首台F135 发动机交付给洛·马公司。从结构设计上看，F135发动机采用了3 级风扇、6 级压气机、1 级高压涡轮和2级低压涡轮，在核心机方面与F119发动机基本相同，主要部件进一步采用了比较成熟的先进技术，使发动机推力增加了22.25千牛，从而可以产生更大的推力，而且耐久性会更好。F135发动机的增压部件采用了三元粘性叶轮设计，不仅可以提高级负荷，减少级数，还能够提高稳定工作裕度和外物损伤容限。风扇不仅采用了小展弦比设计，有助于增大强度和抗外来物损伤，而且还
采用整体叶盘结构，减少流动损失，并减轻了结构重量约30％。第5 级高压压气机采用了钛合金的整体叶盘转子，取代了原来的100多个单独零部件。另一明显的改进是，核心机的高压涡轮上采用了“超级冷却”的工作叶片和导向叶片。这些叶片与常规冷却叶片没有什么区别，但其内部通过计算流体力学方法设计，加工有数百个小孔，冷却效率高出
20％。借助这一新技术，涡轮前温度可以高出叶片金属熔点555～666℃，节省的冷却空气可增加10％的推力，或者用来减少排气的红外信号。
与此同时，F-35项目办公室基于动力装置竞争的需要，决定F-35战斗机可以选择采用两种型号发动机，F135发动机被选为主要动力装置，而GE公司和罗·罗公司合作研制的F136 发动机则作为备选发动机。时至今日，美国国防部面对F-35项目研制费用的不断上涨，正在考虑取消F136发动机项目。然而，F136发动机是一个国际合作项目，涉及到多个国家，因此发展前景仍然扑朔迷离。
引人注目的是，F-35A战斗机成为迄今为止发动机功率最大的单发战斗机。作为这种第五代战斗机的动力装置，F135-PW-100发动机在地面装机试验中，最大加力推力超过了178千牛。据称，在F-35A战斗机正式装备时，F135发动机将有可能提高到195千牛，有利于克服目前出现的超重问题，或者可以增加武器载荷，或者适应于高温、高海拔等不同地区作战。
为此，普惠公司首先为F-35A战斗机研制了三台F135发动机。FX631型用于验证常规起飞着陆型推进系统的海平面操纵性、风扇性能和加力燃烧室的操纵性；FX632型装备遥测设备，进行高空台试验；FX633型更多地用于研究战斗机／推进系统进气道的兼容性，还研究和验证用于预测风扇交互作用的计算流体力学模型。
2005年12月，普惠公司将用于飞行试验的首台F135 发动机交付给洛·马公司。从结构设计上看，F135发动机采用了3 级风扇、6 级压气机、1 级高压涡轮和2级低压涡轮，在核心机方面与F119发动机基本相同，主要部件进一步采用了比较成熟的先进技术，使发动机推力增加了22.25千牛，从而可以产生更大的推力，而且耐久性会更好。F135发动机的增压部件采用了三元粘性叶轮设计，不仅可以提高级负荷，减少级数，还能够提高稳定工作裕度和外物损伤容限。风扇不仅采用了小展弦比设计，有助于增大强度和抗外来物损伤，而且还
采用整体叶盘结构，减少流动损失，并减轻了结构重量约30％。第5 级高压压气机采用了钛合金的整体叶盘转子，取代了原来的100多个单独零部件。另一明显的改进是，核心机的高压涡轮上采用了“超级冷却”的工作叶片和导向叶片。这些叶片与常规冷却叶片没有什么区别，但其内部通过计算流体力学方法设计，加工有数百个小孔，冷却效率高出
20％。借助这一新技术，涡轮前温度可以高出叶片金属熔点555～666℃，节省的冷却空气可增加10％的推力，或者用来减少排气的红外信号。
与此同时，F-35项目办公室基于动力装置竞争的需要，决定F-35战斗机可以选择采用两种型号发动机，F135发动机被选为主要动力装置，而GE公司和罗·罗公司合作研制的F136 发动机则作为备选发动机。时至今日，美国国防部面对F-35项目研制费用的不断上涨，正在考虑取消F136发动机项目。然而，F136发动机是一个国际合作项目，涉及到多个国家，因此发展前景仍然扑朔迷离。
真不喜欢F35的设计，当然我更讨厌X32;P
感觉洛马设计的飞机没几架好看的
感觉洛马设计的飞机没几架好看的
发动机好=总体设计好？:o
看着还不如F16的改进型隼2000顺眼！:Q
俺还是稀饭YF-23 的样子~~~~~~~~
:D 可惜不和TG胃口。TG是丢不掉高空高速的;P ;P
原帖由 白菜刀 于 2007-9-6 21:40 发表
:D 可惜不和TG胃口。TG是丢不掉高空高速的;P ;P
走着瞧，我看那个10B啥的会有改变的。
35挺好的 就是太轻型了
就单发那空重,还轻型:Q :Q
原帖由 adfi 于 2007-9-6 20:40 发表
是非自有公断，依我看你未必及此。:D
心比天高,命比纸薄的代言人?;P
F35可不是轻型机，它是美国及其盟国未来的重型隐身作战平台，从航程等性能上就可以看出美国的期望
如果我们能进口F-35而不是SU-27，论坛上对它的评价一定是另外一番天地。
F35还轻型机？那F22也能算轻型机了:D :D
单发机的逆袭啊。
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看看 捞分 走人 哈哈
原帖由 追忆 于 2007-9-6 22:32 发表
就单发那空重,还轻型:Q :Q
跟22比那就是轻型了，当然只有美帝有这能力与财力，放别国这已经是中型甚至重型都有可能。
哪儿有中国人哪儿就有麻将，哪儿有35哪儿就有emile。
:D :D
我们这里有废材也采用了外形相近的进气口，于是爱屋及乌了，但是，
F-35的进气口技术先进性肯定不及CARET
F-35的净重过大而推力不足的问题到现在还没有过关的准确消息
F-35没有采用TVC将使得该机在格斗中遇到另外两个35的时候就像砧板上的豆腐。:D
我们这里有废材也采用了外形相近的进气口，于是爱屋及乌了，但是，
F-35的进气口技术先进性肯定不及CARET
F-35的净重过大而推力不足的问题到现在还没有过关的准确消息
F-35没有采用TVC将使得该机在格斗中遇到另外两个35的时候就像砧板上的豆腐。:D
欢迎你使用联通的宽带;P
不过，说实话，至少上美国网站飞快，比电信快...
不过，说实话，至少上美国网站飞快，比电信快...
原帖由 zijue 于 2007-9-6 22:12 发表
35挺好的 就是太轻型了
:L 重了的话22还混什么
结 构 材 料
并不为人熟知的是，F-35A是世界上第一种采用多电飞机（MEA）技术的战斗机。早在JSF 竞争投标阶段，洛·马公司基于当时还处在研究阶段的多电飞机技术，独家提出了“电传动力”这一概念，在势均力敌的竞争中填加了一块取胜的砝码。由于需要较长的时间来试验这种技术，因此洛·马公司并没有在X-35验证机上采用，而是首先在一架F-16 AFTI试验机上进行试飞，采用了一种无液压备份的电作动飞行控制系统，更换了方向舵、升降舵和襟副翼的常规作动器。
考虑到降低这种新技术的风险，F-35A 战斗机所采用的是电液混合式作动器，由电子装置和软件进行控制，即电动静液作动器（EHA）。EHA 采用来自飞行控制系统计算机的指令，驱动电动机，由后者将液压油加压到对应的活塞/作动杆组件上，对气动控制面实施机械驱动。与传统液压作动器相比，EHA 的优点是，只需采用作动器组件本身歧管装置中的小型液压油储存器，不再需要发动机驱动的液压泵和较大的液压油箱，同时去掉了普通液压管路系统的重量和复杂性。
F-35A 战斗机上所采用的EHA由单套式、双套式和双套串列式，其中双套串列式最为复杂，用于驱动水平尾翼和襟副翼。据介绍，这一系统可使F-35A战斗机的总重降低318公斤，全寿命期费用降低3％。
从布局上看，虽然F-35战斗机比较传统，但洛·马公司在设计中仍然采用不少创新技术。例如，在飞机的蒙皮上用一种新的3M 聚合物薄膜来替代传统的表面涂漆，使一架飞机在全寿命使用范围内可节约300 公斤的涂料。据介绍，这种聚合物薄膜能满足多种严格的耐久性要求，用来代替油漆将降低战斗机的生产成本和维修成本，并且在大气污染规定方面也具有明显优点。
此外，F-35A战斗机还增加了座舱盖的强度，可以抵抗鸟类的直接撞击。同时，考虑到隐身性能的需要，修改了内置式武器舱的形状，并为舱门驱动系统专门研制了一种旋转式齿轮作动器，以便实现舱门的极快开启和关闭，避免被敌方雷达发现。
原帖由 emile 于 2007-9-7 23:01 发表
:D :D
我们这里有废材也采用了外形相近的进气口，于是爱屋及乌了，但是，
F-35的进气口技术先进性肯定不及CARET
F-35的净重过大而推力不足的问题到现在还没有过关的准确消息
F-35没有采用TVC将使得该机在 ...
想得好简单,凭F-35比骗人的新SU-35优越得多的雷达电子设备与隐身能力,制信息权肯定在F-35手中,即使要进入近距格斗,它也可选择出现在SU-35左后方,右后方,上后方,还是下后方,而新SU-35却没有这个选择权,很重要的一点就是再配合F-35的先进的JHMC与大离轴角发射的AIM-9X,新SU-35才是案板上的肉任人宰割,装TVC没啥了不起的,发挥不出来一样是废材,我觉得现代空战对信息与战场态势的掌握权才是最重要的,F-22,F-35正是站在了这个高度上,而立于不败之地
F-16,F-35,F-22
F-35的武器
LZ好文，顶
原帖由 捕食之鹰 于 2007-9-8 06:37 发表
想得好简单,凭F-35比骗人的新SU-35优越得多的雷达电子设备与隐身能力,制信息权肯定在F-35手中,即使要进入近距格斗,它也可选择出现在SU-35左后方,右后方,上后方,还是下后方,而新SU-35却没有这个选择权,很重要的 ...
你这么神化F-35的电子战能力？;P
原帖由 adfi 于 2007-9-6 20:40 发表
是非自有公断，依我看你未必及此。:D
原来是你自己写的，我还以为你是转别人的。。。。。
王婆卖瓜来了 ;P ;P ;P
:D MS老埃更喜欢MIG-31吧?
我当年在子陵扁mig31的时候被一大帮FQ围攻呢:D
不过俺撑下来了 :victory:
不过俺撑下来了 :victory:
原帖由 emile 于 2007-9-7 23:01 发表
:D :D
我们这里有废材也采用了外形相近的进气口，于是爱屋及乌了，但是，
F-35的进气口技术先进性肯定不及CARET
F-35的净重过大而推力不足的问题到现在还没有过关的准确消息
F-35没有采用TVC将使得该机在 ...
“F-35的净重过大而推力不足的问题到现在还没有过关的准确消息” F-22是不是也有类似的问题存在？
F-35我对它的EODAS系统,以及采用商用C/C++语言,所编C++语言达到3000万条语句,这两点我很感兴趣.
猜一猜它在干什么呢? 呵呵!
X－32怎么比的过35呀？
:D
:D