装备分析—现代战争空战之王——F-35闪电II隐身战斗机

STEALTH AIRCRAFT


F-35 LIGHTNING




由Lockheed Martin Space Systems Company,简称LMT(洛克希德·马丁公司)研发的第五代隐身多用途战斗机


隐身战机:一说到隐身,这个字眼就会觉得很神秘了,看不见?摸不到?怎么隐身的?简单聊一下这个名词在军事领域里的含义,它并不是真的看不到,摸不着的飞机,可能目前,只有科幻故事里才会创意出来那样的隐身术。它其实是一种反雷达技术,通过特殊的外形设计和机身涂装材料来规避和吸收雷达信号,降低雷达反射和散射能量波,通过低可侦测性技术(Low Observable Technology,也就是隐形技术或隐身技术)难以被雷达侦测到的飞机,此类技术全部都是军事用途,所以才会被叫做隐身战机。


F-35“闪电II”(Lockheed Martin F-35 Lightning II)是由Lockheed Martin公司设计及生产的单座单发动机多用途战斗机,也是到目前为止被全球最多国家引进的第五代隐形战斗机;该型号战机采用了由美国Pratt & Whitney Group(普拉特·惠特尼公司,简称普惠公司)研制的F135发动机(加力涡扇发动机),Rolls-Royce(劳斯莱斯)公司也参与了发动机设计。


2015年以F-35B为第一架开始服役的隐身战斗机。该机种的军事用途主要为密接支援、目标轰炸、防空截击等任务,该型号战机有3种衍生版本,包括:F-35A(采用传统跑道起降),F-35B(短距离起飞/垂直起降机种),F-35C(航空母舰舰载机);这三种型号均为第五代隐身战斗机,其中F-35A与F-35C的作战半径可超过1,000千米。


F-35 Lightning II(F-35“闪电II”)

▲ 美国空军第33战斗机联队(33rd Fighter Wing)的F-35A


类 型

第五代隐身多用途战斗机


首 飞

2006年12月15日


服役时间

2015年7月31日(海军陆战队F-35B)


2016年8月2日(空军F-35A


2019年2月28日(海军F-35C)

生产商

Lockheed Martin


产量

截至2023年5月,920架以上


单位造价

F-35A:7,790万美元

F-35B:1.013亿美元

F-35C:9,440万美元


主要服役单位

美国空军、美国海军、美国海军陆战队、航空自卫队、韩国空军、澳大利亚皇家空军、意大利空军 、挪威皇家空军、荷兰皇家空军、以色列空军


产品衍生自

联合攻击战斗机计划(JSF)

图片▲ X-35验证机(实验机)


技术数据


长 度

F-35A型:15.4米

F-35B型:15.4米

F-35C型:15.5米


翼 展

F-35A型:10.7米

F-35B型:10.7米

F-35C型:13.1米


高 度

F-35A型:4.33米

F-35B型:4.33米

F-35C型:4.54米


翼面积

F-35A型:42.7平方米

F-35B型:42.7平方米

F-35C型:62.1平方米


正常起飞重量

F-35A型:22470千克(49,540磅)

F-35B型:21770千克(47,996磅)

F-35C型:25900千克(57,094磅)


最大起飞重量

F-35A型:31800千克(70,000磅)

F-35B型:27200千克(60,000磅)

F-35C型:31800千克(70,000磅)


发动机

F-35A型:普惠F135-PW-100

F-35B型:普惠F135-PW-600涡轮风扇引擎和劳斯莱斯的升力系统(Rolls-Royce-Lift-System)

F-35C型:普惠F135-PW-400涡轮扇发动机


推力

军用推力:124千牛顿(28,000磅力)

最大后燃推力:191千牛顿(43,000磅力)



性能数据


马赫:Mach number,是流体力学中的无量纲数,表示通过边界的流速与局部音速之比。马赫的命名是为了纪念奥地利学者Ernst Mach(恩斯特·马赫)。这个名词一般用于航空航天飞行器,由于声音在空气中的传播速度随着不同的条件而不同,因此,马赫也只是一个相对的单位,每“一马赫”的具体速度并不是固定的,在低温下声音的传播速度低一些,一马赫对应的具体速度也就低一些,相对来说,在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。

任何超过音速移动的物体,都会从头部向后产生锥状的能量激波(速度越高锥角越小),其力量可能会破坏所接触到的任何物体,而且会因摩擦产生高温,因此,在体型设计上就必须尽量限制在锥状激波的范围内,同时还要采用高抗热性的材料。


最大速度

1.6马赫(1,217.9英里每小时;1,960.1千米每小时)

巡航速度

1.0马赫(761.2英里每小时;1,225.0千米每小时)

最大升限

18300米(60000英尺)

最大航程

F-35A型:大于2220千米(1200海里)

F-35B型:大于1670千米(900海里)

F-35C型:大于2220千米(1360海里)

作战半径

F-35A型:1239千米(669海里,无空中加油)

F-35B型:935千米(505海里)

F-35C型:1240千米(670海里)

翼负荷

525千克/平方米(107.5磅/平方英尺)



武器装备


机炮:

1门GAU-22/A平衡者机炮 25毫米机炮


空对空导弹:

AIM-120“AMRAAM”先进的中程空对空导弹、AIM-9X“超级响尾蛇”

AIM-132“ASRAAM”先进的近距离空对空导弹、欧洲“流星”导弹


空对地导弹:

“JASSM”联合空对地远距攻击导弹,AARGM-ER反辐射导弹、GBU-39小直径炸弹


空对舰导弹:

JSM隐身反舰导弹

LRASM反舰导弹

风偏修正弹药洒布器(Wind Corrected Munitions Dispenser)


炸弹:

“JDAM”联合直接攻击弹药、“JSOW”联合远距攻击武器和B-61战术核子弹


F-35是美国军方在21世纪的主力战机,美国空军、海军和海军陆战队总计将装备2,456架,是用以取代F-16系列、A-10攻击机、F/A-18系列、AV-8B等机型。英国、意大利、荷兰、澳大利亚、日本、挪威、丹麦、以色列、加拿大、土耳其(目前已被禁售)等国均参与研发并有可能规模性列装。



命 名

当初JSF计划(联合攻击战斗机计划)是实验机(X)竞标,而非原型实验机(XF),照现行《美军航空器命名系统》,流水号应在F-22/23之后为F-24/25。


关于命名方面有一个故事:

“在2001年10月26日宣布X-35得标记者会上,美军官方显然没准备,作为主持的国防部官员Edward Aldridge就战机型号被记者问住,并求助当时在场的空军部长James Roche,部长瞬间也不知所措,又询问一旁JSF计划的海军陆战队Michael Hough少将,少将回答“F-35”,当时记者也质疑型号是如何决定命名的,少将及主持官员则含糊其辞,一带而过。虽然决策过程非常之草率,但已昭告天下,也就此定论。”


2006年7月7日,美国空军宣布其名称“闪电II”以继承P-38闪电战机(P38 Lightning是美国一型截击机,亚音速战斗机)。P-38是二战时期由Lockheed公司(1995年才合并为Lockheed Martin)生产的一款双引擎战斗机,为当时单座战斗机中重量最高的机型,也是美国唯一从珍珠港事件到大战结束都在生产的战斗机。第一支使用P-38的部队是美军第1战斗机大队,在珍珠港事件后,加入了驻扎在San Diego(圣地亚哥)的第14战斗机大队来保卫美国西海岸。



设 计


F-35外型像极了F-22猛禽战斗机,它的确从F-22中汲取了许多元素。F-35B的“三轴旋管喷嘴”(The Three-bearing Swivel Duct Nozzle,3BSD)架构,是从Convair(康维尔公司,美国飞行器制造商,业务已拓展至火箭和航天器)在1972年6月设计的Model 200机型方案中得到的创意灵感。


F-35与它前一代战机相比更先进的改进优势:

• 综合的航电设备与感应器融合可以结合从机载与非机载的感应器得到的讯息。这些感应器主要位在F-35机首下方的玻璃罩中,不但可以增加驾驶员的状况感知,目标识别与武器投射的能力,还可快速地传输讯息到其他的指挥及控制节点;

• 包含IEEE-1394b与光纤的数据交换网络;

•头盔显示技术是一大突破性亮点,头盔显示器已经整合到了像JAS 39、“幼狮”这样的第四代战机上,而F-35已经利用更先进的头盔显示器完全替代抬头显示器的战机,例如联合头盔显示系统(Joint Helmet Mounted Cueing System,JHMCS),具备增强现实技术的头盔。

无论飞行员在观察哪个方向,头盔都会显示所有相关信息,这架飞机的分布式光学系统,使用了6个光电传感器,给飞行员提供了360度的情景信息,飞行员可以通过飞机自身对周边进行观察,并提供飞行员需要的所有关键信息数据,都会被投射到头盔的护目镜上,从而实现即时协调和响应,

•新型F-35和其他F-35战斗机,以及其他盟军的飞机,可以和海上或陆地上的指挥官无缝共享数据,计算机数据非常之先进,它可以识别飞机的型号以及国籍,并向飞行员建议投放武器类型,分布式声学传感器甚至可以在水面上发现鲸鱼,或是一艘在水面上航行的潜艇。



配 备


APG-81主动阵列雷达

• APG-81主动阵列雷达(单元模组天线1676个)。

• AAQ-37分散式孔径系统(Distributed Aperture System, DAS),环绕飞机前后上下装设了6个红外线感应装置,即时提供驾驶员接近己方的飞行体资料。F-35驾驶员配戴的嵌入显示幕的头盔,可以从分散式孔径系统中搜集到全方位的目标资料。

• 无边界层隔板超音速进气道(Divert less Supersonic Inlet, DSI)可以改善飞机的隐身特性,并有利于进气道-机身一体化设计。取消了附面层隔道、放气系统和旁通系统,减少结构重量和降低了生产和使用费用,惟会降低高马赫数进气效率。



推重比

推重比,即:推力重量比,TWR(Thrust-to-weight ratio)。飞行器利用排气产生的推力以及所负担的重量之间的比例。这种描述大多用于火箭或以喷气发动机作为推理来源的飞行器上。

早期的F-35B设计重量比项目预期的重量超出3000磅,导致飞机的推重比下降,使该机型在航程、速度、机动性等各项指标均不合格。Lockheed Martin公司为了解决“过重”而导致推重比下降的问题,缩薄了机身蒙皮,缩小了武器仓与垂尾,内部管线配置,重新设计了机翼构造与航电系统等,终于缩减了2205磅的重量。而最终采用的F-135引擎却不是设计来进行超音速巡航的。



Z-13涂装



F-35 原本使用的涂装是灰色锯齿状的网格,这种网格覆盖于大部分机体上,看起来就像是在机身上打了补丁,就是“补丁”涂装。正是因为采用“补丁”涂装的 F-35 战机,需要耗费大量的劳动力和时间,在制作过程中非常注重细节等复杂的涂装问题,使 F-35 最初的制作时间和成本极其高昂;所以“Z13”涂装正是为了改变这种状况应运而生。“Z13”的新涂装自2012年开始研发,于2017年投入使用,首次尝试使用“Z13”涂装的是编号为 14-5103(AF-104)的 F-35战机,与初代涂装相比最大的区别就是表面涂层显得更加光滑匀称,视觉效果非常出色,制作成本大大降低,提高了生产效率。




F-35 VS F-22

F-35虽为F-22的辅助机型,但如:航电系统、飞机结构隐身(特别是低可侦测DSI进气道设计)反而都比F-22还先进。


改进及升级

F-35最明显的缺点就是携弹能力偏弱,载弹量比较少,内载弹舱的容量只能携带4枚AIM-120先进中程空对空导弹,这比起F-22的内载弹舱动辄可挂载8枚以上空对空导弹来说,数量要少得多,不过在小规模冲突时还是能够应对的;倘若进行规模较大的空战,就很容易陷入弹数不足的尴尬窘境。为此,Lockheed Martin 公司设计了一种新式武器架,称为Sidekick,可使F-35A和F-35C多带上两枚导弹,从原先的4枚加到6枚,这等于增加了50%的携弹量;不过,Sidekick仅是改善弹舱空间配置,而不是扩大弹舱;因此,仅限于AIM-120这种弹径较细的空对空导弹能多带2枚,强壮的炸弹仍然无法装配。对于F-35B而言是完全无法使用的,因为其内部空间被导风扇所占,武器舱就显得非常紧凑了。

在没有使用Sidekick的情况下,F-35若要增加挂弹数,就只有挂载于弹仓以外的部位,这样将会大幅降低隐身性。


新型中央处理器

第四次升级(Block 4)项目中的另一项重大改进是配置了新型中央处理器,其讯息接受处理能力是此前的25倍,并且使飞机的电子战能力得到提高。


新型油箱

F-35第四次升级(Block 4)项目中包括机翼内新型油箱,这一改进将使F-35航程增加25%。F-35A的航程为2200千米,F-35B的航程为1670千米,F-35C的航程为2500千米。F-35C可挂载隐形副油箱,增强远程攻击能力,战斗半径增至2000千米。


新型变循环发动机

目前Pratt & Whitney和GE两家厂商,都在为第六代战机“次世代空中优势”(NGAD)计划,开发变循环发动机(Adaptive Versatile Engine),分别是GEXA100和Pratt & Whitney XA101(普惠 XA101),两家公司都对外表示变循环发动机可以在2027年完成。普惠公司仍同时进行F135发动机的升级工作,由于两款变循环发动机皆不适用垂直起降版本的F-35B,因此F-35B型之后还是必须以升级版F135换装。这F-35B 也挺不容易,特立独行吧。

变循环发动机的特点,是透过涡扇发动机外进气道和内进气道之间的空气流通比率(可自动变化的旁通比),解决以往大旁通比省油但速度拉升慢,小旁通比拉速度快但耗油的两难的问题。新的变循环发动机预计可将F-35A最大航程增加30%~40%,从现有的2,172千米增加到2,897千米左右。



试 飞

第一架进行试飞的F-35是空军型F-35A,编号AA-1。试飞时间是2006年12月15日在Fort Worth , Texas(得克萨斯州沃斯堡)展开。


第二架F-35A(编号AF-1)于2009年1月14日进行第一次试飞。

第三架F-35A(编号AF-2)于2010年4月20日试飞。

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▲ F-35A AF-1和 AF-2


子型号

F-35A、F-35B和F-35C。F-35B装有用于垂直起降的风扇,座舱玻璃较短。F-35C的机翼比F-35A大,并且可以折叠,另外虽然没看见起落架,但为了上舰在短距起落架的部分还是有差别的。


F-35A陆基型




F-35B垂直起降片



F-35C舰载型




美国空军F-35A



武器仓

F-35A

F-35A,为美国空军与其他同盟国使用型号,属传统起降型。价值1.116亿美元,F-16和A-10的后继机种(近距离空中支援任务),F-22猛禽式战斗机的辅助型号。

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2016年8月2日美国空军空战司令部司令 General Herbert Carlisle (赫伯特·卡莱尔上将)宣布,美国空军首支具备12-24架F-35A的作战中队具备初始作战能力。


2017年1月23日至2月10日举行的第17-1号红旗演习,驻扎Hill Air Force Base(希尔空军基地)的美国空军第338战机联队与预备役第419战机联队的F-35A首次参与,演习期间共执行了226次原定飞行架次中的207架次飞行任务。空战表现共击落敌机145架,7架F-35A皆在视距内被击落,经换算后交换比为1:20。对地方面成功执行了压制敌方防空系统的任务,对51座中的49座地对空导弹投下了模拟弹药。


2017年4月15日隶属于美国空军Hill Air Force Base(希尔空军基地)第388战机联队第34战机中队及预备役第419战机联队第466战机中队的F-35A,横越大西洋前往英国的RAF Lakenheath(雷肯希思皇家空军基地)参与训练任务,成为F-35A自宣布具备初始作战能力后首次的境外布署及跨越大西洋至欧洲的训练布署纪录。


2019年5月9日,美国空军宣布因为预算减支问题而解散的空军第65假想敌中队将重出江湖,并且换装早期批次的F-35A“闪电二式”隐身战机,美军现役第五代与第四代战斗机的飞行员与其他假想敌中队一同训练。预计将 Eglin Air Force Base (佛罗里达州埃格林空军基地)训练单位的早期批次、且不具完整战力的9架F-35A,于2022年初集中至Nellis Air Force Base(奈利斯空军基地),重新组成第65假想敌中队。除此之外,Edwards Air Force Base(加州爱德华空军基地)也将把2架F-35A,交给Nellis Air Force Base(奈利斯空军基地)的第24战术空中支援中队,让第五代战机也加入美国空军密接支援的训练体系之中。


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F-35A装备一具Pratt & Whitney F-135-100涡轮风扇引擎、 F-35A在背部设有硬管加油受油口 (OIL OUTLET)、 F-35A在机身左侧进气道上方装有一门25mm固定机炮。



F-35B

F-35B,美国海军陆战队及英国皇家空军用作皇家海军伊丽莎白女王号航空母舰舰载机的型号(是垂直/短场起降型)。单座设计,搭载3台电脑,两级对转升力风扇是F135发动机之外新增加的装置,是F-35B动力系统的重要组成部分。它安装在驾驶舱后部,可提供44.5千牛的附加推力,所以使主发动机能在较低温度下以较小的负荷运转,从而提高了可靠性和使用寿命。F-35B的垂直升力主要靠机上装置的两级对转升力风扇提供,它的进气道自然就可以设计得比较小。价值1.094亿美元,为AV-8B猎鹰式垂直/短场起降型战斗机的后继机。

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可以进行垂直起降的F-35B(编号BF-1)于2008年6月11日进行第一次试飞,不过起飞的过程仍是采用传统的滑行方式,事实上F-35B的设计是可以垂直起飞的,但垂直起飞时载弹量会受到很大的限制,且垂直起飞很耗油,所以垂直起飞不具战术上的优势,而任务结束返航时,因燃油消耗与弹药已投射让重量减轻,适合垂直降落的模式,垂直降落只需要小的空间、不需严苛的平坦场地、不需拦截索等设备,即可短时间内让多架战机迅速降落,所以实战时通常是选择短场起飞、垂直降落的模式。BF-1同时也是19架系统发展与展示(System Development and Demostration)机组当中的第二架,以及第一架采用重量最佳化生产程序的飞机。


“2011年1月,美国防部长Robert Gates(罗伯特·盖茨)宣布将进行为期两年的F-35B生产暂停,重新设计以提高表现,如果不成功将会取消该子型号。”


Lockheed Martin副总裁Tom Burbage曾说大部分的F-35发展延误都是由于B型造成的。

2012年1月20日,恢复生产计划。

2012年8月8日,1架F-35B试验机BF-3完成首次空中武器投放。BF-3于马里兰·大西洋测试区从内部武器舱试验投放了1枚1000磅的GBU-32 联合直接攻击弹药(JDAM:Joint Direct Attack Munition)。

2016年11月18-20日美国海军陆战队进行F-35B出海登舰测试,将12架F-35B搭载于美利坚号两栖攻击舰(USS America LHA-6)上,测试目的为了解F-35B的开发程度及如何将F-35B融入海军陆战队与海军的作战结构之中,及验证闪电航母的概念(有需要时,于两栖突击舰上部署定翼机)。海军陆战队第1陆战队作战测评中队(VMX-1),(VMX-1)中队长Colonel George Rowell(乔治·罗威尔上校)指美利坚号两栖攻击舰(USS America LHA-6)原计划搭载F-35B的上限为20架,认为可增加搭载至22架F-35B使能为美国海军陆战队空地特遣队(Marine Air-Ground Task Force)(MAGTF)提供最大的空中支援能力。



F-35C

F-35C,美国海军考虑使用的舰载型型号。为确保低速时的安全性,主翼及垂直尾翼的面积加大约4成。两翼可折叠收纳。用于在传统起降型航空母舰起降的尾勾,以及起落架和机身给强化了。价值1.429亿美元。为F-18的后继机种,而燃料搭载量还要比F-22猛禽战斗机更大,具备空中加油。

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海军舰载型F-35C于2010年6月6日在Fort Worth(沃斯堡)进行第一次飞行。这架编号CF-01的F-35C一共飞行57分钟,飞行员是Lockheed Martin公司的试飞员Jeff Knowles,Jeff同时也担任过F-117战斗机的首席试飞员,翼面积和尾翼面积比A/B型大,将装备在Gerald R. Ford-class aircraft carriers (福特级核动力航空母舰)上。

2019年2月28日正式在美国海军服役。



F-35在游戏、影视文化中的存在


游 戏

• 不得不提及,在著名的第一人称射击游戏《使命召唤:黑色行动2》中,以“FA38”的名字出现,外形修改成无尾布局双引擎垂直起降战机,其实就是现实中F-35B的化身。

• 第一人称射击游戏《战地风云2》、《战地风云3》、《战地风云4》、以及2021年续作《战地风云2042》中,F-35作为美国海军陆战队战机出现。在《战地风云2042》中,命名为F-35E,依照游戏中的垂直起降来看原型应是现实中的F-35B,武装方面使用了25毫米机炮,和30毫米机炮(解锁后),挂载方面可以选择AIM-9红外导引导弹、AGM-65空对地导弹、AIM-260联合先进战术导弹雷达导引导弹。

• 在《皇牌空战:突击地平线》中,F-35是可选机具之一。

• 在《空战奇兵7 未知天际》中,出现的是F-35C型号。



电 影


• 在电影《虎胆龙威4》中,一架F-35B以滞空方式攻击地面车辆。

• 在电影《复仇者联盟》中,F-35用作分散绿巨人的注意,后来奉命向城市发射核弹。

• 在电影《超人:钢铁之躯》中,F-35对克利普顿星人(氪星)的行星改造机进行攻击,但都被机具干扰而纷纷坠毁。

• 在电影《变形金刚5》中,由F-35组成的机群,掩护电影主角乘坐的直升机,空降在Cybertron(赛博坦)遗迹表面。

• 在电影《哥斯拉》系列中大多数F-35机群都在战斗过程中被击毁(剧情安排吧)。

• 在电影《急先锋》中,USS John C. Stennis CVN-74 (斯坦尼斯号航空母舰) 上的一架F-35C,在恐怖分子操纵无人机发动攻击前紧急升空,而航母在被一枚未拦截成功的导弹击中后,F-35C发射导弹摧毁了无人机。



F-35,现代战争空战中的王者

集科技、美学、战力完美结合于一身,博得世人青睐!

发布于 2023-09-02 08:32・IP 属地浙江