中国啥时候有！让F35B垂直起降的发动机有何牛逼之处

1/21 F-35“闪电II”战斗机使用的F135发动机是有史以来战斗机上安装过的推力最大的喷气式发动机。其中，用于F-35B的型号还集成了罗尔斯o罗伊斯公司的升力系统，使该机能实现短距起飞垂直降落（STOVL）。那么这种发动机在设计上有什么独到之处呢？（空军之翼）

2/21 为了提高推力，F135的直径和空气流量都比F-22“猛禽”战斗机使用的F119发动机大。

3/21 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。

4/21 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。

5/21 其次是罗尔斯o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。

6/21 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。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o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。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。

7/21 升力风扇由两级反向旋转的风扇组成，一级叠加在另一级上方，每级都是整体叶盘结构。上级风扇有24片空心钛叶片，下级则是28片实心叶片。

8/21 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）。

9/21 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。

10/21 当F-35B悬停时，这根驱动轴把28000轴马力的功率传递给升力风扇的离合器和锥形齿轮系统，使升力风扇产生近20000磅（9072千克 89kN）的垂直升力（F-35B在悬停时，F135与驱动轴的工作模式就类似于涡桨发动机，把大部分动力用于驱动升力风扇而不是从尾喷管喷出做工。从这点上看，F135可以说是世界上最强大的涡桨发动机）。

11/21 F-35B的发动机启动后，驱动轴就在始终旋转，所以需要一个离合器来接通或断开升力风扇。只有在需要使用升力风扇时，离合器才与驱动轴接合并锁定。

12/21 升力风扇底部有一个VAVB喷管，能对升力风扇产生的升力进行矢量调节，这个组件被整合进飞机结构中，能承受结构载荷，这样做的目的是节省重量，要知道实现短距起飞垂直降落的一个关键因素就是：发动机产生的垂直升力大于飞机重量。

13/21 由于悬停需要非常大的推力，发动机要吞入更多的空气，所以洛克希德o马丁在升力风扇后方增加了一对辅助进气门（AAID），用来向F135发动机提供额外空气。

14/21 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。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。

15/21 3BSM喷管在2.5秒内就能完成95度偏转（从水平偏转到垂直状态），喷管在悬停模式中还能左右偏转12.5度进行横向控制。

16/21 悬停中，除了升力风扇产生的近20000磅升力外，两侧翼根中的滚转喷管也能通过向下喷出旁通空气产生3700磅升力。F-35B在不到3秒的时间里，就能把尾喷管15700磅的水平推力矢量偏转成垂直向下，使总升力达到39000磅。F-35B的垂直升力几乎相当于欧洲台风战机的全加力推力，这惊人的推力矢量能力全靠F-35B庞大而复杂的FADEC软件来实现，该软件是普惠公司专为F-35B的推进系统开发的。

17/21 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。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。

18/21 F-35三种型号的发动机存在一些具体区别，所以获得了各自的编号：F-35A的是F135-PW-100，F-35C是F135-PW-400，F-35B是F135-PW-600。其中，F135-PW-600被设计来满足F-35B严苛的短距起飞垂直降落要求，所以需要一级额外的低压涡轮来驱动传动轴，于是为了保持通用性，F135-PW-100 -400保留这个第二级低压涡轮。

19/21 F135使用了陶瓷基复合材料（CMC），主要用在F135-PW-600喷管的外侧部分。F135-PW-600风扇机匣部分（尤其底部）采用有机基材复合材料（OMC）制造，F135-PW-100 -400的风扇机匣则由钛合金制成。F-35在进气道某些区域也采用了有机基材复合材料。

20/21 F135的加力燃烧室或加力系统也很有特色。尽管普惠公司并未透露细节，但已知F135采用了多区燃油喷射（可能是三区）技术来把燃油喷向加力燃烧室点火器后方。燃油喷嘴可以单区喷射燃油，所以可以调节加力燃烧室的加力幅度，不再是要么全有要么全无的工作方式。

21/21 F-35“闪电II”战斗机使用的F135发动机是有史以来战斗机上安装过的推力最大的喷气式发动机。其中，用于F-35B的型号还集成了罗尔斯o罗伊斯公司的升力系统，使该机能实现短距起飞垂直降落（STOVL）。那么这种发动机在设计上有什么独到之处呢？（空军之翼）