JSF联合攻击战斗机

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美国联合攻击战斗机(Joint Strike Fighter JSF)是20世纪最后一个重大的军用飞机研制和采购项目。JSF被定位为低成本的武器系统，这是因为目前先进战斗机，如F-22的成本不断高涨，美国及其他国家均感到，单纯依靠这样的高性能且高价格的战斗机组成战斗机部队，在财政上难以承受。因此美国各军种改变以往各自研制战斗机的传统，联合起来，共同研制一种用途广泛、性能先进而价格可承受的低档战斗机。这就是JSF。随后英国等各个西方盟国看到了JSF的种种好处，也加入了进来。

JSF将进入众多国家的空军，这将令JSF的成本更加低廉。在竞争阶段，波音公司(Boeing)和洛克希德•马丁(Lockheed Martin)公司形成了两个竞争集团。目前洛克西德的X-35已经取得胜利，并已正式命名为F-35“闪电II”(Lightning II)。该公司将为美国空军、海军、海军陆战队和英国皇家海军4个用户提供21世纪的20吨级新型F-35单发战斗机。因为时间关系，下文将部分沿用X-35等原有名称。

第一架批量生产型F-35战斗机大图

                               
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洛克希德•马丁公司联合了诺斯罗普•格鲁门公司和英国宇航公司，研制X-35作为JSF的候选机.X-35赢得国防部合同后，改名为F-35。

                               
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波音公司则联合了麦克唐纳•道格拉斯公司，共同研制X-32(，如今，这两家公司已经合并。X-32和X-35都是概念验证机，经过对比试飞，美国军方将选择其中一个方案进入工程制造和发展阶段。

JSF在美国空军中将与洛克希德•马丁公司研制的F-22战斗机形成高低搭配，就象F-16和F-15之间的关系那样。为了实现低成本，其生产量应该要大，因此应该具有较广泛的适用范围。相应的，JSF将有多种型号，分别是：一、空军常规起落型(CTOL)，目标采购价格为每架2800万美元(1994年币值，下同)；二、美国海军的常规起降舰载型，单价3400万美元；三、美海军陆战队和英国海军用的短距起飞垂直着陆型(STOVL)，单价3100万美元。

由于受到成本目标的限制，空军表示它首先需要1763架CTOL型，可能还要3个中队的STOVL型，以便对近距支援任务做出快速反应。美国海军需要400～500架能舰载的JSF。海军陆战队表示它需要609架STOVL型。英国皇家海军首先需要60架STOVL型用于替换“海鹞”(是否是1对1的替换目前还没有决定)。

对于美国空军来说，JSF既要取代F-16执行制空和战术武器投放任务，还要接替A-10执行近距空中支援任务。在接替A-10时，军方希望JSF象A-10一样不易被地面火力摧毁，但它主要依靠技术手段，而不是依靠装甲来实现这一目的。此外，JSF还将比A-10具有更大的航程。左图中可以看到预计使用的武器。包括各种普通炸弹、激光制导炸弹、使用GPS制导的JDAM、JSOW、HARM反雷达导弹、SLAM巡航导弹、“小牛”反坦克导弹、各种空空导弹和27mm“毛瑟”机关炮（后改为采用GAU-12 25mm五管加特林炮）等。2004年4月，美军确定所有型号的JSF将可使用机内武器舱装载8颗波音公司研制的113千克小口径炸弹（SDB），同时也可在机外悬挂该小口径炸弹。美国军方的JSF项目办公室官员说，将把增加机内武器舱装载SDB的数量，作为JSF增强作战能力的长期目标之一，但具体增加多少还没有透露。

                               
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对于美国海军来说，JSF将接替F/A-18A/B的制空和攻击任务，以及更老的A-6所承担的战术武器投放和纵深攻击任务。海军希望JSF同F/A-18E/F一道承担起制空和攻击的双重任务。舰载型JSF和F/A-18E/F精确的搭配方式目前仍没有确定。在接替A-6时，JSF将用做夜间、低空突防的中型轰炸机，这一点同A-6的设计任务一样。但是，JSF还要具有白天攻击的能力，在执行这类任务时，JSF必须利用先进技术避免战斗中的过量损失。为此，JSF将具有隐身和远距离发射导弹的能力。

令人震惊的F-35挂载能力，这对于实现由一个先进的机型完成多种任务的构想十分重要。

                               
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对于海军陆战队来说，STOVL型的JSF将利用其短距起飞/垂直着陆能力接替AV-8B执行近距支援、滩头支援和战场攻击任务。它还将取代海军陆战队的F/A-18承担制空和攻击任务。美国海军陆战队希望STOVL飞机能够拥有F/A-18的航程、载荷以及迅速加速到超音速的能力。如何将隐身、STOVL能力和超音速能力结合到一架飞机上，可能是JSF计划所面临的最大技术挑战。在设计海军陆战队的飞机时，还有其他要考虑的因素。海军陆战队的任务有时需要单独完成，无法从其他兵种获得支援，并且只能动用相对较少的资源进行作战。这就使海军陆战队需要一套独立的武器系统。

对于英国皇家海军来说，JSF将用来取代现有几种型别的“海鹞”战斗机，执行制空和攻击任务，并且要求它能够从现有的轻型航母上以短距起飞的方式升空作战。在不超过美国空军对战斗机重量要求的前提下，要想满足美国海军、海军陆战队和英国皇家海军的各项使用要求，必须采取一种独特的飞机/发动机组合。目前的估计是，美国海军陆战队和英国皇家海军的JSF将比美国空军型重500~1000磅(227~454千克)，而美国海军型可能要比美国空军型重1500~2000磅(681~908千克)。

所有这些型别的JSF都将在一条生产线上制造，使用同一种针对CTOL和STOVL优化的发动机，并且拥有尽可能多的通用部件。此外所有的JSF还必须使用同一种通用的支援和维护系统。JSF不仅是多年来第一种满足多军种使用需要的战斗机，JSF还是第一种在一条生产线上生产的具有多种配置的战斗机。而且，该项目的主要推动力量是减少费用，这在过去的项目中也还没有过。

                               
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目前参与JSF竞争的双方都选择了普惠公司生产的F-119的新改型作为动力装置。据普惠公司大型军用发动机分部项目经理介绍，改进之后的JSF发动机推力更大，维护性和支援能力更好。发动机被设计成能够“自动”管理，它不但能在故障发生之前感受到故障，而且能够补偿那些损坏的电子部件，使它在没有这些部件的情况下继续工作。故障发生时，系统将自动向飞机基地发出信号，报告故障情况，从而使维修人员准备好备件，当飞机着陆之后，立即把这些部件换上。为了加快更换工作，发动机设计成所有安装在框以外的部件都能在20分钟或者更短的时间内卸下并更换。

由于两家竞争公司对飞机的要求不同，从而要求普惠公司研制2种略有不同的F-119改进型以满足每个竞争者各自的需要。波音型F-119发动机的代号是JSF/119-SE614，洛克希德•马丁型的代号是JSF/F119-SE611。这两种型别的发动机之所以要存在这些差异，主要是因为两个JSF机体制造商所采用的垂直升力系统有所不同。波音公司采用了导流槽的布局，这有点象“海鹞”发动机上所采用的升力系统(上图为波音版本的F-119)。而洛克希德•马丁公司则选用了升力风扇系统来实现垂直飞行。波音公司的发动机带有一个与YF-22相似的喷管，洛克希德•马丁公司的发动机采用了轴对称喷管，与F-15、F-16上用过的喷管相似。

                               
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洛•马公司JSF业务开发主任JoeOberle说：“JSF验证机上所用的部件没有必要与发展型飞机上的部件相同，现在为飞机提供部件的公司可能会继续为以后的JSF提供产品，但是也不完全一定。不久我们将向各生产商征求详细资料，然后根据我们所得到的资料选定供货商。”在所有系统中，最值得重视的是雷达和机载设备。Blot说：“现在，微处理器每过18个月左右就会变得落后，我们不但要制造一种不会很快落后的系统，而且还要使它具有较低的全寿命费用。”Oberle说：“选择机载设备系统对于控制飞机的总成本非常重要，如果一种机载设备系统能够被各个军种采用，那么每年可以节约经费1.6亿美元。此外，机载设备系统必须易于升级，最简单的办法就是把它设计成为开放的结构系统，以便使用未来研制的各种货架产品。”

X-35项目的合作伙伴是诺斯罗普•格鲁门公司和英国宇航公司。选择它们不单是因为业务能力，而且还因为其技术和经验。诺斯罗普公司在材料技术、部件制造和工装方面拥有丰富的经验。通过研制B-2轰炸机，它在隐身技术方面具备了很强的能力。格鲁门公司在飞机的舰上适应性和舰上使用方面同样具有经验，该公司机载设备分部过去属于威斯汀豪斯公司，在系统集成方面拥有渊博的知识。英国宇航公司不但有先进材料制造经验，而且有系统集成方面的学问。特别是在研制维护STOVL战斗机方面，该公司的经验无人可比。洛•马公司的目标是在2001年使全部的研制和改进项目能够用于JSF工程制造和发展阶段。
在波音公司的设计方案中，用户只要去掉2个环形喷嘴，再用平板把喷嘴移去后的孔堵住，就能使STOVL型的发动机与CTOL型的发动机相同。在洛克希德•马丁公司的JSF发动机中，只要用一个不转动的尾轴代替转动尾轴，再从升力风扇上取下驱动轴并去掉风扇，STOVL型发动机和CTOL型发动机就完全一样。在JSF所用的2种F-119发动机上，低压涡轮由一级改为两级，并且把发动机风扇的截面积增加了10%~20%，以便增加空气的流量。在两种型别的发动机中，大多数部件都是通用的。事实上，美国空军、海军、海军陆战队所用JSF发动机的涡轮结构转动部件100%都是通用的。海军型的JSF由于加强了结构强度，用于承受弹射起飞和阻拦着陆时的载荷，其重量比空军型的JSF要重。

普惠公司在真正的首飞之前，在每种型别的发动机上分别进行了30000小时的试验。最初的试飞工作在爱德华空军基地进行，随后由美国海军进行STOVL试验。等到概念验证阶段结束、武器系统开发商选定之后，普惠公司将进入工程制造发展阶段，在此阶段它打算生产约30台试验用发动机。该阶段计划从2001年开始。仅仅从美国和英国的定货考虑，JSF发动机的产量就要接近3000台。

                               
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波音公司通过对F-22的研制，重新确立了它作为战斗机制造商的地位。该公司计划在JSF竞争中最初的概念发展阶段(CDP)除了要验证其环行喷嘴的垂直升力系统外，还要证明其新的设计、制造技术以及它在空气动力研究方面的最新进展。波音公司JSF项目主管Statkus说：“目前，我们即将完成CDP阶段25%的工作。我们正在考虑首选武器系统方案中能够采用的技术，同时也在考虑能够用在概念发展阶段的技术。”

波音目前正在进行其首选武器系统(PWS)的方案设计，Statkus说：“我们非常努力的控制概念发展阶段的飞机和首选武器系统方案中的重量和成本，以确保将来能够可靠预测出(PWS)飞机的出厂费用。

波音公司目前即将结束X-32概念验证机的工装设计，其中有许多是在波音公司位于加利福尼亚州的帕姆代尔工厂生产的，有些加工机床也安装在这里，波音公司的JSF验证机将在这里制造。大约在今年年中，波音公司将开始装配2种JSF概念研究。Statkus说，硬件设计已按时完成，许多主要部件也都在规定的重量限制之内。两种JSF的部件加工工作正在同时进行。这两种概念研究机的许多硬件都是相同的，这有利于降低成本。也许更为重要的是，波音公司的研制机构已经到位，试飞机构正在组建。右图是X-32的部件结构示意图。

Statkus说，我们已经从供应商那里得到许多经改进的货架产品，以便用于概念发展阶段的JSF。对于飞机的部件，我们还要做进一步的选择，但是大多数子承包商正在排队等候。对于每一次选择，波音都试图寻找那些公司内部已经具备的能够用于JSF的加工能力。我们利用加工能力来控制重量、控制成本、选择材料并且在波音内部确定分工。由于加利福尼亚州帕姆代尔的工厂能够提供比公司其他地方更低的生产费用，波音公司在这里组装其JSF概念验证机。如果波音公司能够赢得合同，JSF也将在这里进行生产。帕姆代尔有一个发动机试车台，目前一切已经准备就绪。而且它离美国空军的爱德华基地不远，JSF的概念验证机将在该基地进行试飞。

                               
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