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旋翼飞行原理
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洛克希德的垂直起落舰载机方案
Vought V530 的机翼可以折叠，以减少在航母机库里的占地面积。其双涵道涡扇发动机是其特色，在概念
上是洛克希德 F-35 的升力风扇的先驱
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V-530 的发动机从垂直起落状态向水平飞行转换 / V-530 意图取代 S-3 舰载反潜机
进入90 年代，美国空军的 F-16A/B 已经开始大批退役，A-10 的替代也早就上了议事日程，美国海
军的 F-18A/B 也是一样。更紧迫的是海军陆战队的 AV-8B，空军的 F-22 已经落实了，海军的 F-18E 也
落实了，但海军陆战队的 AV-8B 面临后继无人的窘况。面对三军都需要 F-16/F-18/AV-8 这一级的下一代
战斗机，美国国会指令三军联合研制，这就是“联合打击战斗机”（Joing Strike Fighter，简称 JSF）
的起源。JSF 要求能够作为 F-22 和 F-18E 的低档搭配，并且具有垂直/短距起落能力，以接替 AV-8B，
为此，JSF 具有陆基型、舰载型和垂直起落型，共用基本机体设计和发动机。JSF 难度最大的地方，在于
在严格控制成本和风险的前提下，要求具有垂直起落能力。普拉特.惠特尼的 F119 发动机已经用于 F-22，
被军方指定为 JSF 的基本发动机，通用电气的 F120 作为备选发动机低速发展。这里必须对美国航空发动
机的研发能力敬佩一下，普拉特.惠特尼从 F119 基本发动机出发，一方面大大增加推力以满足垂直起落的
要求，另一方面左右开弓，同时满足 JSF 所有方案的不同垂直起落方案，这个功力非同小可。麦道、波音
和洛克希德分别提交了方案。麦道的方案采用单独的升力发动机，在气动布局上为无垂尾的 V 形尾方案，
机翼后缘呈 M 形，可以说是空军的“先进技术战斗机”ATF 竞争中落选的 YF-23 的缩小版。采用单独的
升力发动机有利于降低动力系统的研制风险，通过适当的安排，在主发动机故障或战损时，升力发动机可
以使飞机安全返航，至少在理论上可以实现这样的动力备份。麦道方案的机翼设计很有新意，机翼和尾翼
之间的“边条”既强化翼身融合体，又在大迎角时起到升力体的作用，是神来之笔。但垂直起落设计了无
新意，死重大，成本高。最大的问题还是在 V 形尾。V 形尾重量轻，隐身好，阻力小，但 V 形尾一动，
在滚转和偏航上就有交联，对飞行控制系统的要求很高，对机动性的影响也大，YF-23 就是栽在这上面。
麦道的方案在还没有进入最后的对比试飞前就被淘汰了。JSF 落选对麦道是致命的，这个曾经研制 F-4、
F-15，主要承包 F-18、AV-8 的公司，就这样降下了帷幕。
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麦道 JSF 的方案可以看到 YF-23 的很多影子，尤其是它的 V 形尾
但麦道 JSF 的进气道有很重的 F-22 的影子 / 其升力发动机在理论上可以在主发动机故障或战损的时
候，单独将飞机返航回去
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麦道在情急之中，增加了鸭翼，力图弥补 V 形尾控制不足的问题，但为时已晚
尽管波音在二战之前就再也没有得到过美国战斗机的订单，但波音对所有战斗机竞争从不放过，屡败
屡战。正因为没有历史，波音也就没有包袱，设计方案就敢于另类。波音 JSF 方案是一反美国常规的大三
角翼方案，采用和“鹞”式相似的升力-巡航发动机，其血盆大口一般的超大进气道十分引人注目。由于发
动机要尽量前置，进气道只能又大又短，这给隐身带来很大的问题。波音用“雷达屏障”（radar blocker）
来解决，就是在进气道中用涂覆雷达吸波材料的导流片使进气气流有一定的扭转后才进入风扇正面，而这
扭转就有效地阻止电磁波长驱直入，多次折射、反射的电磁波被反复吸收能量，最后反射回入射方向时能
量已经大大降低，达到降低雷达特征的效果。麦道的 F-18E 的进气道也是采用了类似的技术，才达到准隐
身效果的。导流片的另外一个作用是将进气气流理顺，增加风扇的效率。缺点是结构重量，和导流片产生
的进气压力损失。波音 JSF 得到最后对比试飞的资格，代号为 X-32。X-32 的 F119 改型增加了前转向喷
嘴以产生机体重心处的垂直升力，其后是延长的尾喷管，在机尾喷气，尾喷管可以推力转向，但用于改善
机动性，而不是用于产生垂直升力。事实上，在垂直起落是，主要垂直升力由前喷嘴实现，姿态控制喷嘴
实现其余的升力，尾喷管关闭。X-32 的 F119 还有一个特色：从发动机风扇引出高压空气，在前机体下方
向下喷射，形成气帘，阻止炽热喷气回流到进气口。发动机上所有和垂直起落有关的额外系统总重约 300 公
斤。X-32 肥厚、宽大的机翼为机内燃油提供了极大的容积，机翼翼载小，机动性相当好。X-32 的问题在
于过于围绕垂直起落性能而设计，常规起落的性能损失太大。海军对此尤其敏感，对无尾三角翼布局极力
反对，因为航母上起落所必需的大迎角性能难以得到保证。波音试图亡羊补牢，在最后时刻将 X-32 改称
有尾布局，但为时已晚。
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波音 JSF 最大的特点有两个：一个是无尾三角翼，这是康维尔 F-106 后第一架美国的无尾三角翼战斗机 /
第二个特点是其超大的进气道，这是采用机内的升力-巡航发动机所必需，但对前向隐身带来很大的挑战
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波音 JSF 的肥大的机体对布置武器舱十分有利 / 但波音 JSF 也是美国现代航空史上少有的丑陋
波音 X-32 的垂直升力机制基本和“鹞”式同出一辙，不同的是后向喷管一直延伸到机尾，在垂直起落时，
使用偏转装置，从机身重心附近就“提前”喷射出来，这样对后机身气动设计比较容易 / 悬停中的 X-32，
不容易看到的是，进气口稍后的地方，有一个辅助喷口，有压气机导出高压空气，向下喷射一道冷空气帘，
用于阻隔炽热喷气的回吸
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波音和洛克希德的不同的 F119 发动机变形，其中蓝色的部分为基本发动机，黄色部分为垂直起落专用的
扩充部分
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