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旋翼飛行原理
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洛克希德的垂直起落艦載機方案
Vought V530 的機翼可以折疊，以減少在航母機庫里的占地面積。其雙涵道渦扇發動機是其特色，在概念
上是洛克希德 F-35 的升力風扇的先驅
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V-530 的發動機從垂直起落狀態向水平飛行轉換 / V-530 意圖取代 S-3 艦載反潛機
進入90 年代，美國空軍的 F-16A/B 已經開始大批退役，A-10 的替代也早就上了議事日程，美國海
軍的 F-18A/B 也是一樣。更緊迫的是海軍陸戰隊的 AV-8B，空軍的 F-22 已經落實了，海軍的 F-18E 也
落實了，但海軍陸戰隊的 AV-8B 面臨后繼無人的窘況。面對三軍都需要 F-16/F-18/AV-8 這一級的下一代
戰斗機，美國國會指令三軍聯合研制，這就是“聯合打擊戰斗機”（Joing Strike Fighter，簡稱 JSF）
的起源。JSF 要求能夠作為 F-22 和 F-18E 的低檔搭配，并且具有垂直/短距起落能力，以接替 AV-8B，
為此，JSF 具有陸基型、艦載型和垂直起落型，共用基本機體設計和發動機。JSF 難度最大的地方，在于
在嚴格控制成本和風險的前提下，要求具有垂直起落能力。普拉特.惠特尼的 F119 發動機已經用于 F-22，
被軍方指定為 JSF 的基本發動機，通用電氣的 F120 作為備選發動機低速發展。這里必須對美國航空發動
機的研發能力敬佩一下，普拉特.惠特尼從 F119 基本發動機出發，一方面大大增加推力以滿足垂直起落的
要求，另一方面左右開弓，同時滿足 JSF 所有方案的不同垂直起落方案，這個功力非同小可。麥道、波音
和洛克希德分別提交了方案。麥道的方案采用單獨的升力發動機，在氣動布局上為無垂尾的 V 形尾方案，
機翼后緣呈 M 形，可以說是空軍的“先進技術戰斗機”ATF 競爭中落選的 YF-23 的縮小版。采用單獨的
升力發動機有利于降低動力系統的研制風險，通過適當的安排，在主發動機故障或戰損時，升力發動機可
以使飛機安全返航，至少在理論上可以實現這樣的動力備份。麥道方案的機翼設計很有新意，機翼和尾翼
之間的“邊條”既強化翼身融合體，又在大迎角時起到升力體的作用，是神來之筆。但垂直起落設計了無
新意，死重大，成本高。最大的問題還是在 V 形尾。V 形尾重量輕，隱身好，阻力小，但 V 形尾一動，
在滾轉和偏航上就有交聯，對飛行控制系統的要求很高，對機動性的影響也大，YF-23 就是栽在這上面。
麥道的方案在還沒有進入最后的對比試飛前就被淘汰了。JSF 落選對麥道是致命的，這個曾經研制 F-4、
F-15，主要承包 F-18、AV-8 的公司，就這樣降下了帷幕。
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麥道 JSF 的方案可以看到 YF-23 的很多影子，尤其是它的 V 形尾
但麥道 JSF 的進氣道有很重的 F-22 的影子 / 其升力發動機在理論上可以在主發動機故障或戰損的時
候，單獨將飛機返航回去
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麥道在情急之中，增加了鴨翼，力圖彌補 V 形尾控制不足的問題，但為時已晚
盡管波音在二戰之前就再也沒有得到過美國戰斗機的訂單，但波音對所有戰斗機競爭從不放過，屢敗
屢戰。正因為沒有歷史，波音也就沒有包袱，設計方案就敢于另類。波音 JSF 方案是一反美國常規的大三
角翼方案，采用和“鷂”式相似的升力-巡航發動機，其血盆大口一般的超大進氣道十分引人注目。由于發
動機要盡量前置，進氣道只能又大又短，這給隱身帶來很大的問題。波音用“雷達屏障”（radar blocker）
來解決，就是在進氣道中用涂覆雷達吸波材料的導流片使進氣氣流有一定的扭轉后才進入風扇正面，而這
扭轉就有效地阻止電磁波長驅直入，多次折射、反射的電磁波被反復吸收能量，最后反射回入射方向時能
量已經大大降低，達到降低雷達特征的效果。麥道的 F-18E 的進氣道也是采用了類似的技術，才達到準隱
身效果的。導流片的另外一個作用是將進氣氣流理順，增加風扇的效率。缺點是結構重量，和導流片產生
的進氣壓力損失。波音 JSF 得到最后對比試飛的資格，代號為 X-32。X-32 的 F119 改型增加了前轉向噴
嘴以產生機體重心處的垂直升力，其后是延長的尾噴管，在機尾噴氣，尾噴管可以推力轉向，但用于改善
機動性，而不是用于產生垂直升力。事實上，在垂直起落是，主要垂直升力由前噴嘴實現，姿態控制噴嘴
實現其余的升力，尾噴管關閉。X-32 的 F119 還有一個特色：從發動機風扇引出高壓空氣，在前機體下方
向下噴射，形成氣簾，阻止熾熱噴氣回流到進氣口。發動機上所有和垂直起落有關的額外系統總重約 300 公
斤。X-32 肥厚、寬大的機翼為機內燃油提供了極大的容積，機翼翼載小，機動性相當好。X-32 的問題在
于過于圍繞垂直起落性能而設計，常規起落的性能損失太大。海軍對此尤其敏感，對無尾三角翼布局極力
反對，因為航母上起落所必需的大迎角性能難以得到保證。波音試圖亡羊補牢，在最后時刻將 X-32 改稱
有尾布局，但為時已晚。
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波音 JSF 最大的特點有兩個：一個是無尾三角翼，這是康維爾 F-106 后第一架美國的無尾三角翼戰斗機 /
第二個特點是其超大的進氣道，這是采用機內的升力-巡航發動機所必需，但對前向隱身帶來很大的挑戰
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波音 JSF 的肥大的機體對布置武器艙十分有利 / 但波音 JSF 也是美國現代航空史上少有的丑陋
波音 X-32 的垂直升力機制基本和“鷂”式同出一轍，不同的是后向噴管一直延伸到機尾，在垂直起落時，
使用偏轉裝置，從機身重心附近就“提前”噴射出來，這樣對后機身氣動設計比較容易 / 懸停中的 X-32，
不容易看到的是，進氣口稍后的地方，有一個輔助噴口，有壓氣機導出高壓空氣，向下噴射一道冷空氣簾，
用于阻隔熾熱噴氣的回吸
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波音和洛克希德的不同的 F119 發動機變形，其中藍色的部分為基本發動機，黃色部分為垂直起落專用的
擴充部分
　
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