F-35項目的最顯著的特點之一就是在F-35B懸停時,它的推進系統在非加力狀態下產生的升力非常接近其全加力推力。F-35B在懸停時,發動機能產生39400磅(17872千克/176kN)的非加力垂直升力,而在常規飛行中,則能產生28000磅(12700千克/124.55kN)干推力和43000磅(19504千克/191.27kN)的全加力推力。
F-35B的F135發動機依賴兩個系統來實現如此高的垂直升力。首先是全權限數字發動機控制單元(FADEC),這是一套由BAE系統公司製造的安裝在發動機上的計算機,不過軟體是普惠定製的。在懸停時,FADEC能壓榨出發動機的所有潛力,使干推力從28000磅增加到39400磅。
其次是羅爾斯•羅伊斯的升力系統,與F135發動機一道組成了短距起飛垂直降落推進系統,該系統由4大主要組件組成。
第一個組件是升力風扇。升力風扇垂直安裝在F-35B座艙後方,直徑1270毫米,高度也是1270毫米。
升力風扇從機背頂部的進氣口吸入冷空氣並加速氣流向下噴出,以此產生垂直升力。升力風扇的進氣口被洛克希德•馬丁公司製造的一塊大型蓋板蓋住,這塊蓋板諢名「1957款雪佛蘭發動機蓋」,鉸接於進氣口後方的機身結構上。
F-35B懸停、短距起飛、或處於平飛和懸停間的過渡飛行時,蓋板向後打開。兩級風扇各由一套錐形齒輪系統驅動(該系統通過一組圓錐形齒輪,能使驅動軸的扭矩旋轉90度傳遞給風扇)。
兩套錐齒輪系統都被容納在一個共用齒輪箱中,由那根沿F-35B縱軸線布置的驅動軸驅動。在F-35B進氣道的分叉處,包覆在整流罩內的驅動軸穿過進氣道把升力風扇和發動機連接起來。在發動機那頭,驅動軸連接在第一級風扇的風扇轂上,由低壓轉子驅動。
第二個組件是可調截面積葉片盒(VAVB)。這個組件位於升力風扇下方,實際上就是被升力風扇的冷空氣噴管。羅爾斯•羅伊斯公司生產的VAVB由一個鋁合金框架和六片百葉窗式鈦葉片組成。葉片可向後偏轉達42度,向前偏轉5度,以此調節氣流方向。
這6片葉片能在一定程度上實現獨立控制,這6片中空鈦合金葉片中,1、2、3號葉片為一組,由一個線性致動器驅動;4、5號葉片是第二組,由第二個線性致動器驅動;6號葉片由一個獨立旋轉致動器驅動。於是VAVB可實現噴管的矢量與截面積兼顧控制。VAVB同樣受到FADEC的控制。
第三個組件是三軸承旋轉模塊(3BSM)噴管。F-35B在懸停模式中,有15700磅(7121千克/69.84kN)的垂直升力來自飛機尾部三軸承旋轉模塊(3BSM)噴管中向下噴出的熾熱燃氣。
這種有趣的噴管由三節連接在一起的管道組成,每節管道都是鈦合金的,每節都通過環形軸承與其他噴管連接。當F-35B要懸停時,FADEC會命令3BSM噴管向下偏轉95度,通過向下噴氣來產生垂直升力。
3BSM噴管分為1、2、3號三段管道,1號管道安裝與發動機上,2號管道在中間,最後一段是3號管道。每段管道上都有一個環形軸承,能夠彼此獨立旋轉。
1、2號管道各安裝一個單獨的致動器,一個傳動齒輪箱把2、3號管道連接起來,使它們能夠反向同速旋轉。3BSM噴管的這兩個環形軸承致動器都是燃油液壓驅動的,部分燃油被加壓到3500psi(24.1兆帕)後作為液壓流體來驅動致動器的伺服閥。
第四個組件是滾轉噴管。滾轉噴管位於兩側翼根下方,噴管截面積可調,在F-35B懸停時提供滾轉控制。為了實現這點,噴管管道從發動機引出旁通空氣再通過噴管向下噴出。
每個滾轉噴管都被一個安裝在翼根下表面的鈦合金蓋板蓋住,這個艙門也受FADEC的控制。
噴管在旋轉制動器的控制下可調截面積,能改變推力的大小和矢量,使飛行員在懸停時能控制F-35B在滾轉軸上的姿態。
羅羅公司作為老牌發動機廠商,其技術水平不是一朝一夕積累的,我們的追趕之路必定艱辛。
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