F-35B 在英国航母上的 SRVL 着舰详解

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2019-10-26 08:36
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英国皇家海军花费50亿美元巨资建造了“伊丽莎白二世女王”号航空母舰,并为该舰配备了同样造价不菲的 F-35B 短距起飞/垂直降落战斗机,希望能凭借该机的先进性能,使“女王”号航母的战斗机出动能力接近大平顶“尼米兹”级航母。但短距起飞/垂直降落战斗机存在一个先天缺陷,那就是在完成任务后带回未使用燃油和弹药的能力有限,也就是说 F-35B 在垂直降落前需放掉多余燃油,并且可能要把价值数千到数十万美元的未用弹药抛入海中,才能达到垂直降落的上限重量。
一向精打细算的皇家海军自然希望 F-35B 能够携带更多的燃油和弹药返回母舰,避免浪费,于是为 F-35B 发展出了一项独特的滑跑着舰技术,正式名称“舰上滑跑垂直降落”(Shipborne rolling vertical landing,缩写SRVL)。
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常规垂直降落的 F-35B
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F-35B 在垂直悬停设计上采用4点稳定设计,这4点分别就是机身尾部的发动机矢量尾喷管、座舱后方的升力风扇,以及“腋下”的两个滚转喷管。
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悬停中,F-35B 的F135-PW-600 涡扇发动机能通过尾喷管产生7.1吨垂直升力,通过通过传动轴驱动升力风扇产生9吨垂直升力,此风扇工作模式相当于一台28000轴马力的涡轴发动机。此外两个用于控制飞机水平姿态的翼根滚转喷管也能产生1600千克升力,总升力为17.7吨。
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这个垂直升力看似可观,远超过AV-8B“鹞”式战斗机的9.8吨,但对超重的 F-35B 来说还是杯水车薪。因为 F-35B 空重就达到了14.7吨,该机垂直起飞的最大重量被限制在16.8吨,虽然该机最大垂直着舰数据保密,但相信出于安全考虑会进一步缩减,此时去除机身内油之后,F-35B已经无力挂载多少武器弹药降落了。
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进场降落的时候,F-35B进入垂直降落模式,发动机矢量推力喷嘴向下转95度,举升风扇打开;但是飞机并不是悬停垂直降落,而是用类似传统方式滑翔降落。

不同于一般飞机降落,滑跑降落已经有发动机举升向上的推力,所以像一般飞机担心失速,所以滑跑降落的角度更陡、飞机仰角更大,大仰角以及矢量推力帮助飞机更快在空中减速,著舰速度也慢。著舰之后,靠著矢量推力、气动煞车等停住,大概会往前跑90到120米,关键是不用拦阻索。



“舰上滑跑垂直降落”SRVL 图解
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具体操作方式是 F-35B 在着舰前尾喷管旋转向后下方并打开升力风扇,然后以105公里/小时的速度向甲板着舰区下滑,触舰后依靠数字式防抱死刹车系统在滑跑很短一段距离后停止。由于这种降落方式能充分使用机翼升力和发动机升力系统产生的直接升力,所以使F-35B的降落重量比垂直着舰方式大幅增加。
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SRVL 着舰过程,不需要拦阻索。
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SRVL 着舰还有另一个优点,那就是能降低 F-35B 昂贵升力风扇及其相关子系统和联动装置的磨损,或许能在飞机整个服役寿命起降节约大量维护资金。同时 SRVL 还降低了 F-35B 灼热燃气对“伊丽莎白女王”号和“威尔士亲王”号甲板钛铝合金耐热层的烧蚀。
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F-35B 在伊丽莎白二世号上 SRVL 着舰
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