arccotx的导数求导过程:美国空军力量机型介绍—F-35联合攻击战斗机（组图）

　　F-35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。随后英国看到了JSF的种种好处，也加入了进来。按F-16的销售往绩，JSF也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(LockheedMartin)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，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。







  　　F-35联合攻击战斗机代表了先进战机技术的又一次革命，它具有高度综合的航电系统，隐身性能良好，融合了多种先进的机载传感器，并拥有极强的数据交换能力，本文将通过洛克希德·马丁公司试飞员的观点，更加深入地介绍这种先进的多任务战斗机先进的座舱介面。

 　　当你第一次坐进F-35的驾驶舱的时候，你将看到安装到原来老式战斗机上的仪表盘和各种仪表都完全消失了，取而代之的是一块大型的彩色数字式触摸式液晶显示器。
　　
　　飞行员只需要用他的手指触碰多功能显示器(MFD)上的相应区域。就可以随意调整各种信息的显示方式和显示顺序，或者重新启动显示系统。以前老式战斗机座舱内部各种让人眼花缭乱的开关和按钮已经在F-35的先进座舱中几乎完全消失了，这些开关和按钮的功能大部份已经转移到F-35先进的触摸式平板显示器上。当然，你在F-35的座舱偶尔也能找到少数几个老式的开关和按钮，但是，F-35座舱的整体环境已经大为改善，给人一种“简约”的感觉。
　　


 　　由于液晶强度不如传统的CRT显示器，因此F-35的显示屏实际是由2块20×25厘米显示器组成。相比之下，F-22一共装备了3块液晶显示屏--两块17×17厘米和一块20×20厘米。在显示面积上，"闪电"Ⅱ已经超过了"猛禽"。


飞行员在F-35 一比一模拟器上使用具有触摸功能的显示器头盔

  　　飞行员在进行飞行控制系统检测或者选择进行空中加油，过去要在丛林般的开关中扳动好几个按钮。但是现在，全都可以通过触摸屏幕来解决。除此以外，所有的无线电通讯、任务系统计算机、敌我识别以及导航控制也都可以通过触摸屏实现。而且飞行员还可以根据情况的需要，自行定制和分割F-35的显示屏。例如两个20×25厘米窗口，或者四个10×25厘米窗口，或者更多的"Windows"组合。

  　　F-35“闪电-II”型战斗机装备的是由普拉特-惠特尼公司研制的F-135发动机，最大推力达4万磅(超过18吨)--这使其成为有史以来最为强劲的战斗机发动机。

        F-35装备的发动机

 　　F-35使用的是普拉特-惠特尼公司（简称惠-普，R&W）的F135加力涡扇发动机（F135 turbofan engine with afterburner）。

 　　2003年9月12日，惠普公司完成了第一次发动机测试。2003年10月11日，被称为FX631的CTOL/CV发动机测试成功。2004年4月14日对第一台F135发动机STOVL型推进系统开始测试。随后又进行了数次发动机测试。
　　
　　惠普公司的两处测试设施分别在佛罗里达州的西棕榈滩和佛罗里达州和美国田纳西州的阿诺德空军基地。

 　　发动机测试

                  　　F135发动机

  　　迄今为止已投入实用的垂直起降战斗机只有两种：英国的"鹞"式及其改进型和苏联的雅克-38，正在研制的还有美国的F-35B。

 F-35 垂直起降

   　　雅克-38(80年代末公开型号之前，西方媒体称之为雅克-36)是前苏联海军的舰载垂直起落战斗机，主要用于对地面和海面目标实施低空攻击和侦察，并具有一定的舰队防空能力。北约组织给名叫“铁匠”(Forger)。

雅克-38

 　　前苏联对垂直起落技术的探索至少可追溯到60年代中期。在1967年的苏联航空节上，曾展出过三种装升力发动机的短距起落战斗机和一种西方称之为“自由画”的垂直、短距起落转喷口实验机。1973年曾在“莫斯科”号巡洋舰上作过一系列试验。雅克-38就是在这些垂直起落技术的探索研究的基础上，于60年代末开始研制的舰载垂直起落战斗机。据信，1971年原型机已经试飞。1976年7月，当苏联第一艘航空母舰“基辅”号首次进入地中海时，雅克-38曾在舰上垂直起落，估计当时是该机的预生产型装备苏联海军航空兵试用15天。直到1977年底才又重新配置到“基辅”号上向南远航。1978年初，西方国家第一次观察到雅克-38从“基辅”号上起飞进行对地攻击训练，对舰后的拖靶进行扫射和火箭攻击。

雅克-38 

 雅克-38

 雅克-38

 　　英国“鹞”式战斗机
　　
　　是世界上第一种实用的垂直／短距起落飞。1969年开始装备部队，并有舰载型“海鹞”和美国改型生产的AV-8B型等。在1982年的英、阿马岛之战中，“鹞”式飞机首次参战，执行截击任务，击落对方飞机16架。海湾战争中，AV-8B参战遂行对地攻击任务被地面火力击落７架。最大平飞速度1186千米／小时，作战半径约420千米，机身下可装挂2门30毫米“阿登”航炮炮下舱。机翼可挂装空对空导弹和炸弹等武器，最大载弹量2270千克。

 英国“鹞”式战斗机

 　　英国“鹞”式战斗机

 　　英国“鹞”式战斗机

  　　F-35B综合了"鹞"式和雅克-141的垂直起降技术的优点，克服了它们的部分缺点。
　　
　　F-35B采用一台带可转向尾喷管的F-119-PW-611涡扇发动机，并在机身中部装有一个直径1.27米的二级对转升力风扇（相当于雅克-38和雅克-141上的升力发动机）。尾喷管偏转范围从0°到95°（垂直向前5°)，并可左右偏转10°。升力风扇由飞机发动机驱动，从机背进气口吸入冷空气，向下吹出，从而产生举升力。升力风扇具有可转动的喷管，偏转范围从向前15°到向后30°。当啮合器断开后，升力风扇将不再工作，发动机的动力完全用于水平飞行。

 　　F-35使用矢量喷管和升力风扇。

 　　这种新颖的升力风扇布局具有较大的悬停推动力，减少了高温燃气对跑道地面的侵蚀，避免了从进气道吸入高温废气而影响发动机的正常工作，同时还使F-35进气道的前向截面积减小，从而降低飞机的迎风面积，有利于实现超音速飞行。

  首架生产型F-35B战机盛大下线仪式

 　　2007年12月18日，首架F一35B联合攻击战斗机在洛克希德·马丁公司设在克萨斯州沃斯堡工厂下线。F一35的主要用户：美国海军陆战队、英国和意大利军方代表出席了飞机下线仪式。美国海军陆战队司令官詹姆斯·柯维在仪式发言中说：“全新的航空科技让我们能够拥有一支能够在水面舰艇、前线机场甚至未开发过的荒地上进行起降作业的航空部队，F-35B良好的适应性让我们非常惊讶!”

        F-35 垂直起降推进系统

 　　背部的“大天窗”就是升力风扇的进气口。F一35B不仅发动机提供了比“鹞”式更强大的动力，其机体内安装的是一套前所未有的轴驱动式升力风扇系统，既从主发动机的中心，伸出一根传动轴，带动置于前机身的升力风扇工作。位于尾部的三元矢量喷口的偏转范围为0度到95度。而升力风扇的排气口也可以在向前15度至向后30度之间的范围转动。短距起飞和垂直降落时，主发动机通过离合器、传动轴驱使升力风扇高速转动产生升力，飞机的控制喷嘴在计算机的控制下调节飞机的平衡。与此同时，尾喷口也进行偏转，与前方协调的向下方或后下方排气，推动飞机上升和前进。飞机转至水平飞行时，将连接轴断开，关闭升力风扇，尾喷口转向后方，推动飞机加速飞行。

 　　F-35B的“眼睛”是它的雷达系统，这个系统叫做多功能综合射频系统(MIRVS)。它是建立在APG-81 AESA雷达的基础上的一个功能广泛的系统。AN／APG一81是有源相控阵雷达，它不仅能够提供雷达的各种工作方式，它还能提供有源干扰、无源接收、电子通信等能力。多功能综合射频系统的频带要比一般机载雷达宽得多，这个系统能够以各种不同的脉冲波形工作，保证了雷达信号的低截获概率。

   　　F-35B还将挂载新的武器，可能在机内携带两枚微型联合防空区外发射空地导弹，也可能挂载小型巡航导弹(SMACM)，它具备在各种天气情况下打击移动目标的能力，射程达450公里。F-35B战斗机能够挂载8枚SMACM巡航导弹。F-35B拼命“减肥”。

 　　F-35B有两个机内弹舱，每个弹舱能携带一枚1000磅(454千克级)以内的炸弹和一枚AIM一120空空导弹。如果F一35B只携带机内燃油和弹舱内武器，则可以保持隐身性能，此时它的起飞重量约为21吨。其起飞重量约为F一16A的一倍(F一16A为10800千克)，机内燃油量也为F-16A的一倍(F一16A为3160千克)。F-16A仅携带机内燃油的时候作战半径约500千米，因此可以推测F一35B仅携带机内燃油的时候作战半径不低于这个水平。 AV一8B在短距起降状态可以达到的最大起飞重量为14吨，而F一35B的升力约为AV一8B的2倍，机翼面积为1.6倍，由此推测，F一35在短距起飞状态下的最大起飞重量可以达到25～27吨。在这种情况下，如果F一35携带两个426加仑(1612升)的副油箱，则还能载弹3～5吨。如果F一35B载弹3吨，假设F一35B的耗油水平和F一16A接近，则F一35B的作战半径超过900千米。不过此时F一35B失去了隐身性能。F-35B在短距起飞状态下，载弹量和作战半径都不亚于中轻型常规起飞战斗机，因此具有很强的作战能力。 隐身性能和信息化优势除了具有优越的短距起飞／垂直降落性能外，F_35还具有很强的空战和对地攻击性能。

                                               F-35 全球分布