为什么说F35发动机的推力大速度却不高?

Poisyoshi

因为F-35的气动优化重心是亚跨音速性能,而不是超音速性能。对于任何空气动力学飞行器来说,飞的快费油,飞的慢省油可以说是一条公理,对于任何导弹,飞机来说都是这样。而非空气动力学飞行器呢?就是弹道导弹啥的。这是因为,根据飞行速度的不同,可供选用的发动机不同,而从空气动力学的角度讲,超音速飞行器的升阻比远不如亚音速飞行器那么高。

而F-35没有要求超音速巡航,因为对中型五代机而言,超音速巡航这一指标的代价是非常大的,所以超音速段的气动性能并不怎么好,所以飞的慢。对于战斗机而言,作战半径无疑是一个重要指标。美国人在F-22上吃了一次亏,在F-35上对飞机的载油量和航程提出了很高的要求。

F-22的机内载油量仅有8.2吨,甚至还不如F-35A,后者有8.3吨,而内油最多的F-35C,载油量高达9.3吨。而刚才提到了,空气动力学飞行器遵循着飞的快就飞不远的原则。而F-35的F-135发动机却是个油老虎,而且自身气动外形上也满是鼓包。所以F-35将最大飞行速度定在1.6M是非常理智的,首先,F-35的最优巡航速度将在0.9M左右,而0.8-1.3M的跨音速段,是空战发生最为频繁的一个速度段,最大飞行速度放在1.6M,则可以在0.8M-1.3M之间将飞机的升阻比做到很高的水平,既可以保证在空战常见的速度段有较好的飞行性能,同时兼顾更大的作战半径。

总之,飞行器的设计是一个系统性的工程,本质上是在技术,需求,工程能力三个方面做到平衡的过程,绝不是说某项技术很牛逼,对应的部分性能就一定好。


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F-35是美国防务集团洛克希德·马丁公司设计生产的第二款隐形战斗机,该机型使用的动力系统由普惠公司提供,发动机型号为F135-PW-600;普惠公司同时也是F-22隐身战斗机的发动机供应商,F-22使用的F119-PW-100发动机最大加力推力为156千牛,而F-35使用的发动机最大加力推力则可以达到191千牛。所以对比单台发动机的话,F-35专用发动机的输出功率比F-22的高。

但是F-35的飞行速度的确不是最高的,因为F-35只安装了一台发动机,而F-22则有两台,所以F-22的实际输出动力可达312千牛,这一数据又反而比F-35要高了。单发的F-35在飞行速度以及机动效果方面当然比不上F-22,甚至就算和F-16这样的机型相比,也没有优势可言。

从根本上来讲,这是受成本预算和方案设计影响的结果,因为美国本来就是希望F-35能够作为一种高性价比的五代机替换F-22,所以洛马最初的方案就有考虑了节约成本的问题。也许对于一架F-35而言,多一台发动机并不会带来多大的成本压力,何况洛马也不是造不出双发的五代机,但是如果考虑后续几千架的预期产量,这个问题就很严肃了;而且战斗机的重量设计是精确到以克计算的,增减一台发动机,就有可能导致整架F-35的性能发生全面改变,其中也将会产生大量的额外成本。

当然,洛马的单发方案也是经过论证的结果,F-35是一种强调资源整合、信息共享的新机型,其超视距性能非常突出,和苏-35这样的机型相比,F-35更注重远程技术优势,而非视距内的机动性优势。所以F-35没有把飞行速度作为最重要指标也是正常的,毕竟F-35有它自己的清晰发展目标。


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F35的发动机本来就是推力最大的,但是重点是F35只有一台F135发动机,F22可是装备了两台F119发动机,因此总的动力是不如F22的,同时F35本来设计是中型战机,但是因为要满足军方的多功能指标导致现在严重超重,因此外界也称为肥电(F35本来叫闪电),本来就一台发动机还超重,肯定不可能飞得快了,F22本身设计就是双发重型空优战机,跟F35从设计理念就不同,天生就强调机动性和飞行速度,所以即便F35更先进但仍然在空战方面落后,不过F35更先进的电子设备在对地攻击方面就是完虐F22了


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这牵扯到设计理念作战需要的区别,F22和海狼级核潜艇一样都是冷战产物,是为了一个超级大国在领域上压制另一个超级大国的用途。F22采用双发因为是重型战机对作战半径。超音速巡航的关键。是个纯空优战机。而F35第一是出口需求和出售理念上为一款隐形和有一定超音速巡航的中型战斗机,已经不是单纯的空优战机。而是一款可以综合作战,并可以指挥攻击的战机。所以已经不是要求绝对的速度和载弹量。并且未来是可以从航母起降的第五代飞机。所以说美国的理念已经跳出一对一压制的模式,而是资源整合,信息优势最大化的模式。


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因为f35发动机涵道比高。涵道比高的发动机相同能耗,推力更大,但气体喷速慢。风扇面积大,高速状态下阻力大。大涵道比发动机速度是上不去的。所以客机全是大涵道比发动机。战斗机都是小涵道比。显然f35设计的时候就放弃了高速性能。


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飞机的航速并不是完全由推力就决定的,在超音速之后只有缩小函道比并继续提高推力才能使飞机的航速进一步的增加,而F-35的F-135发动机设计之初就采用了大函道比来提高推力,所以这就注定了F-35不能飞出高速。另外F-35还是美国空军进入超音速时代以来飞的最慢的一款飞机,不过对于F-35这种舔地机来说已经还算可以的了。


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