谈谈F-35C

万磁王

原作者：晨枫

　　2014年11月3日，加利福尼亚外海，明丽的阳光下，“尼米兹”号航母在风平浪静的太平洋上懒洋洋地漂浮着，往日繁忙的甲板上空空荡荡的。12点18分，在喷气发动机的嘶吼和钢铁的撞击声中，美国海军试飞中队（番号VX-23）所属的编号CF-03号的F-35C成功地降落。飞机先作了一个低空通场，然后在甲板上试验了着舰复飞，最后才在一架F/A-18F双座战斗机的保驾下，稳稳当当地降落了下来，尾钩干净利索地挂上了第三道拦阻索。“尼米兹”号上有4道拦阻索，但第二道和第三道拦阻索之间是最优触地点。一小时后，同属VX-23的CF-05号也成功地降落在“尼米兹”号上。接下来的两个星期里，这两架F-35C将进行更多的海上试飞，主要测试起飞、着陆和甲板运作，要包括各种侧风、甲板风的情况。这一阶段的试飞基本上在白天进行，2015年9月将开始第二阶段海上试飞，将包括夜间起落和初步武器系统测试，还要测试在最大推力下从舰首和中部的蒸汽弹射器的弹射起飞。第三阶段海上试飞将在2016年3、4月进行，现定达到初始作战状态的时间为2018年8月。

F-35C在经历了陆上着陆试验失败后，修改尾钩设计，终于在尼米兹号上成功降落

F-35C CF-05着舰瞬间，尾钩即将勾住拦阻索

与基本型相比，F-35C的机翼明显加大，后缘为此有一个切角，避免与平尾冲突

万磁王

　　在多灾多难的F-35家族中，舰载型F-35C是最晚研制、最晚首飞的，进度也是最晚。这倒不是F-35C特别多灾多难，原计划就是如此。美国海军陆战队的AV-8B“鹞”式垂直起落战斗机已经老旧，急需F-35B接替，所以F-35B应该首先达到初始作战状态。美国空军的F-35A是外销主力，在结构和系统方面也相对简单，没有F-35B那样的滑跃起飞、垂直降落要求，又没有F-35C的上舰要求，所以进度第二。美国海军的F-35C排在第三。
　　与基本型F-35A相比，上舰改装使翼展从10.7米增加到13.1米，翼面积从42.7平方米增加到62.1平方米，机内载油从8390公斤增加到8900公斤，最大起飞重量不变，还是31800公斤，航程从2220公里增加到2520公里，推重比从0.87降低到0.75。翼面积增大改善了低空低速机动性，有利于降低航母上起飞、着陆速度和可控性，也增加了机内载油量；起落架大大加强，适合航母上的高下沉率着舰；增加的尾钩则在着舰时挂上拦阻索，极大地缩短了着陆滑跑距离。这些上舰改装都增加空重，加上增加的机内载油量但没有增加的最大起飞重量，F-35C的武器挂载能力有所下降。外观上，F-35C的机翼明显更大，翼根后缘与平尾前缘重叠，所以翼根后缘像F-22一样有一个切角，以避开平尾。另一外观特征就是粗壮的尾钩，但这尾钩曾给早期试飞带来巨大的困扰。
　　在早期陆上试飞中，F-35C的尾钩出现着陆滑跑时挂不上拦阻索的严重问题，在莱克赫斯特海航基地试验时，8次挂钩企图全部失败。问题出在：1、主起落架到尾钩接地点距离太短；2、尾钩形状不利于挂上；3、压住尾钩的机构阻尼不足，使得尾钩容易被地面或者甲板的表面不平而弹起。
　　洛克希德从来没有设计过舰载飞机（S-3“北欧海盗”的起落架和尾钩是请沃特公司设计的），难说这是不是尾钩设计出问题的原因。理想舰载战斗机的主起落架和尾钩接地点之间应该保持较大距离，这样主起落架机轮滚过后，拦阻索有时间回位腾空，便于尾钩挂上。在典型舰载战斗机主起落架到尾钩接地点的距离中，F/A-18E为5.7米，F-14D为6.7米，教练机T-45为4.45米，就连纵长相对较短的无人机X-47B都有3.1米，但F-35C只有2.2米。距离太短使得F-35C主机轮着地后，尾钩的角度不利于挂上拦阻索，进一步恶化了问题。

F-35C的尾钩接地点与起落架之间的距离较短

与其他舰载机的横向对比，F-35C是最短的

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　　F-35C的尾钩形状本来是借用F/A-18E的，F/A-18E的主起落架到尾钩接地点的距离比F-35C长150%，没有机轮把拦阻索压到地上来不及弹回的问题，所以F/A-18E的尾钩前缘较钝，还略带像大头皮鞋一样的倒钩，确保挂上拦阻索后不会脱落。但同样的形状用于F-35C就悲剧了，钝头把拦阻索推着走，不容易挂上。设计团队在修改中，把尾钩改为较尖锐的锲形挂钩，但这样的形状容易挂上，也容易脱落，需要特别小心地调教阻尼，在弹跳次数和弹跳幅度之间最优妥协，避免尾钩弹跳或者拦阻索张力不均匀时造成脱钩。

F-35C的尾钩组件

F-35C的尾钩形状

机轮碾过后，尾钩无法钩住紧贴甲板的拦阻索

红线轮廓就是修改后的设计

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　　F-35C的着舰接近下滑航迹也一反常规。舰载战斗机着舰是沿着笔直的斜线直接降落到航母甲板上的，没有陆基战斗机在最后接地前的改平飘飞然后接地动作。所以通常做法是襟翼放下到固定位置，相当于设定了大体固定的下沉率，然后调节发动机推力来控制前后位移，把飞机控制在预设的下滑线上，直到接地。下沉率对航母上着舰非常重要，下沉率过高，起落架受不了；下沉率过低，前进速度过大，拦阻索和尾钩受不了。预设襟翼位置可以把飞机控制在最优下沉率，但推力改变会使机身俯仰角度有所改变，在通场情况下，这不是问题，但F-35C令人不放心的尾钩使得这样的传统着舰方法不再适合。所以，F-35C反过来，把发动机推力设定在固定位置，相当于设定了大体固定的下滑速度，同时设定了大体固定的机身俯仰角度，然后用收放襟翼来调节升力，控制飞机的垂直位移，把飞机控制在预设的下滑线上。这个方法更多用于陆地上的跑道着陆，可以在机尾不蹭地的情况下以最大仰角接地，使得着陆速度最低，着陆滑跑距离最短。但对于F-35C来说，着陆滑跑距离不是最大的问题，反正有拦阻索，但用最优角度接地，确保尾钩挂上拦阻索，这才是第一要务。
　　F-35C用改进的尾钩在陆地上的初始试验中，8次试验成功5次。经过更多的精细修改后，终于到了可以上舰试验的程度，而且一次成功。“尼米兹”号上的第一次着舰试验是在风平浪静的情况下进行的，这也是由美国海军最精锐的试飞员做到的，要到普通飞行员在浪急风高的情况下也能达到很高的成功率，才算真正成功。这有待后续试验。

新设计的钩子能很好勾住拦阻索了

　　不过F-35C的未来并没有因为成功上舰而明朗化。

对于F-35C来说，F/A-18E既是战友，又是对手，后者悄悄挤占前者的订购一直是一个潜在的危险

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　　对美国空军而言，F-35A是与F-22高低搭配的低端。对于美国海军而言，F-35C的位置就比较微妙了。美国海军没有相当于F-22的高端，F-14已经退役了，经典型F/A-18将由F-35C替代，但大改的F/A-18E将与F-35C长期并存。F/A-18E比经典型F/A-18要大一圈，属于中型战斗机了。F-35C的最大起飞重量超过F/A-18E，自然不可能成为低端，但也谈不上高端。于是，F/A-18E和F-35C形成奇怪的“中中搭配”，F/A-18E偏重舰队防空，F-35C偏重对海对陆攻击。但航母尽管代表了进攻性力量，舰队防空依然是舰载战斗机的首要任务，航母要是有了闪失，舰载战斗机就死无葬身之地了。在F-14和F/A-18高低搭配的时代，F-14专职外层防空，F/A-18则负责内层防空，兼顾对海对地攻击，在A-6攻击机退役后则成为对海对地攻击主力。
　　F/A-18E和F-35C“中中搭配”时代则比较别扭。F-35C具有隐身能力和更优秀的态势感知能力，理应承担外层防空，但F-35C的最大速度只有M1.6，全内载的话只能挂载4枚AMRAAM中程空空导弹，不利于在外层拦截敌方的饱和攻击。翼下挂载可以增加导弹数量，但丧失隐身性能，还增加阻力，速度进一步降低。用于内层防空的话，F-35C没有固定的机内航炮，必须吊挂机腹航炮吊舱，也有降低隐身性能和增加阻力的问题。航空评论界对F-35A的空战能力本来就存疑，F-35C的翼载较低，但推重比更低，不利于近距格斗。相比之下，F/A-18E在采用Block III升级后，航电方面采用波音本来用于投标JSF的技术，性能不亚于F-35C。在舰队防空方面，F-35C既不能与F/A-18E拉大差距，性能上也谈不上互补，地位很有点尴尬。

“超级大黄蜂”Block III的主要特点

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　　F/A-18E尽管从一开始就是作为双任务战斗机设计的，也就是兼顾舰队防空和对海、对地作战，但F-35C的对海、对地性能无疑更为优越。隐身能力使得F-35C可以实现“自我护航”出击，降低对战斗机护航、电子战飞机压制保障的需求，更大的航程更是适合由海到陆的远程打击。不过中国的反舰弹道导弹使得这一设想有了疑问。一般认为，反舰弹道导弹的射程在1600-2000公里左右，这就使得航母不想冒遭到攻击的风险的话，部署线要后退到离海岸线至少1600-2000公里左右，但这样一来F-35C增加的这点航程也无济于事了。美国航母上没有专用的加油机，战斗机之间的伙伴加油的燃油输送量有限，不利于维持大量飞机的高强度出击。另外，缺乏F-22那样的高端资源的踹门和保驾的话，单靠自我护航的F-35C是否能砸开装备苏-30或者更先进一级战斗机的敌方防空大门，已经不是很有把握的事了。反舰弹道导弹是反介入-拒止战略（简称A2AD）的一部分，陆攻弹道导弹和巡航导弹对第一甚至第二岛链的美军基地也是严重威胁。正是因为这些原因，F-35C（还有A、B型）对未来亚太战场的有效性受到强力质疑。
　　另一方面，如果美国空军属于技术流的话，那美国海军航空兵就属于技能流。这和海军航空兵的特殊性有关。在技术条件大体相当的情况下，陆基作战飞机总是比舰载作战飞机更容易首先实现尖端航空科技，性能更高，舰载飞机技术有时甚至必须因为上舰要求而被迫保守。比如说，在朝鲜战争时代，美国空军的F-86已经采用先进的后掠翼，速度和升限大大提高。但美国海军战斗机受限于发动机推力不足，在还没有弹射起飞和拦阻索的时代，只能用平直翼降低起飞速度，所以要到朝鲜战争结尾的时候才勉强赶上后掠翼的大潮。由于这种“有什么武器打什么仗”的传统，美国海军航空兵对接受一点性能损失没有太大的心理障碍，对拓展飞行性能的绝对前沿没有美国空军那么执着，但更加强调战术、训练和武器系统的作用。F/A-18E不够理想，但基于美国海军对未来战争性质的评估，半隐身的F/A-18E够用了。电子战改型EA-18G不仅在电子战能力方面全面取代了专用电子战飞机EA-6B，还保留了空战能力，成为在空战演习中首先“击落”F-22的战斗机。波音正在大力推动Block III升级，采用推力增加20%的通用电气F414EPE发动机和基于波音JSF的航电套件，跨音速加速性能大大改善，态势感知和除了隐身之外的综合实战性能全面逼近F-35C，但成本要低很多。更大的威胁来自无人作战飞机，尤其是以诺思罗普X-47B所指向的新一代具有全向隐身能力的专用无人作战飞机。
　　现在无人作战飞机的主体在本质上还是无人侦察机，挂上了“地域火”反坦克导弹或者“针刺”防空导弹后，也顶多是业余无人作战飞机。X-47B的最大起飞重量与F-16相当，具有在航母上自主起飞、着陆能力，能自主编队飞行，能自主完成攻击和自卫的基本战术动作。X-47B的机内武器舱可以挂载2000公斤的武器，不过这是研究机，没有完整的火控系统，机内武器舱只是概念验证用的。X-47B采用全向宽频隐身的无尾飞翼设计，高亚声速飞行，最大起飞重量达到20吨。拟议中的X-47C更大，也将能够挂载4500千克武器，航程超过3000千米，基本达到实战级无人作战飞机水平。

美国海军对无人作战飞机特别起劲，以X-47B为基础研发的下一代无人作战飞机可能成为舰载航空的未来主力，已经成为评论界的共识

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　　美国海军对舰载无人作战飞机的概念特别起劲，X-47B在2012年已经在“杜鲁门”号航母上进行了适配和甲板运作试验。2013年5月14日，一架X-47B从“布什”号上成功地弹射起飞，6月10日成功地进行了拦阻索降落。接下来两年里，X-47B重点进行航母上实用条件下的混编试验，比如说，要和有人飞机在甲板上接受同样的甲板调度信号，起飞准备要在90秒内完成，最终要降低到60秒。2014年8月17日，一架X-47B和一架F/A-18在“罗斯福”号上相继降落后马上再次起飞，测试混编出动能力。实战级的无人作战飞机有可能2020年就投入使用。美国海军在无人机技术上超前发展，似乎一反技术上保守的传统，但这是有原因的。

2014年8月17日，一架X-47B和一架F/A-18在“罗斯福”号上相继降落后马上再次起飞，测试混编出动能力

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　　无人机不需要飞行员这一特点对于美国海军特别有吸引力。避免飞行员伤亡的政治影响当然是一个因素，但美国海军有更加实际的考虑。无人作战飞机不需要飞行员，一方面省却了新飞行员的入门训练，另一方面省却了老飞行员保持飞行技能的经常性训练。这不光减少占用训练设施和人员开支，也节约了飞机的飞行小时数和相关的燃油、维修、折旧费用，对美国海军十分重要。无人机也没有战损或者机械故障后飞行员跳伞的营救问题，不需要在机库和甲板空间分出搜救力量的部署空间，也不需要专业搜救人员和飞行员的跳伞和生存训练。
　　更重要的是，只要有足够的燃油，无人作战飞机实际上可以无限制地停留在战区上空，这个特点在现代战争条件下特别有用。现代打击手段有三大特点：精确、及时、持久。精确制导武器的大量使用极大地改变了战场的面貌，但及时打击同样重要。不过传统的及时打击依靠高速飞机和导弹，依然有一个可观的逃逸窗口。飞机、导弹再高速，还是需要一定的时间才能出动，还是需要一定的飞行时间。高度机敏的目标可能利用这个时间差，在打击手段到达之前就逃之夭夭。在理想情况下，打击手段应该长时间在战场上空监视和待命，一有目标出现就及时发动就地打击，避免了远程调动在往返路途上浪费时间、丢失战机。这不仅对反恐这样的低烈度作战有用，在高烈度作战中也有巨大价值。这种作战概念最早是在冷战末年美国反制苏联机动发射洲际导弹时提出的，对于反A2AD作战也有很大价值。反A2AD作战的最大难点在于在发射前及时打掉远程导弹。远程导弹的展开和发射需要一定的时间，只有全时监视、实时就地打击才有可能及时摧毁。
　　无人作战飞机的超长留空时间也可以直接转换为超大作战半径。美国海军设想中的无人作战飞机具有高达2500海里的作战半径，以离岸500海里的航母为基地，可以在中国整个东南沿海一直到东三省东部保持7小时的留空时间；即使到太原、西安、成都一线，依然可以保持近5小时的留空时间。如果只要求2小时留空时间，则作战半径可以覆盖中国全境，连喀纳斯的湖怪也不能幸免。考虑到反舰弹道导弹约1000海里的射程，航母位置要进一步远离海岸线，但这依然提供了巨大的覆盖范围。巨大的航程不仅可以深入深远内陆作战，还可以在对方意想不到的空域隐蔽待机，绕道在意想不到的时间和方向上突然进入攻击，提供了极大的作战灵活性。

太平洋地区的一些距离概念，单位是海里

万磁王

　　长时间深入敌后的巡航不再可能依靠仔细的进入和退出航线规划来避开已知敌方雷达的探测，而是需要全向宽频高度隐身的飞行平台，X-47B正是代表了这样一种趋势。隐身不是从雷达上消失，而是尽量降低雷达反射面积。取消了垂尾的无尾飞翼自然是侧向和前后向隐身的极致，上圆下平的基本形状也是最大限度增加雷达反射能量散失的形状，隐藏在机背的进气口和喷口更是避开了地面和低空雷达的视线。可观的投影面积尽管形成较大的雷达反射面，但对于绝大多数上视角度来说，平坦的底部使得反射能量大多投向其他方向，极大地降低了雷达截获概率，但距离依然是隐身最大的盟友。与传统的低空突防不同，高度隐身的无人作战飞机将从高空进入，高度本身就保证了较大的与地面距离，增加地面雷达探测的难度。高空巡航也增加了无人作战飞机的探测和武器投射范围，飞翼没有传统飞机机身那样不产生升力的“赘肉”，也特别适合高空巡航。
　　考虑到这些因素，美国海军内部F-35C下马、为无人作战飞机让路的呼声时有所闻。更重要的是，这呼声来自具有决策影响的美国军方高层。美国国防部智库“战略预算研究中心”的罗伯特·马丁内奇在10月27日发表了被广泛称为“第三代反制战略”的报告，其中要点之一就是削减F-35的采购，改为发展无人作战飞机。报告甚至称F-35为半隐身，使得F-35最大的亮点也顿时黯淡。第三代反制战略是相对于艾森豪威尔时代大规模核报复战略和尼克松时代国防部长布朗提出的精确制导武器战略，第三代反制战略的重点在于隐身、航程和网络化。马丁内奇为前海军部副部长，新近因为与女部下的性丑闻而被迫辞职。但他的才干、决策圈经历和对美国海军战略事务的熟悉使得报告具有特别价值，更重要的是，报告的后台是现任国防部副部长罗伯特·沃克。沃克本人曾是战略预算研究中心副总裁，2008年发表了对美国无人作战飞机的研究具有决定性影响的报告，2009年出任海军部副部长，2013年离任后不久就被召回，出任主管战略事务的国防部副部长。马丁内奇就是在沃克离任海军部副部长后继任的。沃克在2012年就下令美国海军提交调研报告，研究在F-35B和C中下马一个型号的可能性。另一方面，2013年6月美国海军发表无人舰载空中监视与打击系统（简称UCLASS）的招标时，性能要求比外界预想的大为缩水，一般认为是考虑到预算紧缩的缘故。沃克上下奔走，促使美国海军收回招标，计划推迟，一般预计重新发标时将大大提高性能要求，向沃克报告和马丁内奇报告的要求看齐。

真正的F-35黑来自美国国内，比如这两位罗伯特

　　无人作战飞机还有很多技术问题需要解决，量产装备更是需要大量投资。在当前严苛的预算环境下，美国海军大批里根时代建造的主力舰艇需要更换，但30年造舰计划的预算可能有一半要被下一代弹道导弹核潜艇研发和建造计划吃掉，本来已经捉襟见肘，根本没有余力，F-35C下马是最现实的解放资金的办法，航程和隐身不足成为最顺手的理由。美国国会中期选举后，共和党席卷参众两院，但未必敢把勉强关进围栏里的预算野马重新放出来，这是丢掉2016年总统大选的选举毒药。因此，保F-35还是促无人作战飞机可能成为军工利益集团的主战场。刚上舰试飞成功的F-35C正在飞入的不是清澈的海空，而是浓密的迷雾。