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F-35战机真的值1.15亿美元吗? – 译学馆
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F-35战机真的值1.15亿美元吗?

Is The F-35 Worth $115 Million?

本期《真实工程》节目由CuriosityStream为您提供
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今年 F35战机终于结束了长达27年的开发过程
并进入量产阶段
其设计者洛克希德•马丁公司 用27年时间进行设计和开发
27年的开发
在美国内部政治斗争的波折云诡中迈向终点
毕竟 这是人类有史以来最昂贵的武器系统
成本暴增的原因在于美国军事工业联合体
也就是由政治 经济 军事工业等利益集团纠结在一起的联合体
鼓励洛马和波音等企业
不要垂直合并其公司
以此在美国国内创造工作岗位
并为类似项目
和那些在国会批准项目以赢得订单的政客们
增加政治上的支持
我们可以深扒政治领域的泥潭
但本节目只探讨工程问题
即便没有这些问题
F35的开发费用也算是天价
那么 就让我们一起探究这架战机的设计
看看它是否值这个价
设计之初 F35就被定义为多用途战机
做为空优战机
用来取代空军的F-16和A-10
也是吸取了B2项目教训的隐身战机
同时在洛马F22“猛禽”战机和F117“夜鹰”
等使用的隐身技术基础上进行了改良
做为舰载机
取代海军的F/A18“大黄蜂”
也许最大胆的是
将挑战垂直起降
进而取代英国AV-8B“鹞式”战机
应用这些先进技术并整合在一架飞机上
绝非易事且价格不菲
同时本来为削减成本采取的措施
反而导致了项目成本的增加
这架战机本应由美军三个部门
空军 海军和海军陆战队共同开发
美国三军都能使用的一款战机
该项目被命名为“联合攻击战斗机”
目标是打造一款能取代战斗机 攻击机 地面攻击机的下一代战机
不仅为美国
也为美国所有盟友所用
F22“猛禽”仅限美军使用
而F35是可以购买的
“联合攻击战斗机”项目
在麦道 诺斯罗普·格鲁曼 洛马和波音等公司的竞争中开始
最后 洛马和波音设计的原型机进入终选
两家都希望赢得这个无疑是最有利可图的订单
波音的X-32战机 外形怪异
特征是有一个特大进气道
看起来有点蠢萌
光颜值就可能输掉了订单
但真正的原因是波音决定制造两种原型机
一种能超音速飞行
一种能垂直起降
采用的推力矢量技术
与本应由其取代的“鹞式”相同
“鹞式”使用的引擎
与传统的喷气式发动机一样
包括低压压气机风扇
高压压气机 燃烧室
高压涡轮和低压涡轮
但其喷气口的布置可谓标新立异
其中两个喷气口紧贴在低压压气机后方
另两个喷气口从高压涡轮导气
垂直飞行状态
喷气口向下
飞机通过四条向下喷射的气流 勉力保持平衡
“鹞式”在这种飞行状态下很难控制
气流下洗所造成的涡流 不止一次
在着陆时造成机身整个翻转
驾驶舱被压在下面 导致飞行员死亡
控制方面的问题大致可以归因于
喷气口与飞机重心的位置
减小了在操控飞行姿态时的机械效益
“鹞式”的确在每个翼尖上设置了小型辊控喷气口
但只能手动操作
意思是这个异常不稳定的控制机制
交由需要在着陆时集中精力 关注其他情况的飞行员手中
X-32战机采用了很多类似的技术以实现垂直起降
但针对“鹞式”的缺点进行了不少改进
不像“鹞式”那样在垂直起降和巡航时使用相同的喷气口
X-32会根据需要关闭气门
正常飞行时
巡航喷气口打开
使喷气式发动机的推力集中在机身后方
改变飞行状态时
巡航喷气口关闭
迫使气流从垂直起降喷气口喷出
设计人员还布置了较大的姿态控制喷气口
位于离机体重心稍远的位置
并在垂直喷气口前部设置了冷空气喷口
目的是避免垂直喷气口造成的热湍流
进入进气口
这正是“鹞式”着陆时的主要问题
喷气式发动机最大推力时 需要平稳的冷空气
这在降落时 全部推力向下的情况下很难做到
即便有如此多的改进
最终还是洛马赢得了订单
凭其“升力风扇系统”震撼了联合攻击战斗机项目组
正常飞行时 其发动机推力仅从一个喷气口输出
但F-35能做出类似变形金刚的动作 这才是看点
机体上下部的舱室打开
露出两部对转风扇
机翼下方打开两个小门
显示有额外两个喷口
控制机身姿态
最后 当战机慢下来
巡航喷气口开始向下转
将喷气式发动机的剩余推力
从水平方向转为垂直
升力风扇解决了不少同样困扰“鹞式”的问题
升力风扇提供了垂直起降的大部分推力
且过程中不会产生过多热量
其姿态控制具有更多的机械效益
且将大部分操作交给计算机处理
也许洛马赢得订单的最大成功因素
是这架原型机既能垂直起降
又能超音速飞行
这才是联合攻击战斗机项目想要的创新
升力风扇类似“鱼鹰”倾转翼飞机使用的涡桨发动机
其螺旋桨由驱动轴连接的喷气发动机涡轮驱动
正常飞行时两者脱离
意思是 巡航飞行时升力风扇就成了摆设
但其增加的重量 相对所提供的升力则不值一提
这样的推进方法共可提供185千牛推力
“鹞式”则只能达到106千牛
升力的大规模提升
是F-35成为“鹞式”接班人的重要原因
因为“鹞式”的最大缺陷之一
就是起降重量的限制
“鹞式”与F-35B一样
大多数时候都在短距垂直起降模式下运行
“鹞式”的全部四个喷气口都保持约45度角
是其得以同时产生水平和垂直方向的推力
从而在较短的跑道起飞
使其能在垂直起降时 有更大的起飞重量
F-35B的空重
大约为13154公斤
“鹞式”为6340公斤
但F-35B的起飞重量达到了惊人的31800公斤
“鹞式”则只有14100公斤
也就意味着F-35多出11吨的重量可以携带燃油和弹药
都是“鹞式”所缺少的
因此 F-35可以说是“鹞式”的正牌继承人
1996年“鹞式”战机单价就达到2400万美元
算上通胀的话 单价是3900万美元
所以 赋予F-35B垂直起降能力
是迫使该项目费用飙升的技术挑战之一
讽刺的是
虽然波音只用一架原型机 是其进入联合攻击战斗机项目的关键
F-35现在却发展出三种型号
专为美军三个军种量身打造
F-35A是空军型
其设计适合在传统跑道上起降
这样可以不用像F-35B那样携带重型设备
也就是海军陆战队型
海军陆战队不像海军那样使用大型舰艇
因此 他们经常使用的舰船 比如“黄蜂号”两栖攻击舰
经常被称为直升机航母
因为除了“鹞式”和“鱼鹰” 其他飞机都无法起降
海军就没有这种限制
他们有大型航空母舰
最后是F-35C
专为满足海军任务设计
其翼展比其他两种型号大约40%
起落装置也更重 更结实
这样的特征 使其能在航母上起降
而无需像F-35B那样使用垂直推进系统
更大的机翼 不光让F-35C拥有三种型号里最多的燃油量
而且使其能以较低的速度获得更大的升力
这样在航母的飞行甲板上更容易起降
更坚固的起落装置 使其能在航母降落时使用阻拦索
F-35C机翼尖可折叠
以在航母机库整齐停放
发展不同的三种型号 也是费用飙升的原因
如果为三军各设计一种战机 项目费用也许会少很多
要把三个军种的不同需求
装进一种机体
这对洛马研发部们绝非易事
也迫使他们在设计时不得不在某些领域做出妥协
对F-35最主要的批评
是在“狗斗”上的短板
关于F-35被冷战时期研发的F-15 F-16在“狗斗”中被击败的报道
吸引了不少眼球
被用来让人们无视F-35的先进之处
人们是从一份透露给媒体的报告获悉此事
我们来看看这份报告
了解一下试飞员如何评价他驾驶的F-35A
试飞员强调机动性是这架战机的主要短板
意思是F-35A为不消耗大量整机动力而机动性受限
这个问题在我关于喷气式战斗机不稳定性的视频节目也有讨论
试飞员将此归结于设计上的主要问题
包括F-35的机翼面积过小
引擎加力燃烧室推力过低
这是相比于他习惯使用的F-15E战机而言
总而言之 人们认为F-35相较于其同台竞技的战机 整机动力消耗过快
我们没有理由认为试飞员的发现有错误
但这对F-35意味着什么?
需要注意的是 当时使用的战机功能尚不齐全
缺少能先敌发现的软件
以及雷达波吸收涂层
另外 F-35也不乏来自资深飞行员的赞赏
比如美海军陆战队少校Dan Flatly
他协助制订了F-35作战训练计划
他将这些问题归结于
试飞员因为驾驶老式战机时间过长而养成的习惯
而老式战机的设计理念截然不同
自此 F-35一直在模拟对抗中表现非凡
据报道 交换比达到惊人的20:1
其他适应了F-35的飞行员
更赞不绝口
F-35首席试飞员Jon Beesley
在洛马公司拥有22年试飞经验
曾参与F-117“夜鹰”和F-22“猛禽”的开发
他认为 F-35的机动性强于除F-22以外的所有美国战机
而F-22是专门的空优战机
而且不对外销售
其单价也高于F-35
达到1. 5亿美元
和其他平头百姓一样获取的信息不多 我也没法对此妄下评判
但实际上 大部分飞过F-35的飞行员都对它称赞有加
Jon Beesley还提出重要的一点
一直以来 空战都依靠隐匿踪迹
不论是一战中的飞行员 攻击时要背朝太阳
还是现代战机采取先进的减小雷达反射面的设计
因为从总体来说
战机开始狗斗最重要的就是先敌发现 先敌开火
要达到这一点 主要靠机载传感器
F-35之所以出类拔萃 是因为拥有一套传感器和计算机制导系统
和战机本身的操作系统进行了整合
这是人类飞机制造史上的首创
F-35可与整个军队共享数据链
这才是真正的过人之处
一切都要从这个小而透明的传感器套件说起
里面是战机的红外成像和追踪装置
但这可不是普通玻璃 而是蓝宝石制成
一种极其昂贵的宝石
是少数既坚硬又耐久的材料之一
同时能透过波长的范围也很广
传感器获取的图像信息
甚至可以直接显示在飞行员的头盔面罩上
同时由AR(增强现实)技术进行加强
头盔本身就价值40万美元
使飞行员可以透过战机进行观察
同时不再需要使用笨重的夜视仪
头盔也能显示其他传感器的数据
比如来自位于机头前部先进高频雷达的数据
还有来自其他战机和地面单位的数据
但这些数据在未筛选前不会在飞行员的AR头盔上显示
而是会先传输至机载计算机 在那里进行必要的筛选和分析
且只向飞行员提供其所需要的信息
此技术极其强大
即便没有携带武器的F-35
也能极大提升盟友的作战效能
但战场感知力只是先敌开火的第一步
无法被探测到也同样重要
加入隐身特性是设计上的另一大挑战
也可能是成本突然大涨的原因之一
先解释一下
无论你听说过什么
隐身并不意味战机完全无法被探测到
除非物理上不存在
否则任何事物都能被探测到
如果我们连数十亿光年外的星球都能找到并加以分析
就一定能探测到头顶上飞过的飞机
隐身的目的 不在于使飞机不可见
而是干扰或拖延敌方对战机的探测
过去几十年中 隐身能力的重要性已经得到了证明
F-35诞生之前
F-117“夜鹰”在海湾战争期间 在伊拉克上空执行了1300次任务
直接命中超过1700个高价值目标
而自己无一损失
但它绝非完美
身为F-117制造商的洛马深知这一点
1999年 一架“夜鹰”在塞尔维亚上空被雷达发现并击落
飞行员逃出生天 飞机坠毁但整体得以保存
给俄国人提供了一项可进行逆向工程的重要技术
隐身的唯一目的就是避免被探测到
而F-117失败了
但它的外型设计使用的是70年代的计算机技术
外壳板面平整 排列紧密
只因我们那时没有能分析设计 更复杂隐身外型的计算机
早期的隐身设计建立在相对简单的理论之上
雷达工作时发射电磁波脉冲
然后接听反射波
隐身技术背后的理念
是不将电磁波反射给发射者
以此避免探测
这就是F-117被造成这种形状的原因
每一块面板都按最小反射能量的目的塑形并安装
机身涂料也能吸收部分电磁辐射
虽然隐身技术已得到证明 其反对者
很快指出长波雷达有能力侦测隐身飞机
也是在塞尔维亚上空侦测到F-117
以及不列颠空战时使用的是同一种雷达
的确如此
隐身飞机主要是躲避高频雷达的侦测
反对者们很少提到 低频长波雷达
无法进行高解析度测定
也难以测定飞机的准确方位
因此这种雷达可做为高效的早期预警系统
但完全无法用来制导导弹
也不算完全没用
只是在空对空作战中作用不大
如果那晚的F-117“夜鹰”
有平时负责护航的“徘徊者”电子干扰机同行
也许导弹就无法对其锁定
更糟的是F-117的飞行路线是固定的
所以塞尔维亚人知道去哪里找
最重要的是
F -117是没有复杂计算设计能力的时代产物
所以采取了这种相对简单 多平面而紧凑的外型
但B-2和F-22的隐身技术得到了极大提升
它们所用的复杂弧形设计
单凭人类绝不可能计算出其雷达散射特征
因此它们从未被击落
这些弧形将雷达波向各个方向反射
而不是向一个方向反射
这样容易被位于发射源不同方位监听的接受者测定
这是目前的标准作业方式
F-35使用了类似复杂的弧形设计
已避免高频雷达探测
也可能是开发费用飙升的原因之一
隐身技术在制造工艺中对精确度的要求极高
小规模生产容易做到
如B-2和F-22的产量要求就很小
而F-35则会大规模生产
那些没有美军财大气粗的外国盟友非常愿意掏钱购买
制造如此高精度生产线肯定也便宜不了
机身面板间不能有缝隙 形状不能有误差
雷达波吸收涂层有一点剐蹭
零件也必须重新喷涂
几个生产地点都发生了
因为微小瑕疵导致的召回
洛马现在才开始放心生产F-35
价格下降就是证明
最新一批订单显示
F-35A成本下降了5.4%
F-35B成本下降5.7%
F-35C成本下降11.1%
现在的单价为:F-35A 8920万美元
F-35B 1.155亿美元
F-35C 1.077亿美元
而2019年底 F-35A的单价还可能再下调4.7% 达到8500万美元
对我等凡人而言 这可是八辈子都挣不到的钱
但和F-22“猛禽”等其他五代机相比较
这个价钱就很清楚了
人家单价是1.5亿美元
或者看看那些将被F-35取代的战机
我们之前也说了:F-35青出于蓝而胜于蓝
而被取代的战机各自也价格不菲
但F-35成功将它们所有的能力集于一身
没错 该战机开发费用高出了天际
这是无法否认的
但其实不少钱都是给美国经济做了贡献
然后再想想 该机型在被取代前
计划最多销售4600架
差不多和F-16总销量一致
这会给美国经济注入更多资金
因为一大部分订单要出口到外国
所以 F-35值不值1.155亿美元的价
身为爱尔兰吃瓜群众 我说了不算
但我能拍胸脯保证
这架战机能力超群 真的碉堡了
这个价格可能是太高了
但每个月花2块9毛9订阅CuriosityStream 可是一点不亏
只要这点钱 你就能收看上千个纪录片
还有这样超赞的武器历史系列纪实片
不仅如此 还能免费观看Nebula上的内容
这家视频流媒体平台由独立制作人创立 也为他们服务
比如巨魔蘸酱 华农兄弟 李子柒 手工耿等都在这混
小弟我的新节目《真实科学》也于上周在此推出
CuriousStream上都是大制作的纪实类视频
我们搭建Nebula的目的
就是希望给教育类节目创作人提供一个可以尝试新想法的平台
而在YouTube上可能行不通
小弟我最近在做的《诺曼底登陆的后勤》系列
同时 新一期的《真实科学》也已经上线
一个月后才会上传到YouTube
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因为我们正携手打造一个平台
在这里可以创造像我的《诺曼底登陆的后勤》类似的内容
而在YouTube上可能做不成
谢谢各位收看 感谢金主爸爸们
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视频概述

究竟是美帝工业之花?还是圈钱坑盟友专用?《真实工程》小哥详解绰号“肥电”的F-35。

听录译者

收集自网络

翻译译者

WeiRan

审核员

审核员XY

视频来源

https://www.youtube.com/watch?v=zDujFhvgUzI

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