轻舟难过火焰山：浅谈美军F-35B的“上舰难”问题（新浪）_风闻

在之前的《“熟人理查德”火灾真能说明美国损管不行吗？》中我们简要提到过F-35B的高温尾焰对两栖攻击舰甲板造成的伤害。不过在后台留言中也有网友对这一问题提出了质疑，并称F-35B的尾焰温度甚至要小于美英等国此前装备的鹞式、AV-8B鹞II等V/STOL战机。相信这些年来大家也听到过很多关于F-35B在垂直降落时是否“烧甲板”的争论和传言。但这些消息往往真真假假，让人很难分辨。那么我们不妨借此机会简单谈一谈以F-35B为代表的新一代V/STOL战机的“上舰难”问题。

F-35B“烧甲板”的言论最早大概可以追溯到十几年前的电视台节目，当时大家还都在讨论日本海上自卫队的日向型“准航母”能不能直接拿来装当时尚在研制中的F-35B战机。其中反对方的一条重要论据就是这些V/STOL战机的尾焰温度太高，而日本日向型的甲板并没有经过相应的处理，会被这些战机的尾焰“烧穿”。因此如果想要将日向型“准航母”变成航母，还要经过大规模改造才行。当然，因为是电视节目，基本不可能出现任何理论证明，因此这里大家了解一下就好。

与之相对的，另一派观点则认为，F-35B在垂直降落时的温度低于AV-8B，而AV-8B又是出了名的“不挑船”，因此F-35B直接上舰不存在太大的问题。这一派的理论大致形成于F-35B开始正式服役之后，虽然本来是微博上一篇尚算有理有据的文章，但后来经过军迷们的二次创造，形成了各种各样的版本。但总体来说，这种流派的论据主要包括三个方面：1、F-35B的垂直起降原理与AV-8B不同，且F-35B垂直起降不需要开加力；2、F-35B的所有垂直起降试验都是在熔点529摄氏度的AM-2铝合金面板上做的，因此F-35B的尾气温度不可能高于这一数字；3、也是最直接的一个证据，这一派声称一篇“洛克希德马丁公司的官方论文”证实，F-35B悬停状态下尾焰温度只有780K（506°C），低于AV-8B。那么下面我们不妨来逐条分析一下这些论据。

首先，F-35B的F135-PW-600（简称-600）发动机在垂直降落时的工作原理确实与AV-8B采用的飞马座F402-RR-408发动机不同。飞马座发动机是将涡扇发动机的两个涵道分别分流到了左右两个喷口，因此两个前喷口喷出的是外涵道的低温气体，而两个后喷口喷出的则是内涵道的高温气体。与之相对， -600发动机则要略复杂一些。其前部的升力由发动机轴驱动的升力风扇提供，是低温气体；中部的两个用于保持飞机平衡的喷口则与飞马座一样是从发动机本体的外涵道引流的，也是低温气体；后部的喷口的废气则是由内外涵道的冷热气体混合后形成的。

换句话说，这一方观点认为AV-8B的尾气是内涵道热气，肯定比F-35B的内外涵道混合气体温度更高。如果两种架构都使用了F135发动机，这种说法确实容易成立，但事实上，飞马座发动机作为一款低温小推力发动机完全不可与F135同日而语，前者的涡轮前温度仅2467°F（1353°C）而后者的涡轮前温度则高达3600°F（1980°C）。加之飞马座发动机本身就有向燃烧室喷蒸馏水降温的能力，因此直接用两者的工作方式差异来推测其为其温度并不科学。

其次，F-35B试飞阶段确实通常使用铝合金垫进行起降试验。但这一论据并没有搞清楚在发动机喷口处的尾气温度并不等于其在地面附近的尾气温度，而地面附近的尾气温度更不可能与地面受尾气炙烤后的温度划等号。事实上，根据测试场地环境、机场跑道材质等其他因素影响，同一架飞机在进行垂直降落时，机场跑道受飞机尾气炙烤后的升温也并不相同。

最后，这篇所谓的“洛马官方论文”实际上是在2003年发表在AIAA上的一篇名为《STOVL飞机的气动控制膨胀喷嘴》的论文，其第一作者是一位在洛马公司供职的名叫D.A特里尔的工程师，除了滑稽一点以外，将其理解为“洛马官方”倒也并无不可。不过在这篇论文发表时，不管是F-35B还是F135-PW-600发动机还都未诞生。此时唯一进行过垂直起降试验的还是装着F119发动机的X-35B，工程师的工作也还是在“无中生有”的阶段。

更重要的一点是，“排气温度780K”出自文中使用洛马公司的Falcon空气动力学模拟软件计算发动机喷口压比的部分，其中780K只是一个人为设定的可以近似模拟未来发动机排气温度的数值，文中也并没有提及为什么要将温度设定为780K，猜测既有可能是参考了X-35B的测试，也可能是根据其他发动机或者普惠公司放的“卫星”设置的，没有什么实际意义，更换说不上什么“官方确认”。

为了研究V/STOL战机垂直起降对地面的烧蚀问题，美国联合攻击机支持办公室（JSF Support Office）曾在1997~1998年，通过在上文提到的AM-2护垫上集成各种试验设备详细测试了安装飞马座-408的AV-8B在垂直起降以及悬停时对地面的影响。实验结果表明，在不同的环境下AV-8B起降后AM-2护垫最热处的峰值温度在426°F~578°F（219°C~303°C）之间。而在2010年初F-35B开始进行垂直起降测试时，使用相同的方式测得的F-35B垂直降落后AM-2护垫的峰值温度为约600°F（315°C），略高于AV-8B的最高峰值温度，远高于AV-8B的最低峰值温度。

说到这里大家可能会产生这样一个疑问：就算是315°C离两栖攻击舰甲板的熔点不也差得远嘛，根本不用担心“甲板被烧穿”的问题嘛。对，不过除了十几年前电视节目上的专家，也没什么人真的把“烧穿甲板”当回事。其实高温尾气对甲板的伤害并不仅限于“烧穿”。根据美国海军部下属研究部门海军研究办公室（ONR）的报告，高温尾气会对飞行甲板造成过量的热冲击，这会使飞行甲板屈曲。而长期反复屈曲则会使飞行甲板的使用寿命降低到舰艇设计寿命的40%

出于对F-35B发热问题的忧虑，同时为了解决现有发热大户MV-22鱼鹰倾转旋翼运输机对甲板的伤害问题。美国海军在2009年上马了甲板热管理系统（DTMS）的研究。该项研究的最终目的为让飞行甲板在任何时候始终将温度保持在300°F（149°C）以下。而这一研究的成果，就是现役8艘胡蜂级两栖攻击舰在中期升级的基础之一 ——根据时任美国海军作战副部长安德鲁·刘易斯在2017年的说法，这些舰艇的中期升级内容包括：增强舰艇的计算机和通讯能力以配合新型战斗机。同时加强飞行甲板以承受垂直降落战机尾气的极端热量。此外，美国的这项研究也很有可能是此次日本出云号直升机母舰甲板改造的技术来源。

此外，美国海军陆战队和英国空军也在积极寻求让陆基机场免遭F-35B“荼毒”的办法。试飞过程中发现，F-35B在降落时有50%的概率让一般的混凝土跑道发生崩裂。而美军解决这一问题的方法是为接装F-35B的海军陆战队航空战建造了新的垂直降落板（VL pad）。目前美国海军陆战队波弗特航空基地、英国皇家空军马勒姆空军基地等运营F-35B的机场均已采用了这种VL pad。

美国海军在使用F-35B和MV-22时遇到的问题其实也是未来其他国家两栖攻击舰将要面对的问题。第四代战机隐身、内置武器的要求使其重量相比之前的飞机有了很大的提升，这不仅对发动机推力提出了更高的要求，也对两栖攻击舰飞行甲板的耐受能力提出了新的考验。而如果我国有为两栖攻击舰装备STOVL战机的远期计划，也最好在舰艇建造时就将甲板的耐热性能作为一项重要的指标进行通盘考虑。以免遇到美国胡蜂级和日本出云级用到一半才想起来要改的尴尬。