Warum ist die Düse des F-35-Triebwerks freigelegt?

Die F-22 soll (und die konkurrierende YF-23 war beabsichtigt) ein Luftüberlegenheitsjäger sein, um die F-15 zu ersetzen. Die F-15 war ein zweimotoriges Modell, ebenso wie die F-4 Phantom, die sie ersetzte. Zweimotorige Flugzeuge haben eine ausgezeichnete "Überlebensfähigkeit", was bedeutet, dass sie viele Treffer einstecken können und trotzdem eine Chance haben, es nach Hause zu schaffen (Sie können ein ganzes Triebwerk verlieren und trotzdem in der Luft bleiben). Sie sind auch viel leistungsfähiger. Die F-15 kann abheben, auf ihrem Heck stehen und vertikal auf über 40.000 Fuß steigen. Ich habe F-16 gesehen, die etwas Ähnliches getan haben, aber sie konnten nicht so hoch klettern und dabei nicht so viel Treibstoff und / oder Waffen transportieren.

Die F-35 soll ein Ersatz für die einmotorige F-16 sein. Die F-16 ist ein fähiges Arbeitstier, aber eher ein preisgünstiges Mehrzweckflugzeug, was bedeutet, dass sie von Anfang an darauf ausgelegt war, eine gewisse Luftüberlegenheit UND einige Bodenangriffe durchzuführen und mit einem knapperen Budget zu operieren. Wir haben erheblich mehr F-16 im Bestand der Air Force, als wir jemals F-15 und/oder F-22 hatten (oder haben werden).

Der F-15 verwendete den gleichen Motor wie der F-16 (zwei zur Auswahl: entweder der P&W F100 oder der GE F110 ), aber zwei davon. Als ich bei der Luftwaffe war

• F-15 kosten etwa 50 Millionen US-Dollar
• F-16 kosten etwa 35 Millionen US-Dollar

Zwei Motoren und eine größere, schwerere Flugzeugzelle (wenn auch weniger raffiniert) summierten sich zu einem erheblichen Preisaufschlag. Im Luftkampf über 25.000 Fuß würde ich auf die F-15 setzen. In Höhen unter 25.000 Fuß setze ich mein Geld auf die F-16. Mit einer von Natur aus instabilen Flugzeugzelle und einem computergesteuerten Fly-by-Wire-System, um sie zu zähmen, war die F-16 unglaublich wendig. Die erhöhte Leistung von zwei Motoren der F-15, die gegen das größere Gewicht arbeiten, verliert den Vorteil in niedrigeren Höhen wirklich.

Die "vergrabenen" Triebwerke in der F-22/YF-23 versuchen, die Stealth-Eigenschaften zu verbessern. Die Schubvektorsteuerung der F-22 in Verbindung mit zwei Triebwerken macht sie unauffälliger als die F-117 und schneller und wendiger als die F-15 oder die F-16. Der YF-23 war wohl schneller, aber weniger wendig.

Die F-35 soll weniger kosten als die F-22 (fraglich, ob dies der letzte Fall sein wird). Und bestimmte Modelle der F-35 sind zu einem Trick fähig, mit dem die F-22 einfach nicht mithalten kann: STOVL. Es kann einen kurzen Start und eine vertikale Landung durchführen. Bei letzterem schwenkt die hintere Düse um 90 % nach unten und ein „Lift-Fan“ öffnet sich im vorderen Rumpf. Die F-22 war nie dafür vorgesehen. Das "Vergraben" der hinteren Düse UND der Versuch, dies zu tun, würde dem Flugzeug viel Gewicht (und zusätzliche Kosten) hinzufügen.

Die Antwort auf Ihre beiden Fragen liegt in der vertikalen Start- und Landefähigkeit (VTOL) der F-35.

Um vertikalen Schub zu liefern, dreht sich der hintere Teil des Triebwerks nach unten. Dies ist viel einfacher zu bewerkstelligen, wenn der Motorauspuff nicht wie in Ihrem YF-23-Beispiel oben auf dem Flugzeug gehalten wird. Diese Drehfähigkeit ist auch viel einfacher zu erreichen, wenn nur ein einziger Motor vorhanden ist. Bei zwei Triebwerken müssten sich beide nach unten drehen und gemeinsam den Hubventilator antreiben. Auch die Boeing X-32 , die gegen die X-35 um den Joint Strike Fighter-Auftrag konkurrierte, entschied sich aus ähnlichen Gründen für ein einmotoriges Design .

Ihr Eindruck, dass der YF-23 die Motoren besser schützt, trifft nicht wirklich auf Dinge wie Kugeln zu. Obwohl die Triebwerke eines Jägers mehr im Rumpf vergraben sind als bei einem typischen modernen Verkehrsflugzeug , sind sie unabhängig von der Konfiguration immer noch nicht viel von oben oder unten geschützt. Wenn Granatsplitter das Flugzeug treffen, wird der Schutz der Triebwerke nicht alle Ihre Probleme lösen. Sie werden feststellen, dass Flugzeuge wie die A-10, die speziell dafür ausgelegt sind, Schäden zu widerstehen, keine großen Anstrengungen unternehmen, um die Triebwerke zu verbergen. Flugzeuge wie die B-2 und YF-23 verstecken den Triebwerksauspuff aus Gründen der Tarnung .

Warum hat die F-35 im Gegensatz zu den älteren Modellen nur einen Motor?

• Die USMC wollte, dass das Flugzeug S / VTOL-fähig ist. Dies bedeutete, dass das Flugzeug einen einzigen großen Motor haben sollte, da die beste Konfiguration darin bestehen würde, einen einzigen Motor mit schwenkbarer Düse hinter dem Schwerpunkt für Überschallflüge zu haben.

  Mehrere Triebwerke in einem VTOL-Flugzeug zu haben, ist problematisch. Aus dem gleichen Grund haben Harrier und Yak-36 einzelne Triebwerke (Yak-36 hatte kleinere Triebwerke nur für den Start, hatte aber einen automatischen Auswurfmechanismus). Der Ausfall eines einzelnen Triebwerks in einer Konfiguration mit mehreren Triebwerken führt zu einem unbefohlenen Rollen während (vertikaler Start und Landung).

• Der F-35-Motor ist einer der leistungsstärksten Militärmotoren auf dem Markt. Verbesserungen in der Triebwerkstechnologie haben die Flugzeugtriebwerke im Vergleich zu den älteren Modellen zuverlässiger gemacht, sodass Doppeltriebwerke außer in einigen Sonderfällen nicht mehr erforderlich sind.

Warum ist der Motor der F-35 Kugeln und Raketen deutlich stärker ausgesetzt als ältere Modelle?

• Ich denke, Sie sprechen davon, dass die Düse sichtbar ist. Alle modernen Kampfflugzeugtriebwerke sind aus verschiedenen Gründen im Rumpf vergraben. Die Düse liegt bei F-35 frei, da sie für VTOL schwenken muss.

Quelle: jeffhead.com

Beachten Sie, dass diese Konfiguration der Yak-141 (die wiederum zwei Hubtriebwerke hatte), einem anderen VTOL-Flugzeug, ähnelt (Lockheed Martin arbeitete während des JSF-Wettbewerbs mit Yakolev zusammen).

• Die F-22-Düse ist freigelegt. Dies ist ein Ergebnis der Schubvektorsteuerung. YF-23 und andere Stealth-Flugzeuge (wie B-2) hatten Düsen über dem Rumpf, um die IR-Signatur von unten zu reduzieren.

Die freiliegende Triebwerksauslassdüse des F35 ist ein ernsthafter Mangel des Designs, sie macht die IR-Signatur des F35 viel größer als die des F22 und erhöht seine Anfälligkeit für IR-gelenkte Waffen erheblich. Kosten- und Gewichtsfaktoren spielten wahrscheinlich eine Rolle, aber technisch wäre es schwierig, die für den VTOL-Betrieb notwendige Vectoring-Düse der F35B-Version vollständig zu umschließen.