洛克希德马丁公司的STOVL动力系统

带有升力风扇的发动机结构图

洛克希德马丁公司的3轴旋转喷嘴在0°，40°，105°状态下

洛克希德马丁公司动力系统

洛克希德马丁公司所发展的STOVL的升力系统使用一个垂直方向的升力风扇。跟波音公司的动力系统一样，洛克希德马丁公司的X-35的动力系统也是由普惠公司和罗尔斯-罗伊斯公司合作开发的，三方面对于整个动力系统的分工也跟波音公司的类似。普惠SE611发动机上的一个二级低压涡轮提供动力以驱动一个新的比F119发动机原有的风扇大的风扇，同时还驱动STOVL的升力风扇。升力风扇提供高达18500磅的升力，通过使用可变进气引导叶片来调节气流和输出的推力。升力风扇有一个当STOVL型JSF作盘旋飞行时使用的离合器，和一个使得推力发生偏转的“D”形喷嘴。升力风扇位于驾驶舱的后面，一个带有升降可开闭舱门的小舱室内。当在常速下飞行时，升力风扇差不多可以支持X-35一半重量。另外一个X-35 STOVL型独有的装置是可以为主发动机提供空气的辅助进气道，这个位于机身的上方，升力风扇的后面，这个的主要作用是在飞机盘旋时提供气流。

发动机通过一个三轴旋转喷嘴（3BSN）提供从水平到垂直方向的推力。两个滚动喷嘴通过获得发动机风扇的气体来进行滚动控制。飞机的航向控制是通过旋转喷嘴进行的。机身前后倾斜控制是通过升力风扇/发动机推力分量来控制。

当转变到短距起飞模式，升力风扇进气跟排气舱门打开，进气道引导叶片被关闭将气流减到最小，离合器开始作用，通过齿轮使得升力风扇旋转加速，。一旦升力风扇全速运转的时候，一个机械锁定装置作用确保离合器不会脱离。进气道导向叶片这时候打开，使得进入的气体经过风扇进行加速，D形喷嘴向下旋转，使得产生向上的推力，同时主发动机也产生推力，这就使得飞机具有了向上和向前的推力。当飞机转成正常飞行模式时，进气引导叶片再次的关闭以减小进入升力风扇的气流，离合器分离，喷嘴收回，进气和排气舱门关闭。

当转变到着落模式，飞机减速，升力风扇进气道和排气喷嘴的舱门打开。升力风扇像上面描述的一样产生升力，但D形喷嘴则旋转到完全垂直状态。

离合器被设计成能够在3到7秒内作出反应。随着可变几何外形的叶片关闭，发动机的速度将减小到80－85％左右，功率也随着离合器的开始作用降低到大概4000马力。在离合器完成作用动作后，发动机大概以8500转每秒提供28000马力的功率。离合器盘在开始作用时吸收能量然后在下一次离合器作用之前通过冷气流来消散吸收的能量。

通过对SE611发动机做了简单的改变就能够把一个用于常规起降/舰载型的发动机运用到STOVL型上。发动机的控制和相关软件系统是诧异比较大的方面。对于STOVL型JSF，通过风扇设置了气流旁路导流系统来控制飞机的翻滚，另外发动机的低压转子上被添加了一根传动轴，还有普通发动机上对称的尾喷嘴被改成了一个3轴旋转喷嘴。

3轴旋转喷嘴是由罗尔斯－罗伊斯公司开发的，这是根据前苏联的雅克－141原型机(最后一次飞行是在1992年的范登堡航空展上)上使用的排气系统设计的。美国海军也曾经在二十世纪六十年代有个还发旋转喷嘴的项目，后来该项目在七十年代还被使用到Convair公司（洛克希德马丁公司的前身之一）的一个超音速STOVL飞机项目中去。

翻转控制线管分布在SE611发动机的两侧，这也是由罗尔斯－罗伊斯公司负责设计制造的。这些线管一直延伸到飞机翼尖部分，使用风扇输出的气流提供推力，通过线管末端的开闭来控制翻转动作。

轴驱动升力风扇（Shaft Driven Lift Fan，SDLF）的概念是由洛克希德马丁公司首先提出的，通过他们大比例动力模型在1995－1996年间得到了成功验证。对于洛克希德马丁公司来说，他们选择轴驱动升力风扇作为动力系统是基于以下三个原因：1）STOVL升力风扇的动力可以通过减小普惠公司的普通发动机的动力来获得，因此能够使得改进后的发动机具有跟原型发动机差不多大小的尺寸。2）通过升力风扇获得的额外推力要大大超过因此而带来的重量上的增加。3）在盘旋飞行时，喷出的气体的温度和压力都比较的低，这使得对地面的环境影响比较好。

升力风扇正在进行测试前固定

在1997年夏天，在俄亥俄州的NASA刘易斯升力设施中，罗罗公司旗下的ison公司对升力风扇喷嘴模型进行了测试。测试结果显示先前对排气喷嘴性能的计算预测是正确的。在B.F.Goodrich进行的对由ison公司负责开发的升力风扇离合器的测试显示高速离合器能够有效的在X-35 STOVL型在飞行时进行作用。离合器盘的低磨损率使得离合器的使用寿命比X-35所要求的长3倍。

SE611 STOVL发动机于1998年11月10日首次运转，11月20日第一次全功率试车。到1998年年底，洛克希德马丁公司所使用的SE611 STOVL发动机结合罗尔斯－罗伊斯公司开发的升力风扇系统，加上3轴旋转喷嘴，能够提供0－90度方向上的推力。

普惠公司在1999年12月向洛克希德马丁公司移交了第一台用于确认核对的发动机。12月9日，洛克希德马丁公司在加利福尼亚州Palmdale的“臭鼬”工厂顺利的把JSF119－611发动机安装到X－35A验证机上，安装工作仅仅进行了3小时就完成。完成核对之后，发动机被送回普惠公司。在而后的验收测试完成后，用于飞行测试的发动机被运至洛克希德进行常规起降飞行测试，洛克希德公司在2000年2月13日进行发动机飞行测试。

2000年1月28日，FX662 STOVL型的发动机的测试表明其垂直升力已经超过设计所要求的指标。

来源：美国直升机协会

作者：Ian A. Maddock

编译：知远/王翦