一种飞机同时要满足三个军种的要求实非容易，性能要顶尖、价格要便宜更是一大挑战，波音的方案一亮相就以其创新的布局赢得一片喝彩，洛克希德·马丁的方案看似传统，但其中仍有许多鲜为人知的亮点，这场被称为“创新与传统”的世纪较量，最后结果将在明年年中揭晓，胜者为王、败者为寇，胜者名利双收，败者将两手空空，血本无归

美国“联合攻击战斗机”（JSF）计划是美国国防部和英国皇家海军计划在21世纪装备部队的全新一代轻型隐身攻击战斗机。由于现在几乎没有第二个国家会投入那么大财力与物力来发展新一代战斗机，因而JSF似乎有很大的出口潜力。据称JSF竞争的胜出者将会在以后30～40年时间里获得2000亿～3000亿美元的回报。正是基于这一点，参与JSF竞争最后角逐的波音公司和洛克希德·马丁公司都在使出浑身解数进行拼死一搏。

另一方面，美国国防部在军事装备采购中采取了“赢者拿到一切”的战略，即竞争的获胜者将作为唯一的主合同商进入下一个“工程制造与验证阶段”，而出局者将只能作为分包商听凭发落，所以对这两家公司而言更是一场“只许胜，不许败”的决战。胜者名利双收，败者将两手空空、血本无归。

“可买得起”并不是成本越低越好对波音和洛克希德·马丁公司而言，要满足军方JSF要求的最大挑战“不是技术”，而是“可买得起”的指标。

自冷战结束后，美国舆论认为在缺少像前苏联这样强大对立面的环境下，不应当把大笔大笔的钱投放在新装备的发展上，包括像价值20亿美元一架的B-2隐身轰炸机和价值1.2亿美元一架的F-22先进战斗机。所以自JSF计划提出来以后也一直受到来自各方面的攻击，其经费也几起几落。
面对压力，美国国防部对军事装备政策作了重大变革，其中最重要的就是把“成本”单独作为一个变量，提出了“可买得起”概念，即今后任何采购的新武器首先要满足“可买得起”指标的要求。

“可买得起”概念不是指纯成本越低越好，它是指一个比值，即装备的性能与采购成本的比值。显然，这个比值越高，装备的性能与成本的折衷越好，具体体现在先进战斗机上就是“更快、更好、更省钱”。

为了满足“可买得起”的新指标，美国国防部明确规定了三个要求，首先，在JSF上不能采用未成熟的新技术，所有先进技术都应是经过验证是成熟的、低风险的，所有机载设备和有关系统也应当在市场上可以买到的；第二，每个制造商提出的JSF方案不能只满足一个军种的要求，而是应在一个方案基础上同时衍生出三种型别，分别满足空军、海军、海军陆战队的要求，要求制造商这三种型别不仅只能在一条生产线上，而且各种型别之间的零部件/系统/设备的通用性应在80%以上；第三，单机采购价格控制在每架2800万～3800万美元之间。

其他要求还规定新飞机的尺寸不能大于F/A-18，所使用的发动机只能以F-22所用的普惠F-119作为基本型，以降低风险性。

三军种对JSF要求的异同

三个军种对JSF的共同要求是良好的隐身性能，优异的航空电子设备，综合的战场通讯能力，新一代的任务计划系统，高机动性，精确的目标瞄准和打击能力，先进的保障性和可维修性，以及“可买得起”。但三个军种对于不同的使用环境和作战特点，也有各自的重点。

美国海军陆战队是三个军种中最希望能早日得到JSF STOVL（短距起飞/垂直着降）型的军种，因为空军即将装备F-22，海军已经有了经现代化改进的F/A-18E/F，而海军陆战队目前的主力机种只有老龄的AV-8B和F/A-18A/B/C/D。所以他们希望能在2008年得到首架JSF，到2010年就能形成初步作战能力。

该军种对JSF要求的短距起飞/垂直着落的能力在三种型别中技术上是最苛刻的。而该军种特别强调这种能力对保证部队作战的灵活性是十分必要的。在科索沃冲突中，就是因为F/A-18飞机太大和起降距离太长，北约在意大利的基地没有足够的空间，不得不将两个中队的F/A-18停放到匈牙利。对JSF的STOVL要求也是为了扩大海军陆战队可以在更多的军舰（包括直升机舰载舰）上装备这种飞机。

美国海军的航空母舰联队在近几次的海湾战争和科索沃冲突中都起到了急先锋的作用，它的舰载战斗机已承担了越来越多的对地攻击任务，因而该军种希望JSF有更好的隐身性能和远程突防能力，以便能在战争一开始就能对敌区防空目标进行毁灭性的打击，尽早取得制空权。因而JSF CV（舰载）型的航程指标就十分关键，海军提出至少要有370千米到达火力圈外的航程，再加上740千米的纵深突防航程。这就要求JSF CV型有充裕的内部油箱和内部武器装载能力，并能在空中加油。同时海军也要求JSF一机多用，能有一定的空战能力。海军原来希望其JSF与空军型有同样的9g机动过载，但综合了其他指标后改为7.8g。作为舰载型，JSF必须有很好的舰上使用的“泼辣性”，起落架和机身有关部位要加固，还要装弹射起飞装置和着舰钩，这都要付出重量代价。

空军的JSF常规起降型主要突出空中优势性能，不仅要求JSF的作战性能和结构能满足9g机动过载要求，还要装备性能优异的一体化航空电子/传感器设备以强化飞行员的态势意识，能使飞行员在正确的时间作出正确的决策，从而有更好的攻击能力和生存性。

X-32和它的“大下巴”

1997年并入波音公司的麦道公司，曾长期作为美国头号国防承包商，在战斗机设计制造方面在享有盛誉，它研制的F-15和F/A-18至今仍是美国空军和海军的主力机种，但它也经历了F-22竞争失败、A-12计划上马后又被取消以及在JSF的前期竞争中被淘汰出局的连续性的重创，元气大伤，因此新波音公司在JSF竞争中是不惜血本、势在必夺。

首先波音公司自己筹资研制了一个类似“鹞”式战斗机的直接升力垂直起降方案，但它和“鹞”不同的是采用了大三角机翼，既有较轻的结构重量，又有较大的装油空间，据称这是一种十分符合“可买得起”要求的方案。

面对一种基本型要满足三个军种的不同作战要求，波音公司设计人员从一开始就充分意识到要突破传统的设计框框，不能把JSF作为一种飞机来设计，而应作为一种系统来考虑，即不像以往飞机设计那样先从气动外形开始，而将气动外形与隐身特性、机载设备以及准备在机体上埋设的各种传感器等各种因素综合考虑，设计目标并不是每项设计（包括气动外形）都最佳，而是各种因素的最佳折衷，也即最后将是一个最佳的综合作战系统。

在JSF的最初方案中，波音设计人员仍然选用了大三角机翼，并维持了很长一段时间，同时选用了向外倾斜的双垂尾，认为这更有利于飞机在航空母舰上起降时的稳定性和操纵性，特别在二维矢量喷管失效时，这种外倾垂尾仍能保持有效的气动操纵能力。

由于采用了大厚度的机翼，翼内可装的燃油相当于F-16内装燃油的3倍，达8600千克。机翼采用多梁支撑的上下两个单块热塑基复合材料压制而成，不仅重量轻、成本低，还有很好的抗战伤性能。

波音JSF的机身也相对较粗大，两侧为光滑的斜面，这很适宜设置大容积的两侧内部武器舱，舱盖可以在与目标相对的另一侧打开，有利于隐身。

机身分为前后两段，前段为驾驶舱、雷达舱和电子设备舱，后段与机翼结合成高机翼布局，有利于防止在短距起飞/垂直降落时把主喷管的排气流“吸入”。

波音JSF的STOVL型的直接升力动力布局是三种型号中最难设计的。由于美国海军对JSF舰载使用要求，限止了飞机不能太宽和太长，而用于垂直动力的直接升力喷管必须置于飞机的重心上，因而就迫使F119发动机的位置很靠前，而无法采用两侧进气道。这也就是波音JSF为什么会采用目前这种大下巴的颏形进气道的主要原因。波音设计人员认为，这种进气道由于结构简单、容易制造，所以很符合“可买得起”的原则。

采用这种颏式进气道的主要挑战是其隐身性和如何保证它在飞机在超音速飞行和低速起降时都能有效工作，设计人员经过大量研究和试验后，找到了一种“可移动整流罩”的方案。在高速飞行时，它是一种标准的楔形尖前缘进气口，而在STOVL型进行短距起飞/垂直降落、发动机需要更大量的进气时，进气道的前整流罩可以沿着滑轨向前移动，于是后整流罩就形成一个圆滑前缘的钝唇口进气口。普惠公司在现在的进气道的风扇前方设计了一个固定式的进气导流片，以使进气流场更为顺滑，但因为它增加了重量和成本，因而设计人员正在将它改成一种“进气道流场畸变屏”。

到1997年后期，军方对JSF的要求提出了重大的变动，要求飞机增加重量，应能带更多的机载武器（2270千克武器，加上5分钟悬停和5分钟滑跑的余油）返回航空母舰，并要求飞机有更好的大迎角机动性能和侧飞性能。这样，波音的三角机翼就不再适应了，整个气动布局几乎要推倒重来。

经过一年的努力，新的波音JSF出台，三角机翼改成了后掠机翼，机翼前缘后掠角为55°，后缘后掠20°。颏下进气口也从前掠改成了略向后掠，据称这样可以减轻重量、改进大迎角性能，而仍能保持原来的隐身性能。设计人员还在驾驶舱附近增加了辅助进气口。

三种型号的机翼略有不同，常规起降型（CTOL）和舰载型（CV）的翼展都为11米，机长都为14.42米，而短距起飞/垂直降落型（STOVL）的翼展和机长都被分别减为9.15米和14.03米。舰载型的起落架进行了加强，而且比其他两个型号高3厘米。

三者其他不同是CTOL型内装一门27毫米机炮，CV型有着舰钩，STOVL型则有一套起降用的直接升力系统，但三者的通用性仍保持在80%以上。

相比洛克希德·马丁公司的JSF方案，波音的JSF被认为更具有创新性，从性能、结构、内部空间利用等体现了更好的综合优势。波音公司声称，将把在民用飞机设计和制造中发展的一系列先进设计和制造技术用在JSF上，以获得更高的成本效益。

X-35和它的蒙皮薄膜及无折流板整体进气道

以研制F-117A和F-22等战斗机闻名于世的洛克希德·马丁公司在军用飞机的设计与研制方面也有着深厚的功力。该公司充分利用在F-22发展中积累的设计、制造和维护经验，在JSF的气动外形上尽可能沿用F-22的一些成果，以降低风险和成本，更重要的是洛克希德·马丁公司选用了一种据称是较理想的STOVL动力方案，使JSF可以采用类似F-22的两侧进气的常规布局。

军方对JSF的STOVL型要求是飞机应当在重量近16吨情况下，能以300千米/小时的速度进近、悬停、轻便着舰，不对甲板造成伤害。

洛克希德·马丁公司设计人员提出了一种双动力方案，即由轴驱动的前升力风扇产生一半向下的垂直推力和由尾喷管向下偏转90°的推力矢量共同完成短距起飞－平飞－垂直降落飞行。当飞机升空后，只要将联接轴断开，升力风扇就不再工作，飞机完全成为一架典型的超音速战斗机。由于升力风扇和主发动机是通过轴联结的两个独立的动力系统，F119发动机完全和常规战斗机一样置于机身后部，所以可采用常规的两侧进气道。

这种动力方案的主要缺点是增加了额外重量。前升力风扇系统包括了升力风扇、驱动轴、离合器、滚转姿态控制喷管、可转动的矢量喷管、蛤壳式喷管舱门，其总重约1800千克。

在另两种型别中，升力风扇将被取消，可转向的尾喷管将换成轴对称推力矢量喷管。飞机内可多装一个2270千克的油箱，从而使航程增加370千米，舰载型的任务半径将是F/A-18的两倍。

同样，当军方对JSF的要求作出改动时，洛克希德·马丁公司也不得不重新更改布局，但它改动的主要是舰载型。

美国海军要求JSF舰载型的着舰重量从16吨增加到18.6吨，但应能在252～263千米/小时（原来是300千米/小时）速度进近，迎角不超过11.5°。这样原来的机翼面积就显得不够。为了增加机翼面积而又不致于重量增加太多和保持与其他两个型别的通用性，同时还能改善进近时的滚转响应，洛克希德·马丁公司的设计人员仅对舰载型的机翼的翼梢作了很大改动，即将机翼从翼梢向外延伸出一段，并在延伸段增加了副翼。结果，CTOL和STOVL的机翼翼展为10.7米，而CV型为13.1米（折叠后为9.13米），机翼面积前两个型别为42.7平方米，CV型为57.6平方米。现在进行试飞的CTOL X-35A的空重为11吨，而CV型将增加到13.5吨。

据洛克希德·马丁公司人员介绍，他们的JSF X-35A（CTOL型）将能完成以540千米/小时速度的持续6g的转弯，并具有在13600米空中41秒内从M0.8加速到M1.2的加速能力。

在X-35A试飞结束后，飞机将加装升力风扇系统，改装为STOVL型的X-35B。

虽然从布局型式看X-35比波音的X-32更为传统些，但洛克希德·马丁公司在设计中仍采用了一些创新技术，首先将在飞机的蒙皮上用一种新的3M聚合物薄膜来替代传统的表面涂漆。这将使一架飞机在全寿命使用范围内可节约约300千克的涂料。

第二是公司设计了一种独特的无折流板进气道，即在进气道的进气口没有设置常规的机械式折流板，而用通过计算机设计的固定式“凸”块代替，用来引导紊流附面层偏离进气口。该设计已在一架F-16试验机上进行了飞行试验，试验表明直到M2.0，该设计仍很有效。

第三，JSF X-35上的进气道被设计成隐身性能好的单块整体式复合材料部件，通过法兰盘焊在机身上，没有一个紧固件。这样不仅减轻了重量，也大大减少了零件数量。

两种STOVL动力系统的比较

正如前面已提到的，不管是波音公司还是洛克希德·马丁公司，它们的JSF方案必须都要用美国普惠公司为F-22研制的F119发动机为基础，但由于两个公司分别采取了不同的STOVL方案，所以F119也作了相应的修改

首先，F22是双发战斗机，JSF是单发机型战斗机，所以尽管F119是当前世界上功率是大的战斗机发动机（单发加力推力可达到178千牛），但是要装在JSF上，推力还要加大，加力推力预计可达到222千牛（正常使用为187千牛）。

为波音JSF研制的型号称为JSF119-614。波音JSF推进系统的布局是采用一台JSF119-614发动机，在机身重心处设计了两个直接升力喷管，尾部是二维推力矢量喷管，前面是独特的颏式进气道。

在飞机作短距起飞或垂直降落时，通过两个碟形阀门将通往尾部的二维矢量喷管关闭，发动机主排气流转向升力喷管垂直向下喷出提供垂直升力。在升力喷管前方还开有一条横向缝，风扇气流从缝中喷出形成一个“喷气屏”用以防止热排气流被吸入进气道。在飞机机身的前后还设有用于飞机俯仰和偏航姿态控制的喷气口。升力喷管可向后转45°，向前转15°。

波音这种方案的关键之一是二维喷管必须完全关闭，即使有“几千克”的推力被泄漏，就会明显减弱飞机悬停的控制能力。为此，普惠公司专门研制了一种“挤压”式的密封装置，做到了“滴气”不漏。

在正常飞行状态，碟形阀打开后，整个推进系统是一个典型的常规发动机系统，二维矢量尾喷管可以上下偏转20°。从正常状态到短距起降状态的过渡完全取决于碟形阀打开的速度，据称可在瞬间完成。

洛克希德·马丁公司JSF的发动机是JSF 119-611。它的推进系统包括叉式进气道，前面的轴驱动的独立的升力风扇，尾部的轴对称推力矢量喷管，因而相当于有二个风扇发动机。

当飞机作短距起飞或垂直着落时，尾部的轴对称矢量喷管通过罗－罗公司研制的独特的三轴承转动系统偏转至垂直向下位置，产生约80千牛的向下推力，同时通过啮合器驱动升力风扇也产生约80千牛的向下推力，由于升力风扇的进气道直接在机身顶部，它将以约230千克/秒的速度将冷空气引入，所以升力风扇将产生一个柱状的冷空气柱，阻止尾喷管的热排气流被吸入进气道。机翼两侧也设有滚转姿态控制的喷气口。

升力风扇的喷管也是可转动的，从向前15°到向后30°。轴对称尾喷管偏转范围更大，可从0°到95°（垂直向前5°），并可左右偏转10°。

啮合器断开后，升力风扇将不再工作，发动机完全用于水平飞行。

现在普惠公司已经向波音和洛克希德·马丁公司交付了各自的CTOL和STOVL发动机，将根据试飞竞争的情况作进一步的完善.