一種飛機同時要滿足三個軍種的要求實非容易，性能要頂尖、價格要便宜更是一大挑戰，波音的方案一亮相就以其創新的布局贏得一片喝彩，洛克希德·馬丁的方案看似傳統，但其中仍有許多鮮為人知的亮點，這場被稱為“創新與傳統”的世紀較量，最後結果將在明年年中揭曉，勝者為王、敗者為寇，勝者名利雙收，敗者將兩手空空，血本無歸

美國“聯合攻擊戰鬥機”（JSF）計劃是美國國防部和英國皇家海軍計劃在21世紀裝備部隊的全新一代輕型隱身攻擊戰鬥機。由於現在幾乎沒有第二個國家會投入那麼大財力與物力來發展新一代戰鬥機，因而JSF似乎有很大的出口潛力。據稱JSF競爭的勝出者將會在以後30～40年時間裡獲得2000億～3000億美元的回報。正是基於這一點，參與JSF競爭最后角逐的波音公司和洛克希德·馬丁公司都在使出渾身解數進行拼死一搏。

另一方面，美國國防部在軍事裝備採購中採取了“贏者拿到一切”的戰略，即競爭的獲勝者將作為唯一的主合同商進入下一個“工程製造與驗證階段”，而出局者將只能作為分包商聽憑發落，所以對這兩家公司而言更是一場“只許勝，不許敗”的決戰。勝者名利雙收，敗者將兩手空空、血本無歸。

“可買得起”並不是成本越低越好對波音和洛克希德·馬丁公司而言，要滿足軍方JSF要求的最大挑戰“不是技術”，而是“可買得起”的指標。

自冷戰結束後，美國輿論認為在缺少像前蘇聯這樣強大對立面的環境下，不應當把大筆大筆的錢投放在新裝備的發展上，包括像價值20億美元一架的B-2隱身轟炸機和價值1.2億美元一架的F-22先進戰鬥機。所以自JSF計劃提出來以後也一直受到來自各方面的攻擊，其經費也幾起幾落。
面對壓力，美國國防部對軍事裝備政策作了重大變革，其中最重要的就是把“成本”單獨作為一個變量，提出了“可買得起”概念，即今後任何採購的新武器首先要滿足“可買得起”指標的要求。

“可買得起”概念不是指純成本越低越好，它是指一個比值，即裝備的性能與採購成本的比值。顯然，這個比值越高，裝備的性能與成本的折衷越好，具體體現在先進戰鬥機上就是“更快、更好、更省錢”。

為了滿足“可買得起”的新指標，美國國防部明確規定了三個要求，首先，在JSF上不能採用未成熟的新技術，所有先進技術都應是經過驗證是成熟的、低風險的，所有機載設備和有關系統也應當在市場上可以買到的；第二，每個製造商提出的JSF方案不能只滿足一個軍種的要求，而是應在一個方案基礎上同時衍生出三種型別，分別滿足空軍、海軍、海軍陸戰隊的要求，要求製造商這三種型別不僅只能在一條生產線上，而且各種型別之間的零部件/系統/設備的通用性應在80%以上；第三，單機採購價格控制在每架2800萬～3800萬美元之間。

其他要求還規定新飛機的尺寸不能大於F/A-18，所使用的發動機只能以F-22所用的普惠F-119作為基本型，以降低風險性。

三軍種對JSF要求的異同

三個軍種對JSF的共同要求是良好的隱身性能，優異的航空電子設備，綜合的戰場通訊能力，新一代的任務計劃系統，高機動性，精確的目標瞄準和打擊能力，先進的保障性和可維修性，以及“可買得起”。但三個軍種對於不同的使用環境和作戰特點，也有各自的重點。

美國海軍陸戰隊是三個軍種中最希望能早日得到JSF STOVL（短距起飛/垂直着降）型的軍種，因為空軍即將裝備F-22，海軍已經有了經現代化改進的F/A-18E/F，而海軍陸戰隊目前的主力機種只有老齡的AV-8B和F/A-18A/B/C/D。所以他們希望能在2008年得到首架JSF，到2010年就能形成初步作戰能力。

該軍種對JSF要求的短距起飛/垂直着落的能力在三種型別中技術上是最苛刻的。而該軍種特別強調這種能力對保證部隊作戰的靈活性是十分必要的。在科索沃衝突中，就是因為F/A-18飛機太大和起降距離太長，北約在意大利的基地沒有足夠的空間，不得不將兩個中隊的F/A-18停放到匈牙利。對JSF的STOVL要求也是為了擴大海軍陸戰隊可以在更多的軍艦（包括直升機艦載艦）上裝備這種飛機。

美國海軍的航空母艦聯隊在近幾次的海灣戰爭和科索沃衝突中都起到了急先鋒的作用，它的艦載戰鬥機已承擔了越來越多的對地攻擊任務，因而該軍種希望JSF有更好的隱身性能和遠程突防能力，以便能在戰爭一開始就能對敵區防空目標進行毀滅性的打擊，儘早取得制空權。因而JSF CV（艦載）型的航程指標就十分關鍵，海軍提出至少要有370千米到達火力圈外的航程，再加上740千米的縱深突防航程。這就要求JSF CV型有充裕的內部油箱和內部武器裝載能力，並能在空中加油。同時海軍也要求JSF一機多用，能有一定的空戰能力。海軍原來希望其JSF與空軍型有同樣的9g機動過載，但綜合了其他指標後改為7.8g。作為艦載型，JSF必須有很好的艦上使用的“潑辣性”，起落架和機身有關部位要加固，還要裝彈射起飛裝置和着艦鈎，這都要付出重量代價。

空軍的JSF常規起降型主要突出空中優勢性能，不僅要求JSF的作戰性能和結構能滿足9g機動過載要求，還要裝備性能優異的一體化航空電子/傳感器設備以強化飛行員的態勢意識，能使飛行員在正確的時間作出正確的決策，從而有更好的攻擊能力和生存性。

X-32和它的“大下巴”

1997年併入波音公司的麥道公司，曾長期作為美國頭號國防承包商，在戰鬥機設計製造方面在享有盛譽，它研製的F-15和F/A-18至今仍是美國空軍和海軍的主力機種，但它也經歷了F-22競爭失敗、A-12計劃上馬後又被取消以及在JSF的前期競爭中被淘汰出局的連續性的重創，元氣大傷，因此新波音公司在JSF競爭中是不惜血本、勢在必奪。

首先波音公司自己籌資研製了一個類似“鷂”式戰鬥機的直接升力垂直起降方案，但它和“鷂”不同的是採用了大三角機翼，既有較輕的結構重量，又有較大的裝油空間，據稱這是一種十分符合“可買得起”要求的方案。

面對一種基本型要滿足三個軍種的不同作戰要求，波音公司設計人員從一開始就充分意識到要突破傳統的設計框框，不能把JSF作為一種飛機來設計，而應作為一種系統來考慮，即不像以往飛機設計那樣先從氣動外形開始，而將氣動外形與隱身特性、機載設備以及準備在機體上埋設的各種傳感器等各種因素綜合考慮，設計目標並不是每項設計（包括氣動外形）都最佳，而是各種因素的最佳折衷，也即最後將是一個最佳的綜合作戰系統。

在JSF的最初方案中，波音設計人員仍然選用了大三角機翼，並維持了很長一段時間，同時選用了向外傾斜的雙垂尾，認為這更有利於飛機在航空母艦上起降時的穩定性和操縱性，特別在二維矢量噴管失效時，這種外傾垂尾仍能保持有效的氣動操縱能力。

由於採用了大厚度的機翼，翼內可裝的燃油相當於F-16內裝燃油的3倍，達8600千克。機翼採用多梁支撐的上下兩個單塊熱塑基複合材料壓制而成，不僅重量輕、成本低，還有很好的抗戰傷性能。

波音JSF的機身也相對較粗大，兩側為光滑的斜面，這很適宜設置大容積的兩側內部武器艙，艙蓋可以在與目標相對的另一側打開，有利於隱身。

機身分為前後兩段，前段為駕駛艙、雷達艙和電子設備艙，後段與機翼結合成高機翼布局，有利於防止在短距起飛/垂直降落時把主噴管的排氣流“吸入”。

波音JSF的STOVL型的直接升力動力布局是三種型號中最難設計的。由於美國海軍對JSF艦載使用要求，限止了飛機不能太寬和太長，而用於垂直動力的直接升力噴管必須置於飛機的重心上，因而就迫使F119發動機的位置很靠前，而無法採用兩側進氣道。這也就是波音JSF為什麼會採用目前這種大下巴的頦形進氣道的主要原因。波音設計人員認為，這種進氣道由於結構簡單、容易製造，所以很符合“可買得起”的原則。

採用這種頦式進氣道的主要挑戰是其隱身性和如何保證它在飛機在超音速飛行和低速起降時都能有效工作，設計人員經過大量研究和試驗後，找到了一種“可移動整流罩”的方案。在高速飛行時，它是一種標準的楔形尖前緣進氣口，而在STOVL型進行短距起飛/垂直降落、發動機需要更大量的進氣時，進氣道的前整流罩可以沿着滑軌向前移動，於是後整流罩就形成一個圓滑前緣的鈍唇口進氣口。普惠公司在現在的進氣道的風扇前方設計了一個固定式的進氣導流片，以使進氣流場更為順滑，但因為它增加了重量和成本，因而設計人員正在將它改成一種“進氣道流場畸變屏”。

到1997年後期，軍方對JSF的要求提出了重大的變動，要求飛機增加重量，應能帶更多的機載武器（2270千克武器，加上5分鐘懸停和5分鐘滑跑的余油）返回航空母艦，並要求飛機有更好的大迎角機動性能和側飛性能。這樣，波音的三角機翼就不再適應了，整個氣動布局幾乎要推倒重來。

經過一年的努力，新的波音JSF出台，三角機翼改成了後掠機翼，機翼前緣後掠角為55°，後緣後掠20°。頦下進氣口也從前掠改成了略向後掠，據稱這樣可以減輕重量、改進大迎角性能，而仍能保持原來的隱身性能。設計人員還在駕駛艙附近增加了輔助進氣口。

三種型號的機翼略有不同，常規起降型（CTOL）和艦載型（CV）的翼展都為11米，機長都為14.42米，而短距起飛/垂直降落型（STOVL）的翼展和機長都被分別減為9.15米和14.03米。艦載型的起落架進行了加強，而且比其他兩個型號高3厘米。

三者其他不同是CTOL型內裝一門27毫米機炮，CV型有着艦鈎，STOVL型則有一套起降用的直接升力系統，但三者的通用性仍保持在80%以上。

相比洛克希德·馬丁公司的JSF方案，波音的JSF被認為更具有創新性，從性能、結構、內部空間利用等體現了更好的綜合優勢。波音公司聲稱，將把在民用飛機設計和製造中發展的一系列先進設計和製造技術用在JSF上，以獲得更高的成本效益。

X-35和它的蒙皮薄膜及無折流板整體進氣道

以研製F-117A和F-22等戰鬥機聞名於世的洛克希德·馬丁公司在軍用飛機的設計與研製方面也有着深厚的功力。該公司充分利用在F-22發展中積累的設計、製造和維護經驗，在JSF的氣動外形上儘可能沿用F-22的一些成果，以降低風險和成本，更重要的是洛克希德·馬丁公司選用了一種據稱是較理想的STOVL動力方案，使JSF可以採用類似F-22的兩側進氣的常規布局。

軍方對JSF的STOVL型要求是飛機應當在重量近16噸情況下，能以300千米/小時的速度進近、懸停、輕便着艦，不對甲板造成傷害。

洛克希德·馬丁公司設計人員提出了一種雙動力方案，即由軸驅動的前升力風扇產生一半向下的垂直推力和由尾噴管向下偏轉90°的推力矢量共同完成短距起飛－平飛－垂直降落飛行。當飛機升空後，只要將聯接軸斷開，升力風扇就不再工作，飛機完全成為一架典型的超音速戰鬥機。由於升力風扇和主發動機是通過軸聯結的兩個獨立的動力系統，F119發動機完全和常規戰鬥機一樣置於機身後部，所以可採用常規的兩側進氣道。

這種動力方案的主要缺點是增加了額外重量。前升力風扇系統包括了升力風扇、驅動軸、離合器、滾轉姿態控制噴管、可轉動的矢量噴管、蛤殼式噴管艙門，其總重約1800千克。

在另兩種型別中，升力風扇將被取消，可轉向的尾噴管將換成軸對稱推力矢量噴管。飛機內可多裝一個2270千克的油箱，從而使航程增加370千米，艦載型的任務半徑將是F/A-18的兩倍。

同樣，當軍方對JSF的要求作出改動時，洛克希德·馬丁公司也不得不重新更改布局，但它改動的主要是艦載型。

美國海軍要求JSF艦載型的着艦重量從16噸增加到18.6噸，但應能在252～263千米/小時（原來是300千米/小時）速度進近，迎角不超過11.5°。這樣原來的機翼面積就顯得不夠。為了增加機翼面積而又不致於重量增加太多和保持與其他兩個型別的通用性，同時還能改善進近時的滾轉響應，洛克希德·馬丁公司的設計人員僅對艦載型的機翼的翼梢作了很大改動，即將機翼從翼梢向外延伸出一段，並在延伸段增加了副翼。結果，CTOL和STOVL的機翼翼展為10.7米，而CV型為13.1米（摺疊後為9.13米），機翼面積前兩個型別為42.7平方米，CV型為57.6平方米。現在進行試飛的CTOL X-35A的空重為11噸，而CV型將增加到13.5噸。

據洛克希德·馬丁公司人員介紹，他們的JSF X-35A（CTOL型）將能完成以540千米/小時速度的持續6g的轉彎，並具有在13600米空中41秒內從M0.8加速到M1.2的加速能力。

在X-35A試飛結束後，飛機將加裝升力風扇系統，改裝為STOVL型的X-35B。

雖然從布局型式看X-35比波音的X-32更為傳統些，但洛克希德·馬丁公司在設計中仍採用了一些創新技術，首先將在飛機的蒙皮上用一種新的3M聚合物薄膜來替代傳統的表面塗漆。這將使一架飛機在全壽命使用範圍內可節約約300千克的塗料。

第二是公司設計了一種獨特的無折流板進氣道，即在進氣道的進氣口沒有設置常規的機械式折流板，而用通過計算機設計的固定式“凸”塊代替，用來引導紊流附面層偏離進氣口。該設計已在一架F-16試驗機上進行了飛行試驗，試驗表明直到M2.0，該設計仍很有效。

第三，JSF X-35上的進氣道被設計成隱身性能好的單塊整體式複合材料部件，通過法蘭盤焊在機身上，沒有一個緊固件。這樣不僅減輕了重量，也大大減少了零件數量。

兩種STOVL動力系統的比較

正如前面已提到的，不管是波音公司還是洛克希德·馬丁公司，它們的JSF方案必須都要用美國普惠公司為F-22研製的F119發動機為基礎，但由於兩個公司分別採取了不同的STOVL方案，所以F119也作了相應的修改

首先，F22是雙發戰鬥機，JSF是單發機型戰鬥機，所以儘管F119是當前世界上功率是大的戰鬥機發動機（單發加力推力可達到178千牛），但是要裝在JSF上，推力還要加大，加力推力預計可達到222千牛（正常使用為187千牛）。

為波音JSF研製的型號稱為JSF119-614。波音JSF推進系統的布局是採用一台JSF119-614發動機，在機身重心處設計了兩個直接升力噴管，尾部是二維推力矢量噴管，前面是獨特的頦式進氣道。

在飛機作短距起飛或垂直降落時，通過兩個碟形閥門將通往尾部的二維矢量噴管關閉，發動機主排氣流轉向升力噴管垂直向下噴出提供垂直升力。在升力噴管前方還開有一條橫向縫，風扇氣流從縫中噴出形成一個“噴氣屏”用以防止熱排氣流被吸入進氣道。在飛機機身的前後還設有用於飛機俯仰和偏航姿態控制的噴氣口。升力噴管可向後轉45°，向前轉15°。

波音這種方案的關鍵之一是二維噴管必須完全關閉，即使有“幾千克”的推力被泄漏，就會明顯減弱飛機懸停的控制能力。為此，普惠公司專門研製了一種“擠壓”式的密封裝置，做到了“滴氣”不漏。

在正常飛行狀態，碟形閥打開後，整個推進系統是一個典型的常規發動機系統，二維矢量尾噴管可以上下偏轉20°。從正常狀態到短距起降狀態的過渡完全取決於碟形閥打開的速度，據稱可在瞬間完成。

洛克希德·馬丁公司JSF的發動機是JSF 119-611。它的推進系統包括叉式進氣道，前面的軸驅動的獨立的升力風扇，尾部的軸對稱推力矢量噴管，因而相當於有二個風扇發動機。

當飛機作短距起飛或垂直着落時，尾部的軸對稱矢量噴管通過羅－羅公司研製的獨特的三軸承轉動系統偏轉至垂直向下位置，產生約80千牛的向下推力，同時通過嚙合器驅動升力風扇也產生約80千牛的向下推力，由於升力風扇的進氣道直接在機身頂部，它將以約230千克/秒的速度將冷空氣引入，所以升力風扇將產生一個柱狀的冷空氣柱，阻止尾噴管的熱排氣流被吸入進氣道。機翼兩側也設有滾轉姿態控制的噴氣口。

升力風扇的噴管也是可轉動的，從向前15°到向後30°。軸對稱尾噴管偏轉範圍更大，可從0°到95°（垂直向前5°），並可左右偏轉10°。

嚙合器斷開後，升力風扇將不再工作，發動機完全用於水平飛行。

現在普惠公司已經向波音和洛克希德·馬丁公司交付了各自的CTOL和STOVL發動機，將根據試飛競爭的情況作進一步的完善.