2023年12月29日发(作者：2022最建议买荣耀手机)

北京航空航天大学

毕业设计(论文)

F-35飞机性能简介

学院名称 自动化科学及电气工程学院

学生姓名

班级学号

卷面成绩

2013年 12 月

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北京航空航天大学

摘 要

本文以F-35战斗机为研究目标，对目标进行了类型，用途，性能等方面的介绍。首先，对战斗机的发展历程做了简单的回顾，并从类型，布局，用途三方面对F-35大致介绍一番；其次，重点写出了F-35的各方面的性能水平（包括隐身性能，电子系统，动力系统等），以及机上所用到的世界先进的技术；最后，综述研制F-35的重大意义。本文研究国外先进飞行器，从而使我国有针对性地进行先进飞行器的研制具有重要的参考价值，是一项具有国防研究价值的课题，为现代战斗机的工程研制提供了一种可参考的思路。

关键词：战斗机，隐身，电子战系统，显示技术，动力

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目录

第一章绪论

1.1现代战斗机发展概况 4

1.2 F-35战斗机简介 4

1.2.1F-35战斗机类型 4

1.2.2 F-35战斗机的总体布局 4

1.2.3 F-35战斗机的主要用途 5第二章F-35的性能水平

2.1 参数性能 5

2.2 隐身性能

2.3电子系统

2.4 显示装置

2.5 动力系统

第三章f-35战斗机的先进技术

3.1 先进的显示装置

3.2 先进的电光瞄准系统

3.3 先进的机载AESA多功能雷达

3.4 高度综合的传感器系统

3.5 功能强大的综合核心处理机（ICP）

3.6 综合高效的电子战（EM）系统

第四章研制意义

4.1 F-35研制意义

4.2 未来规划

参考文献

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第一章 绪论

·1.1 现代战斗机发展概况

第一代战斗机（从50年代初至60年代初），主要追求的是飞机的飞行速度，即从低声速到超声飞行，完成一般的机动飞行，多采用后掠翼布局。

第二代战斗机（从60年代初到70年代中），主要追求的是高空高速，多任务，机型比第一代大、重、战斗力更强，多采用三角翼布局。

第三代战斗机（从70年代中到90年代末），主要追求高机动性。

第四代战斗机（90年代末至今），主要追求隐身性，机动性和超声速巡航。

·1.2 F-35战斗机简介

1.2.1 F-35战斗机类型

F-35（Joint strike fighter）是美国，英国等多国联合研制的下一代低成本，多用途，第五代隐身战斗攻击机，作战半径超过1000公里，具备有限超音速巡航能力，主要用于替换现役的F-14，F-16，F-18等飞机。

图表 1 F-35战斗机的三视图

1.2.2 F-35战斗机的总体布局

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F-35采用类似于F-22战斗机的气动布局，梯形中单翼，常规水平尾翼，外倾双垂尾和内置弹舱，并针对机头方向的探测设备进行的隐身性能优化。F-35的总体布局在设计过程中改变量很小，主要针对机翼面积进行了小幅调整。

1.2.3 F-35战斗机的主要用途

F-35战斗机作为一种多用途战斗机，在对地攻击和对空作战两方面都有明显优势。机上装有先进的第四代AESA雷达，该型雷达集成了雷达，电子战和通信系统的功能及多功能分布式红外成像传感器系统，可进行空中目标搜索与跟踪，目标指示与导弹告警，地面目标跟踪，系统由分布在机体上的6个保形红外成像传感器组成，传感器数据经过融合后显示在飞行员的广角头盔显示器上，并可与目标和威胁数据信息相重叠。F-35应用动力电传操纵系统进行飞行控制，带立体声扬声器的头盔显示器代替了平视显示器，配有有源固态相控阵雷达，作用距离145m，可同时完成跟踪、干扰、通讯等多种任务。

第二章 F-35的性能水平

·2.1 参数性能

图表 2 性能数据

·2.2 隐身性能

F-35的隐身设计借鉴了F-22的很多技术与经验，其RCS(雷达反射面

积)分析和计算，采用整机计算机模拟（综合了进气道、吸波材料/结构等的影响），比F-117A的分段模拟后合成更先进、全面和精确，同时可以保证机体表面采用5

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连续曲面设计。该机的头向RCS约为0.065平方米，比苏-27、F-15（空机前向RCS均超过10平方米）低两个数量级。由于F－35武器采用内挂方式，不会引起RCS增大，隐身优势将更明显。

在红外隐身方面，从一些资料可推断出该机在推力损失仅有2%－3%的情况下，将尾喷管3-5微米中波波段的红外辐射强度减弱了80%－90%，同时使红外辐射波瓣的宽度变窄，减小了红外制导空空导弹的可攻击区。

F-35的隐身设计，不仅减小了被发现的距离，还使全机雷达散射及红外辐射中心发生改变，导致来袭导弹的脱靶率增大。这样该机的主动干扰机、光纤拖曳式雷达诱饵、先进的红外诱饵弹等对抗设备也更容易奏效。根据有关模型进行计算，取F-35的前向RCS为0.1平方米，与10平方米的情况比较，在其他条件相同的情况下，前者的超视距空战效能比后者高出5倍左右。

·2.3电子系统

F-35有四大关键机载电子系统——诺思罗普·格鲁曼公司的AN/APG-81有源相控阵雷达和光电分布式孔径系统（EODAS）、英航宇系统公司的综合电子战系统及洛-马公司的光电瞄准系统（EOTS）。其中EODAS由分布在F-35机身的6套光电探测装置组成，可实现360°的环视视场，图像投射到头盔面罩上，使飞行员能通过自己的眼睛，“穿透”各种障碍看到广域外景图像。

F-35的航电系统领先其他战机一代，甚至比F-22更加先进，只是考虑到成本、散热等问题，部分性能低于F-22。F-35的数据链不仅可以在更远的距离上传输情报，也可以在保持隐身的前提下，在F-35之间传递信息。一架深入诱敌的F-35，可凭借强大的电子系统，探测到周边所有三代机的位置，然后依靠数据链向后方的机群发送信息；后方机群发射的中距弹，也可以由这架深入的F-35来引导。中距弹引导头对隐身战机的锁定距离，远远小于对传统三代机的锁定距离，这就意味着三代机必须开启雷达、用更长的时间照射F-35；在敌方中距弹引导头锁定F-35前，F-35有足够的时间使己方的中距弹引导头锁定敌方的三代机。

·2.4 显示装置

F-35的显示装置创造性地使用了触摸式显示技术。 F-35显示界面的先进性是由其复杂的任务决定的。与争夺空中优势的F-22不同，F-35的任务涵盖范围6

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更广。飞行员不再是简单的驾驶员，而是更高级的空中战术决策者。F-35的设计者认为，战斗机越来越复杂，向飞行员展示所有系统的情况和工作状态只能使人疲于奔命。

·2.5 动力系统

由美国普拉特·惠特尼公司研制的新型发动机，最大推力超过18吨（4万磅）。F-135发动机是在F-119（F-22战斗机使用）的基础上发展研制而成。由于海军陆战队与英国皇家海军预计采用的F-35B必须能够垂直起降，因此F-135也可以加上向下弯折的矢量推力喷嘴。但是这个喷嘴只有在垂直起降的场合使用，可以大大地缩短起飞/降落距离。F135的最大军用推力达到131千牛，而F119-PW一100的最大军用推力仅为118千牛。因此，F135是有史以来最为强劲的战斗机发动机。

F135使用了F119的核心机，配合高效的6级高压压气机，1级高压涡轮和高效的风扇（由一个2级的低压涡轮驱动）。F135采用了BAE系统公司的全权数字式发动机控制系统（FADEC)，为了提高发动机的可靠性和可保障性，F135大量采用外场可替换部件（LRC），其零部件数量比F119减少了大约40%。按照计划.F135一PW一100将作为F-35A空军型的动力系统；F135一PW一400将作为F-35C海军型的动力；而F135一PW一600将作为F-35B海军陆战队型的动力。

第三章 f-35战斗机的先进技术

·3.1 先进的显示装置

F-35座舱中的两个关键设备就是头盔显示器（HMD）和被称为全景座舱显示器（PCD）的多功能系统。美国L-3电子系统公司研制的PCD由两个外形尺寸为8*10英寸的有源矩阵液晶显示器（AMLCD）组成，以构成一个8*20英寸面板。PCD触摸式显示设计成人机良好界面，从而减轻了驾驶员在格斗中的工作负担。驾驶员采用HMD后不管头部朝向哪个方向，均可在面盔镜上看到字符，并可在座舱显示器和头盔显示器之间转换观看信息。面盔镜和PCD均可显示红外传感器图像。

·3.2 先进的电光瞄准系统

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F-35的电光瞄准系统(EOTS)是一个高性能的、轻型多功能系统。它包括一个第3代凝视型前视红外(FLIR)。这个FLIR可以在更远的防区外距离上对目标进行精确的探测和识别。EOTS还具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示;测距和激光点跟踪功能。

·3.3 先进的机载AESA多功能雷达

由于 AESA 能够提供非常强的定向射频(DRF)输出能力，F-35 可利用其综合电子战系统中的雷达告警接收机(RWR)与 APG-81 相配合工作，雷达告警接收机能为 APG-81 雷达提供敌机精确的目标方位指示，在此指示下，APG-81 雷达可以不采用大空域扫描方式，而采用 2°×2°(方位×俯仰)的针状窄波束对所指示的方向进行精确扫描，在减小被截获概率的同时提高搜索效率。即 F-35 的电扫相控阵雷达完全在电子战系统的控制之下对敌机进行定向扫描，从而大大提高了 F-35 的战场生存能力。

·3.4 高度综合的传感器系统

以前，在老旧的战斗机上，电子战系统的传感器和红外光电侦测系统的传感器是互相独立工作的，飞行员要分别操作电子战系统和光电侦测系统的传感器来探测到的威胁目标，并在座舱内不同的显示器上读取不同传感器的探测到的不同信息，其工作量过大。而 F-35 上的高度综合化的电子战系统可以将各种不同的传感器交联起来，并自动对比各种传感器探测到的威胁目标，经过信息过滤后，自动将最佳结果显示给飞行员，这极大的减轻了飞行员的工作负担。

·3.5 功能强大的综合核心处理机（ICP）

通过 F-35 的综合核心处理器(ICP)，其综合电子战系统不仅和 APG-81 雷达相交联，还和其它的机载任务传感器相连通。虽然基于射频(RF)信号的电子战系统和基于红外(IR)信号的分布式孔径系统是在不同的电磁波频率范围内分开地运作的，但是，通过功能强大的机载综合核心处理器，它们也可以交联在一起进行工作。

·3.6 综合高效的电子战（EM）系统

F-35 的电子战系统综合了机载 AN/APG-81有源电扫相控阵雷达(AESA)，通信、导航、识别系统(CNI)和光电分布式孔径系统(EODAS)，F-35 的电子战系统拥有大量专用天线，当然机载有源相控阵雷达的也可为电子战系统服务，例如

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AESA 可执行电子战支援和信号收集、分析的任务。和老旧的联合式电子战系统(FEWS)相比，综合电子战系统(IEWS)的体积更小，重量更轻，对电力系统的要求更低，并且成本低廉，IEWS 可大幅度增强现代战斗机的战场生存能力。综合电子战系统通过和机载 AESA 雷达系统交联，即提高了雷达的工作效能，又缩短了综合电子战系统的反应时间。艾利克.布朗杨说道：“F-35 的机载综合电子战系统和相控阵雷达系统的结合非常完美!” 如此高的自动化水平使飞行员更为高效地掌握战场态势，从而大大缩短了飞行员实施电子对抗措施的决策和反应时间。

第四章 研制意义

·4.1 F-35研制意义

F-35是世界上第一种满足多军种使用要求而研制的战斗机，也是第一种在一条生产线上生产的具有多种配置类型的战斗机。它的最大特点就是军方对采购价的严格限制。毫无疑问，F-35着眼于下一个50年，它的诞生对美国航空界具有里程碑意义，对世界各国下一代战斗机的发展也将会产生重大影响。

·4.2 未来规划

将会最早服役的F-35B机身重约27吨，能够携带6吨武器，而且是隐形飞机。在垂直起飞模式下，F-35B可携带武器的重量约为“鹞”式战斗机的两倍，其作战半径约为800千米，大约也是“鹞”式战斗机的两倍。F-35B战机将取代AV－8B。美国空军将于2016年年底拿到并部署重31吨的F-35A战斗机。这是成本最便宜的机型，单价约为1.54亿美元。在2019年年底，美国海军将部署F-35C战斗机，这种机型单价约为2亿美元（与F-35B差不多）。它有着较强的起降装置，以便在航母上进行起降，它的零部件有着较强的抗海水腐蚀的性能。

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·参考文献

1. F-35，凭啥涨价？．新华网军事．2010年03月18日

2. F-35设计理念超俗 将成未来战机市场唯一选择？．新华网军事．2008年07月20日

3. 英语：美国F-35“闪电”II联合攻击战斗机（F-35 Lightning II Joint Strike

Fighter (JSF), United States of America）．空军技术．2012-09-08

4. 美媒：F-35战机两年后将开始服役．参政消息

5.

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6. /ziliao/

7．^ "F-35 Global Partnerships." Lockheed Martin. Retrieved: 31 October 2012.

8．^ Dudley, Richard. "Program Partners Confirm Support for F-35 Joint Strike

Fighter." Defence Update, 5 March 2012. Retrieved: 18 March 2012.

9．^ "Israel plans for second F-35 squadron." United Press International, 27 February

2012. Retrieved: 18 March 2012.

10．^ "US Lockheed Martin F-35 chosen as Japan fighter jet." BBC News, 20

December 2011. Retrieved: 20 December 2011.

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附加题：

通过飞机设计导论课，我学到了很多关于飞机的知识，比如说，飞机发展的历史概况，飞机的结构，性能水平等。然而，对于我来说，最重要的收获是，这门课燃起了我对战斗机的热情。实话说来，我虽然进入了北京航空航天大学，但对飞机并没有多大兴趣，可是，这门课让我觉得战斗机真是太有魅力了。战斗机犹如翱翔于天际的雄鹰，为了捍卫国家的领土，发挥自己强大的作用。战斗机是为了夺取制空权而生的，具有火力强、速度快、机动性好等特点，是航空兵空中作战的主要机种。现代歼击机普遍装有20毫米以上的航空机关炮，同时携带多枚雷达制导的中距拦射导弹和红外跟踪的近距格斗导弹，也可携带2-3吨的航空炸弹或其他对地攻击武器。我最感兴趣的战斗机是隐身战斗机，隐身战斗机被形象地喻为“空中幽灵”，它们行踪诡秘，能有效地躲避雷达跟踪。多亏有了能吸收雷达波的“隐形”材料，才使隐形战机能轻而易举地从雷达眼皮底下逃之夭夭。隐身战斗机具有难发现、跑得快、看得远、打得远、机动佳。就是：隐形、超音速巡航、超视距雷达、中远程导弹、机动性好等优点。

对于本课程，我觉得很满意，没有什么好的意见和建议。

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