#微博公开课# #武器的秘密# 解读F-35B的三轴承旋转喷管

三轴承旋转喷管是F-35B实现垂直起降的关键技术之一。这个喷管在2.5秒内就能完成95度偏转，在悬停中还能左右偏转12.5度进行横向控制，从这个意义上看，F-35B的尾喷管可以算是一种矢量喷管。

在悬停中，F-35B的尾喷管能够产生7.1吨的垂直升力。由于此时该机的F135-PW-600涡扇发动机把更多功率用于驱动座舱后的升力风扇来产生9吨垂直升力，从这点上看，该发动机是世界上最强大的涡桨发动机，其向升力风扇传递的28000轴马力功率超过了图-95的NK-12的15000轴马力。

三轴承旋转喷管具有很大的研制难度，三段喷管管道间通过三个环形轴承连接，如何轴承的密封和冷却就成为设计难点。在F-35B上，其三轴承旋转喷管末端的收敛/扩散喷口长度较短，与F-35A/C的标准长度尾喷管相比，牺牲了一点推力，这样设计是为了避免在F-35B的短距起飞姿态中尾喷管触地，这么设计属于“必要之恶”。

F-35B的三轴承旋转喷管尾喷管被分成三段，互相之间的接面都呈一定角度，并通过三个密封圆形轴承连接起来。外部液压马达通过驱动旋转段上的齿轮来让尾喷管向下弯曲，在这个过程中前段和后段保持不动，只是中段旋转180度。

最前端的轴承负责偏航控制，可以在垂直起降模式中对喷管进行横向偏摆。由于偏航控制是通过发动机推力中线施加的，并且很靠近飞机的垂直重心，所以在偏航控制时不会产生额外的滚转力矩。此外该机尾喷管垂直向下偏转时产生的垂直升力比较靠近重心位置，时前方的升力风扇和尾喷管之间能获得较好的升力平衡。

为了解决环形轴承的散热问题，普惠的工程师使用了穿透轴承的冷却空气衬套设计。此外尾喷管的旋转机构还使用燃油为工质来驱动喷管，也就是所谓的燃油液压技术。F135发动机自备液压泵来增压燃油、驱动液压马达，最后这些受热燃油不会回流如油箱，而是进入发动机消耗掉，不会增加油箱温度。

最后一点，F-35B的尾喷管虽短，但仍采用了隐身设计。尾喷管由15片重叠的内外鱼鳞片组成，外片正好遮盖住内片之间的缝隙。内侧鱼鳞片较薄，具有金属光泽的外观，两侧直边，末端为倒V锯齿外形。被普惠称为“尾羽”的外侧鱼鳞片较厚，覆盖有多面形陶瓷材料，V形末端于内侧鱼鳞片重部重叠形成喷管的锯齿状后缘。喷管与机身结合部分也被机身的4块锯齿蒙皮包覆一圈，并与喷管间形成冷却空气缝隙通道。