歷經(jīng)磨難

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歷經(jīng)磨難

艱難歷程

F-35雖然可以從CALF計(jì)劃和STOVL計(jì)劃開始，但真正起步是從JSF計(jì)劃開始的。JSF的合同在1996年11月16日向洛克希德·馬丁和波音發(fā)出，要求兩家公司分別提供兩架技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，演示常規(guī)起降（CTOL）、彈射起飛/攔阻索降落（CATOBAR）和短距起飛/垂直降落。麥道的設(shè)計(jì)被否決了，洛克希德·馬丁和波音分別獲得撥款7.5億美元，用于技術(shù)驗(yàn)證機(jī)和武器系統(tǒng)概念的設(shè)計(jì)和制造。合同還對(duì)公司自己投資有所規(guī)定，防止為了贏得競(jìng)標(biāo)而把自己弄破產(chǎn)，或者利用公司財(cái)力“非法補(bǔ)貼”，造成不公平競(jìng)爭(zhēng)，最終損害美國(guó)利益。與此同時(shí)，英國(guó)啟動(dòng)了下一代航母計(jì)劃，選定JSF作為“海鷂”戰(zhàn)斗機(jī)的替代。

波音X-32首先試飛。2000年9月18日早上10時(shí)，波音首席試飛員弗萊德·諾克斯駕駛一架X-32A，從加利福尼亞的帕姆代爾的波音工廠跑道起飛。在飛行期間，諾克斯做了一些基本動(dòng)作，測(cè)試了基本的適航性和系統(tǒng)功能。從此，開始了在愛德華空軍基地的5個(gè)月的試飛計(jì)劃，包括50多次試飛，共約100小時(shí)。

2000年11月15日，X-32A開始航母降落試驗(yàn)，美國(guó)海軍菲利浦·耶茨中校作為軍方駐扎在波音的首席試飛員，和諾克斯交替演示了模擬的航母降落。航母演示最終包括97次下滑，74次實(shí)際降落，還有多次重新拉起。12月18日的一個(gè)星期里，連續(xù)出動(dòng)5次，顯示了試驗(yàn)強(qiáng)度和技術(shù)的成熟性。

X-32在做模擬的航母降落

X-32在做垂直降落試驗(yàn)

波音X-32首飛

洛克希德·馬丁X-35首飛

X-32B在2001年3月29日在帕姆代爾首飛，50分鐘后，在愛德華空軍基地降落。在愛德華做了一些空中的模擬STOVL動(dòng)作后，5月4日飛到馬里蘭的帕圖克森河海航基地，開始STOVL試驗(yàn)。由于X-32B沒有空中加油能力，沿途停了6次進(jìn)行加油和維修，5月11日到達(dá)帕圖克森河海航基地。

6月24日，X-32B在第44次飛行中，爬升到3050米中空，在超聲速?zèng)_刺中達(dá)到馬赫數(shù)1.05的速度。英國(guó)皇家海軍試飛員保羅·斯通中校在下午4時(shí)28分把飛機(jī)安全降落，宣告波音X-32試飛計(jì)劃結(jié)束。

洛克希德·馬丁X-35A的首飛晚了一點(diǎn)兒，在2000年10月24日才完成，比波音晚了一個(gè)月。首飛中就達(dá)到3050米的高度，速度為250節(jié) 。但洛克希德·馬丁的試飛進(jìn)度很快，11月22日就完成了X-35A的全部試飛項(xiàng)目。X-35A是常規(guī)起降的，試飛項(xiàng)目完成后，飛回帕姆代爾，按照短距起飛/垂直降落改裝為X-35B。改裝在2001年5月12日完成。

2000年12月16日，X-35C在帕姆代爾首飛，27分鐘后在愛德華空軍基地降落。飛行途中，測(cè)試了基本的滾轉(zhuǎn)、側(cè)滑和起落架收放試驗(yàn)。X-35C是加大機(jī)翼的CATOBAR技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，為CATOBAR還加強(qiáng)了起落架。

6月23日，英國(guó)BAE試飛員西蒙·哈格雷夫斯駕駛X-35B首次垂直起飛。雖然STOVL以短距起飛為設(shè)計(jì)目標(biāo)，但STOVL是可以垂直起飛的，只是起飛重量受到限制，無(wú)法攜帶有實(shí)戰(zhàn)意義的燃油和武器。哈格雷夫斯把X-35B升到5～7米的高度，懸停了幾分鐘，然后垂直降落。第二天，哈格雷夫斯再次垂直起飛，X-35B穩(wěn)定懸停在8米的空中，測(cè)試了一系列懸?？刂疲缓笤俅未怪苯德?。

2001年8月6日，X-35B最后一次從愛德華空軍基地起飛，回到帕姆代爾。飛行時(shí)間延續(xù)了3.7小時(shí)，在空中做了6次空中加油，這是演示計(jì)劃中未要求的。在帕姆代爾最后降落之前，還做了6次緊急拉起復(fù)飛試驗(yàn)。X-35B累計(jì)總飛行時(shí)間48.9小時(shí)。在最后一次飛行中，X-35B用不到150米的滑跑距離起飛，在飛行中達(dá)到超聲速，然后垂直降落。這是歷史上第一次超聲速STOVL飛行。波音分別演示過單個(gè)項(xiàng)目，但沒有這樣一氣呵成地演示過。

應(yīng)該說，JSF是F-35研制過程中最順利的一個(gè)階段。波音和洛克希德·馬丁都按時(shí)按質(zhì)地完成了技術(shù)驗(yàn)證機(jī)計(jì)劃，兩家的基本設(shè)計(jì)和STOVL能力都按照要求進(jìn)行了演示。波音X-32和洛克希德·馬丁X-35都滿足了JSF的設(shè)計(jì)要求，但洛克希德·馬丁X-35在演示中的一般性能更為出色，表現(xiàn)出更多的成熟性和對(duì)三軍要求的適應(yīng)性，尤其在近地懸停時(shí)高溫廢氣回吸問題較小，贏得JSF是應(yīng)當(dāng)?shù)摹?/p>

2001年10月26日，系統(tǒng)研發(fā)和演示（System Development and Demonstration，簡(jiǎn)稱SDD）階段啟動(dòng)，X-35被命名為F-35。除美國(guó)外，英國(guó)、意大利、荷蘭、加拿大、土耳其、澳大利亞、挪威和丹麥也給予了撥款，成為F-35計(jì)劃的國(guó)際伙伴。洛克希德·馬丁為主承包商，并負(fù)責(zé)總裝、系統(tǒng)整合、任務(wù)系統(tǒng)、前機(jī)身、機(jī)翼、飛控；諾斯羅普提供雷達(dá)、分布式孔徑系統(tǒng)、導(dǎo)航/通信/識(shí)別系統(tǒng)、中機(jī)身、武器艙和尾鉤；英國(guó)BAE負(fù)責(zé)后機(jī)身、尾翼、座艙生命保障系統(tǒng)和彈射座椅、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和飛控軟件；意大利阿萊尼亞負(fù)責(zé)在意大利為所有歐洲（除英國(guó)和土耳其）F-35總裝。如果JSF還算十月懷胎的話，SDD就是一朝分娩了。

不過這一“朝”比懷胎的時(shí)間還長(zhǎng)。F-35的三種型號(hào)要求具有70%～90%的通用性，但三種型號(hào)還是有顯著的差異，使得F-35A、F-35B、F-35C具有不同的下線、首飛日期和試飛、認(rèn)證計(jì)劃。在名義上是同一個(gè)研制計(jì)劃，實(shí)際上差異已經(jīng)足夠大，可以算作三個(gè)大同小異的并行計(jì)劃。這給進(jìn)度管理和風(fēng)險(xiǎn)控制埋下了危險(xiǎn)的種子。

按照最初的計(jì)劃，F(xiàn)-35A的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最低，應(yīng)該首先首飛。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)對(duì)替換AV-8的要求最急切，需要F-35B早日服役，所以F-35B第二個(gè)首飛。美國(guó)海軍正忙于換裝F/A-18E，對(duì)F-35C的要求相對(duì)不急切，所以最后首飛。分期的低速試生產(chǎn)（LRIP）計(jì)劃也反映了這個(gè)順序，首先從F-35A和F-35B開始，然后擴(kuò)展到F-35C和國(guó)外用戶。最初計(jì)劃為：

● F-35A的一號(hào)機(jī)AA-1在2006年初首飛。

● F-35B的一號(hào)機(jī)BF-1在2006年中首飛。

● F-35C的一號(hào)機(jī)CF-1在2007年上半年首飛。

● 第一期低速試生產(chǎn)（LRIP 1）在2005年中開始，2008年中完成，包括6架F-35A，4架F-35B，共10架飛機(jī)。

X-35C在做模擬的航母降落

X-35B在做懸停試驗(yàn)

在最后一次飛行中，X-35B首先短距起飛，然后在空中達(dá)到超聲速，最后垂直降落，一氣呵成

F-35A一號(hào)機(jī)下線儀式十分神氣

F-35A一號(hào)機(jī)AA-1首飛

● 第二期低速試生產(chǎn)（LRIP 2）在2006年中開始，2009年中完成，包括14架F-35A，8架F-35B，共22架飛機(jī)。

● 第三期低速試生產(chǎn)（LRIP 3）在2007年中開始，2010年中完成，包括20架F-35A，20架F-35B，9架F-35C，5架英國(guó)的F-35，共54架飛機(jī)。

● 第四期低速試生產(chǎn)（LRIP 4）在2008年中開始，2011年中完成，包括30架F-35A，32架F-35B，20架F-35C，9架英國(guó)F-35，共91架飛機(jī)。

● 第五期低速試生產(chǎn)（LRIP 5）在2009年中開始，2012年中完成，包括44架F-35A，32架F-35B，32架F-35C，12架英國(guó)F-35，共120架飛機(jī)。

● 第六期低速試生產(chǎn)（LRIP 6）在2010年中開始，2013年中完成，包括72架F-35A，36架F-35B，48架F-35C，12架英國(guó)F-35，共168架飛機(jī)。

● 2011年中開始全速正常生產(chǎn)，生產(chǎn)速率至少不低于LRIP 6。

但計(jì)劃實(shí)施的結(jié)果是：

● AA-1在2006年12月15日首飛。

● AF-1在2009年11月14日首飛。

● BF-1在2008年6月11日首飛。

● CF-1在2010年6月6日首飛。

● LRIP 1在2006年開始，2010年初完成，實(shí)際生產(chǎn)2架飛機(jī)。

● LRIP 2在2007年初開始，2011年初完成，實(shí)際生產(chǎn)12架飛機(jī)。

● LRIP 3在2008年初開始，2011年底完成，實(shí)際生產(chǎn)17架飛機(jī)。

● LRIP 4在2009年初開始，2012年底完成，實(shí)際生產(chǎn)32架飛機(jī)。

● LRIP 5推遲啟動(dòng)，但到2012年中尚未簽約，預(yù)計(jì)生產(chǎn)32架飛機(jī)。

● 全速生產(chǎn)最早在2017年開始，有可能推遲到2018年以后。

AA-1其實(shí)可算原型機(jī)

AA-1不是生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，而是試飛標(biāo)準(zhǔn)

基于風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果，F(xiàn)-35比X-35加長(zhǎng)130毫米，平尾也因此向后移動(dòng)51毫米，以恢復(fù)平衡。機(jī)身有所加厚，機(jī)背中脊線升高了25毫米。原計(jì)劃F-35B的武器艙比A和C略微縮小，在設(shè)計(jì)的時(shí)候決定加大到與A和C一樣的尺寸。第一架F-35的第一個(gè)部件的銑切在2003年11月10日開始，第一架預(yù)生產(chǎn)型F-35A（編號(hào)AA-1）在2006年2月20日下線，2006 年12月15日AA-1首飛。

2008年11月13日，AA-1首次達(dá)到超聲速。2008年6月11日，第一架短距起飛/垂直降落的F-35B（編號(hào)BF-1）首飛。2008年11月24日，“合作航電測(cè)試平臺(tái)”（Cooperative Avionics Testing Bed，簡(jiǎn)稱CATB）首次在空中開始航電整合測(cè)試。2010年6月6日，第一架彈射起飛/攔阻索降落的F-35C（編號(hào)CF-1）首飛。2010 年3月18日，F(xiàn)-35B首次在帕圖克森河海航基地垂直降落。2011年7月27日，F(xiàn)-35C首次彈射起飛。

2008年12月19日，第一架按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制造的F-35A下線，編號(hào)AF-1。這應(yīng)該是和全速生產(chǎn)同樣標(biāo)準(zhǔn)的F-35A，但事實(shí)證明過于樂觀了。第一架真正的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)F-35A（編號(hào)AF-6）在2011年2月25日才首飛，2011年5月5日，美國(guó)空軍正式接收第一架LRIP的F-35，7月14日，第一架LRIP 1的F-35A交付埃格林空軍基地。2011年4月6日，F(xiàn)-35試飛機(jī)隊(duì)累計(jì)飛行時(shí)間達(dá)到1000小時(shí)。

早在2006年，美國(guó)總審計(jì)署就警告說，F(xiàn)-35的高度平行的邊試飛邊生產(chǎn)模式具有極大的風(fēng)險(xiǎn)，一旦在試飛中發(fā)現(xiàn)問題，將導(dǎo)致大量的設(shè)計(jì)修改，以及由此導(dǎo)致的工藝和過程修改及已經(jīng)交付的飛機(jī)的返工。實(shí)際上，STOVL的F-35B從一開始就遇到超重的問題，到2004年時(shí)，已經(jīng)超重約1362千克，或者說超重8%。這啟動(dòng)了第一次大規(guī)模的重新設(shè)計(jì)。洛克希德·馬丁為了改變工程師對(duì)于每一個(gè)細(xì)節(jié)“才幾千克”的想法，啟動(dòng)了獎(jiǎng)勵(lì)制度：每提出一項(xiàng)減重建議，獎(jiǎng)勵(lì)50美元；每減重一磅①，也獎(jiǎng)勵(lì)50美元。如果一項(xiàng)建議最后導(dǎo)致減重一磅，當(dāng)然就得到獎(jiǎng)勵(lì)100美元。不過一般建議都是小修改，獎(jiǎng)勵(lì)50美元并非不合理，重大修改都不是一項(xiàng)建議就可以解決的，需要啟動(dòng)重新設(shè)計(jì)。但減重一磅僅獎(jiǎng)勵(lì)50美元就有點(diǎn)“摳”了。果不其然，后來洛克希德把獎(jiǎng)金額度提高了，每項(xiàng)建議獎(jiǎng)勵(lì)100美元，每減重一磅獎(jiǎng)勵(lì)500美元。有些建議很有意思。比如說，一名從1995年就參與JSF的老資格工程師提出單開門的前起落架艙門重量輕，但是在側(cè)風(fēng)下迎風(fēng)面積大，為了補(bǔ)償，只好加大垂尾面積。改為雙開門增加了重量，但降低的垂尾面積使得得大于失，還是合算的。他的這項(xiàng)建議得到了1.5萬(wàn)美元的獎(jiǎng)勵(lì)。另一項(xiàng)建議就有點(diǎn)無(wú)奈了。F-35的機(jī)體構(gòu)件原來打算用拼板游戲那樣的拼接方式連接，然后用新型膠黏劑固定，但這要增加1000磅重量，最后只好回到傳統(tǒng)的焊接和鉚接方式，增加了成本和時(shí)間，但降低了重量。到2006年，洛克希德·馬丁一共發(fā)出獎(jiǎng)勵(lì)120萬(wàn)美元。這可能是F-35計(jì)劃全壽命中最物超所值的120萬(wàn)美元了。這一輪為減重而重新設(shè)計(jì)耗資48億美元。最后F-35B減重1230千克，其中也包括分系統(tǒng)供應(yīng)商摳出來的約300千克，A和C也得益于B的減重措施，減重600千克以上。但預(yù)計(jì)到未來的增重，洛克希德·馬丁增加了發(fā)動(dòng)機(jī)推力，并把部分橫滾噴口的推力轉(zhuǎn)移回到主噴口，增加垂直升力，代價(jià)是減小了懸停時(shí)的橫滾控制力矩。洛克希德·馬丁還適當(dāng)削薄部分機(jī)體構(gòu)件，武器艙和垂尾也減小，以減輕重量。電氣系統(tǒng)、機(jī)翼-機(jī)身連接點(diǎn)和座艙后的機(jī)體都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)不光適用于B，還用于A 和C，以增加通用性。按照減重設(shè)計(jì)修改的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)成為AF-1的基礎(chǔ)。但這只是結(jié)構(gòu)和機(jī)電系統(tǒng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，包括軟件的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要到AF-6才開始實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上也沒有達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，該有的都有了，但不能達(dá)到管用。

隨著問題的增加，F(xiàn)-35項(xiàng)目辦公室的報(bào)告越來越悲觀，國(guó)防部長(zhǎng)蓋茨對(duì)項(xiàng)目辦公室徹底失去了信心，另外組織了一個(gè)聯(lián)合評(píng)估團(tuán)隊(duì)（Joint Evaluation Team，簡(jiǎn)稱JET），對(duì)F-35計(jì)劃的進(jìn)度和預(yù)算獨(dú)立評(píng)估，評(píng)估的結(jié)果比F-35項(xiàng)目辦公室的報(bào)告還要糟糕。2002年時(shí)，F(xiàn)-35的計(jì)劃預(yù)算是2320億美元，但2009年F-35項(xiàng)目辦公室的估價(jià)上漲到3280億美元，JET的估價(jià)進(jìn)一步上漲到3824億美元，超支幅度達(dá)到65%。戰(zhàn)斗機(jī)單價(jià)從原來的6200萬(wàn)美元暴漲到1.124億美元，其中純粹制造成本從原來的5000萬(wàn)美元暴漲85%，達(dá)到9230萬(wàn)美元，時(shí)間上更是拖延了至少4年。2009年11月9日，負(fù)責(zé)采購(gòu)、技術(shù)和后勤的美國(guó)國(guó)防部副部長(zhǎng)埃希頓·卡特承認(rèn)，JET確認(rèn)了嚴(yán)重超出預(yù)算和進(jìn)度推遲的問題，但此時(shí)公眾對(duì)F-35問題的大小還不甚了解。

F-35B的座艙后面明顯“肥胖”，這是升力風(fēng)扇所在

F-35C一號(hào)機(jī)CF-1最后首飛　

F-35B一號(hào)機(jī)BF-1首飛

早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)先進(jìn)武器系統(tǒng)造價(jià)無(wú)節(jié)制攀升問題已經(jīng)很嚴(yán)重，參議員山姆·納恩和眾議員大衛(wèi)·麥柯德在1982年的國(guó)防預(yù)算法案審議期間提出附加案，要求美國(guó)國(guó)防部在項(xiàng)目超過預(yù)算15%的時(shí)候必須通知美國(guó)國(guó)會(huì)，自動(dòng)啟動(dòng)重新評(píng)審過程。如果項(xiàng)目開支超過預(yù)算25%，則面臨自動(dòng)下馬。國(guó)防部長(zhǎng)可以提出理由，要求例外，但要證明這個(gè)項(xiàng)目對(duì)國(guó)家安全至關(guān)重要，漲價(jià)有合理的理由，而不是由于項(xiàng)目管理不當(dāng)，而且沒有合理的替代方案。此后美國(guó)重大武器系統(tǒng)的研發(fā)多次觸及納恩-麥柯德法案的底線，但國(guó)防部都能提出足夠的理由在國(guó)會(huì)過關(guān)，使得項(xiàng)目得以繼續(xù)。下馬的項(xiàng)目都是國(guó)防部的主動(dòng)行為，不是被納恩-麥柯德法案槍斃的。但這一次不同了，美國(guó)經(jīng)濟(jì)自2008年開始陷入困境，上下都在尋找削減開支的空子；伊拉克和阿富汗的反恐戰(zhàn)事像無(wú)底黑洞，吞噬了大量軍費(fèi)；國(guó)防部長(zhǎng)蓋茨著眼于反恐的當(dāng)務(wù)之急，對(duì)傳統(tǒng)戰(zhàn)力的熱情不高。2010年3月20日，美國(guó)國(guó)防部正式通知美國(guó)國(guó)會(huì)，F(xiàn)-35計(jì)劃將超過納恩-麥柯德界限。全計(jì)劃投資單價(jià)（Program Acquisition Unit Cost，簡(jiǎn)稱PAUC，包括研發(fā)和預(yù)生產(chǎn)型飛機(jī)）比2002年目標(biāo)上漲78.23%，平均采購(gòu)單價(jià)（Average Procurement Unit Cost，簡(jiǎn)稱APUC，扣除研發(fā)，只算生產(chǎn)型飛機(jī)的采購(gòu)）上漲80.66%。即使按照2007年調(diào)整的新基線計(jì)算，PAUC也上漲31.23%，AUPC上漲27.34%，超過了納恩-麥柯德界限。F-35對(duì)美國(guó)三軍和航空工業(yè)實(shí)在太重要了，下馬是不可思議的，但脫幾層皮是逃不掉的，被扒掉的第一層皮自然是項(xiàng)目總管。2010 年2月1日，美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)蓋茨撤換了來自美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35項(xiàng)目辦公室的負(fù)責(zé)人大衛(wèi)·海因茨少將，換上大衛(wèi)·范利特海軍中將。

F-35C的機(jī)翼可以折疊

F-35C的機(jī)翼和尾翼面積增加，航程和低空低速性能更符合上艦要求

由于STOVL是F-35計(jì)劃的短板，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在一開始被指定為F-35計(jì)劃的總負(fù)責(zé)方，大衛(wèi)·海因茨少將出任主管。他從排長(zhǎng)干起，不僅在作戰(zhàn)飛行中隊(duì)干過，還當(dāng)過海軍試飛員和候補(bǔ)航天員，并任職于F/A-18、KC-130、AV-8B等項(xiàng)目辦公室，還在美國(guó)國(guó)家指揮中心（美軍的最高日常指揮機(jī)構(gòu)）擔(dān)任過作戰(zhàn)部副部長(zhǎng)，是作戰(zhàn)、技術(shù)、管理的三棲專家。但他在負(fù)責(zé)F-35計(jì)劃過程中，對(duì)嚴(yán)重超支、拖延負(fù)有領(lǐng)導(dǎo)責(zé)任，被蓋茨撤職。接任的是海軍中將大衛(wèi)·范利特，他在1981年8 月19日的錫德拉灣空戰(zhàn)中，是“尼米茲”號(hào)航母上第41中隊(duì)（代號(hào)“黑色王牌”）呼號(hào)為“快鷹102”的F-14戰(zhàn)斗機(jī)后座飛行員，在戰(zhàn)斗中擊落利比亞蘇-22戰(zhàn)斗機(jī)，成為美國(guó)海軍歷史上第一次擊落敵機(jī)的F-14機(jī)組成員。后來他成為F-14的前座飛行員、試飛員，負(fù)責(zé)過中國(guó)湖美國(guó)海軍空戰(zhàn)中心的武器和系統(tǒng)測(cè)試部門，后擔(dān)任美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部司令。說起來，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)通常輪不到主持作戰(zhàn)飛機(jī)的研制，一般都是美國(guó)空軍或者美國(guó)海軍負(fù)責(zé)，但美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)主持了V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)和F-35戰(zhàn)斗機(jī)，兩次都弄糟了，在美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)傳奇式的閃光形象上留下了令人尷尬的污點(diǎn)。

美國(guó)重大軍用飛機(jī)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人通常是少將，本該在2010年7月退役的范利特是第一個(gè)中將級(jí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，就任事項(xiàng)需要美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，凸顯F-35事關(guān)重大。2012年12月，范利特退休，美國(guó)空軍的克里斯托弗·博格丹少將接任，不久也升任中將。范利特的任務(wù)艱巨。F-35計(jì)劃的重組耗資28億美元，耗時(shí)13個(gè)月，美國(guó)空軍的F-35A和美國(guó)海軍的F-35C計(jì)劃推遲到2016年服役，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35B則計(jì)劃于2012年服役。范利特最大的困難還是項(xiàng)目的成本控制。F-35的計(jì)劃超支有兩部分，一是洛克希德·馬丁的最初報(bào)價(jià)低于實(shí)際成本，但這種人為低價(jià)最終要轉(zhuǎn)嫁到用戶頭上。這是格魯門F-14故事的重演。如果美國(guó)軍方堅(jiān)持洛克希德·馬丁吃下全部超支，洛克希德·馬丁只有破產(chǎn)，這對(duì)美國(guó)已經(jīng)大大縮小的戰(zhàn)斗機(jī)工業(yè)是毀滅性的打擊，美國(guó)不能忍受這樣的事情發(fā)生。F-35超支的第二個(gè)原因是計(jì)劃大大拖延，2009年應(yīng)該進(jìn)行169次試飛，實(shí)際只進(jìn)行了16次，總試飛工作量只完成了2%，大大落后于計(jì)劃。這是項(xiàng)目管理的問題。2011年2月，卡明斯基說到，缺乏周密和可實(shí)現(xiàn)的測(cè)試計(jì)劃使F-35計(jì)劃延長(zhǎng)了5年。為了控制項(xiàng)目開支，2010—2014年內(nèi)F-35的生產(chǎn)計(jì)劃將削減122架，其中30架的經(jīng)費(fèi)被轉(zhuǎn)用于完成試飛和作戰(zhàn)測(cè)試。蓋茨宣布扣下對(duì)洛克希德·馬丁的6.14億美元的付款，推遲支付，以懲治洛克希德·馬丁的低效和混亂。最引人注目的是，蓋茨宣布將F-35B置于兩年觀察期。如果在兩年內(nèi)不能解決重大技術(shù)問題，就要考慮下馬。這樣判決一個(gè)重大研制型號(hào)死緩是史無(wú)前例的。

有意思的是，洛克希德·馬丁方面也進(jìn)行了人事調(diào)整，原本負(fù)責(zé)F-35計(jì)劃的丹·克羅利升任洛克希德·馬丁航空部執(zhí)行總裁，原F-22計(jì)劃總管萊利·勞森接手F-35計(jì)劃，勞森的副手喬治·舒爾茨扶正?？磥砺蹇讼５隆ゑR丁方面并不認(rèn)為F-35計(jì)劃弄得一塌糊涂。

范利特上任后，按照實(shí)際計(jì)劃進(jìn)度大幅度修訂了計(jì)劃，尤其狠抓試飛進(jìn)度。2011年完成了972次試飛，超過2010年一倍多。試飛計(jì)劃在總體上第一次達(dá)到甚至超過了計(jì)劃要求，當(dāng)然這是修訂后的計(jì)劃，比2002年的計(jì)劃還是要落后很多。2011年試飛進(jìn)展中最大的亮點(diǎn)是10月里，兩架F-35B在“黃蜂”號(hào)兩棲攻擊艦上進(jìn)行上艦試驗(yàn)，累計(jì)飛行28小時(shí)，包括72次短距起飛和垂直降落循環(huán)，驗(yàn)證了F-35B在兩棲攻擊艦上的基本使用性能。接任蓋茨擔(dān)任美國(guó)國(guó)防部長(zhǎng)的里昂·帕內(nèi)塔在2012年2月宣布，F(xiàn)-35B解除觀察期，回到正常研發(fā)序列，這部分基于F-35B成功上艦試驗(yàn)。但是到2012年3月止，主要試飛依然集中在基本的適航性、速度、升限、操控品質(zhì)、基本機(jī)動(dòng)、基本飛控功能等基本功能層面，高難度的低空飛行、大迎角飛行等極限條件試飛還沒有開始。更重要的是，傳感器融合和火控級(jí)的軟件集成測(cè)試還在十分初級(jí)的階段。在2012年10月16日，SDD開始10年之后，才由進(jìn)展最快的F-35A進(jìn)行了第一次武器實(shí)彈投放試驗(yàn)，此前的所有F-35的“作戰(zhàn)性能試飛”都是用數(shù)據(jù)鏈模擬發(fā)現(xiàn)敵人，模擬發(fā)射武器，實(shí)際上相當(dāng)于駕著飛機(jī)上天打電子游戲。全狀態(tài)的系統(tǒng)測(cè)試要到2017年才能開始。在基本的飛行測(cè)試完成后，軟件測(cè)試將成為最大的不定因素。微軟視窗和辦公室軟件推出一個(gè)新版本都會(huì)出現(xiàn)那么多“蟲子”，復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于它們的飛控、火控、信息融合和自檢、維修自動(dòng)化軟件可能出現(xiàn)的問題就更多了。解決問題時(shí)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是清理內(nèi)存、重新啟動(dòng)那么簡(jiǎn)單。

SDD在2001年開始的時(shí)候，美國(guó)計(jì)劃采購(gòu)2852架F-35，從2003年起，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)下降到2443架。盡管此后美國(guó)軍方一直堅(jiān)持計(jì)劃采購(gòu)數(shù)量不變，這是否會(huì)成為最終實(shí)際采購(gòu)數(shù)量已經(jīng)是一個(gè)巨大的問號(hào)了。美國(guó)空軍的采購(gòu)量已經(jīng)從1763架下降為“至少1500架”了。2001年計(jì)劃中，研發(fā)投資為344億美元，2004年減重計(jì)劃之后已經(jīng)增加到448億美元。2007年重新調(diào)整的預(yù)算基線還是448億美元，2010年JET的估算達(dá)到516億美元，2011 年6月美國(guó)國(guó)防部再次估算為566億美元?？偛少?gòu)開支從2001年的1966億美元上升到2011年6月的3356億美元，飛機(jī)單價(jià)從2001年的6900萬(wàn)美元上升到2011年6月的1.37億美元。最要命的是，形成初始戰(zhàn)斗力（Initial Operational Capability，簡(jiǎn)稱IOC）的時(shí)間在SDD開始時(shí)的2001年定為2010—2012年，全狀態(tài)作戰(zhàn)能力（Full Operational Capability，簡(jiǎn)稱FOC）通常在IOC之后兩年。IOC在2004年減重計(jì)劃后推遲到2012—2013年，2007年重新調(diào)整基線時(shí)維持在2013年，2010年范利特上任后，F(xiàn)-35項(xiàng)目辦公室不再公布預(yù)計(jì)的IOC時(shí)間。對(duì)于項(xiàng)目辦公室來說，IOC時(shí)間已經(jīng)成為一個(gè)象征性的東西，項(xiàng)目辦公室只管做該做的事，尤其是IOC不再由飛機(jī)的飛行性能甚至飛行員訓(xùn)練決定，而由軟件的功能和成熟程度決定。F-35的軟件將是一個(gè)漫長(zhǎng)和漸進(jìn)的修補(bǔ)、升級(jí)過程，什么時(shí)候宣布達(dá)到IOC完全留給各軍種決定。這是一個(gè)有意思的決定，把IOC這個(gè)政治上的燙手山芋丟給了各軍種。2012年11月20日，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)組建了第一個(gè)F-35B中隊(duì)，在新聞發(fā)布中刻意強(qiáng)調(diào)中隊(duì)是作戰(zhàn)中隊(duì)，而不是試飛中隊(duì)或者作戰(zhàn)測(cè)試評(píng)估中隊(duì)，但對(duì)于是否達(dá)到IOC語(yǔ)焉不詳。

另一方面，美國(guó)空軍參謀長(zhǎng)施瓦茨將軍在2012年3月6日國(guó)會(huì)作證中承認(rèn)，美國(guó)空軍放寬了F-35A作戰(zhàn)半徑的最低要求，試飛實(shí)測(cè)結(jié)果降低了8千米。不過2012年美國(guó)總審計(jì)署的“部分武器采購(gòu)報(bào)告”的數(shù)據(jù)是從590海里下降到584海里，也就是說降低了約10千米，而不是8千米。8千米也好，10千米也好，實(shí)事求是地說，作戰(zhàn)半徑縮短數(shù)千米對(duì)于作戰(zhàn)性能沒有實(shí)質(zhì)性的影響。另一方面，對(duì)于一架具有正常設(shè)計(jì)余量的戰(zhàn)斗機(jī)，增加8千米的作戰(zhàn)半徑是不足掛齒的小事。或者說，任何戰(zhàn)斗機(jī)的實(shí)際作戰(zhàn)半徑要是超過設(shè)計(jì)要求達(dá)8千米，沒人會(huì)把這作為值得贊美的成就拿出來炫耀。但作戰(zhàn)半徑短缺8千米就不一樣了，尤其是最低作戰(zhàn)半徑，其政治影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軍事意義。要增加作戰(zhàn)半徑，需要增加機(jī)內(nèi)燃油量，這就增加了空重和起飛重量，需要加大發(fā)動(dòng)機(jī)推力。增加的空重反過來“吃掉”一點(diǎn)增加的作戰(zhàn)半徑。最后要經(jīng)過幾個(gè)循環(huán)才能穩(wěn)定在增加了的作戰(zhàn)半徑上。美國(guó)空軍被迫為了作戰(zhàn)半徑不足問題在國(guó)會(huì)辯護(hù)這一事實(shí)說明了F-35A的作戰(zhàn)半徑、起飛重量、發(fā)動(dòng)機(jī)推力和油耗方面已經(jīng)達(dá)到了絕對(duì)極限，繼續(xù)挖潛補(bǔ)足這8千米的作戰(zhàn)半徑的損失意味著不成比例地追加投資。其實(shí)F-35A本來是可以達(dá)到最低作戰(zhàn)半徑要求的，但在設(shè)計(jì)修改中，冷卻要求提高（可能是對(duì)AESA雷達(dá)的冷卻要求估計(jì)不足造成的），只有增加從發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引出的冷卻氣流改善冷卻，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的效率下降。另外，減重設(shè)計(jì)使得機(jī)內(nèi)燃油量有所下降，分布式孔徑系統(tǒng)的重量和阻力也有所增加，這些使得最終作戰(zhàn)半徑無(wú)法滿足最低要求。

F-35C的起落架得到加強(qiáng)，還有上艦專用的尾鉤

第一架按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制造的F-35A編號(hào)為AF-1，但是這“生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)”被證明過于樂觀了，AF-1還是預(yù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

如果說損失8千米對(duì)于最低作戰(zhàn)半徑無(wú)關(guān)緊要，考慮2002年計(jì)劃時(shí)的理想作戰(zhàn)半徑的話，情況就大不一樣了。SDD原設(shè)計(jì)的作戰(zhàn)半徑是690海里（約1278千米），最低要求為590海里（約1092千米），現(xiàn)在實(shí)際上只達(dá)到584海里（約1082千米），下降幅度達(dá)到15%。F-35A的作戰(zhàn)半徑超乎尋常。這一方面是CALF計(jì)劃開始時(shí)就強(qiáng)調(diào)的“升力發(fā)動(dòng)機(jī)換機(jī)內(nèi)燃油”的具體實(shí)現(xiàn)，另一方面也是美國(guó)戰(zhàn)略思維改變的需要。冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國(guó)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到亞太，但亞太遠(yuǎn)離美國(guó)本土，只有少數(shù)孤懸大洋之中的海島基地。作戰(zhàn)半徑對(duì)強(qiáng)調(diào)?？沾驌舻拿绹?guó)特別重要，所以F-35A的超長(zhǎng)航程不是不必要的奢侈，而是戰(zhàn)略需要。降低作戰(zhàn)半徑15%使得美國(guó)空軍滿足亞太戰(zhàn)略需求的能力受到損失。8千米或者10千米的作戰(zhàn)半徑損失無(wú)所謂，將近200千米的作戰(zhàn)半徑損失就很大了。發(fā)動(dòng)機(jī)引出冷卻氣流增加的問題也適用于F-35B和F-35C，但這兩家屬于“債多了不愁”，作戰(zhàn)半徑下降的相對(duì)幅度較小，雖然也低于理想設(shè)計(jì)要求，但還是高于最低要求，所以暫時(shí)還沒有問題。不過F-35B的短距起飛滑跑距離比要求的增加將近10%，才能滿足起飛重量的要求。

2013年1月13日，美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)作戰(zhàn)測(cè)試和評(píng)估主管（Director ofOperational Testing and Evaluation，簡(jiǎn)稱DOT&E）發(fā)布報(bào)告，指出F-35所有三種型號(hào)的跨聲速性能都沒有達(dá)到要求。F-35A的穩(wěn)定盤旋過載從5.3下降到4.6，從馬赫數(shù)0.8加速到馬赫數(shù)1.2的時(shí)間延長(zhǎng)8秒；F-35B的穩(wěn)定盤旋過載從5.0下降到4.5，從馬赫數(shù)0.8加速到馬赫數(shù)1.2的時(shí)間延長(zhǎng)16秒；F-35C的穩(wěn)定盤旋過載從5.1下降到5.0，從馬赫數(shù)0.8加速到馬赫數(shù)1.2的時(shí)間延長(zhǎng)了驚人的43秒，而指標(biāo)是不超過65秒。DOT&E報(bào)告沒有透露實(shí)際的加速時(shí)間，但要是F-35C在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有留下不可思議的余地，最后實(shí)際加速時(shí)間大大超過最低指標(biāo)幾乎是鐵板釘釘?shù)氖?。?yīng)該指出65秒本身已經(jīng)不是很高的指標(biāo)了。

跨聲速性能對(duì)典型空戰(zhàn)至關(guān)重要，加速時(shí)間大大延長(zhǎng)不僅可能貽誤戰(zhàn)機(jī)，也大大增加了油耗，降低了留空時(shí)間。聲障是空氣中壓力波堆積造成的，好像一堵看不見的石墻一樣。破墻而出后，阻力反而降低，這是跨聲速加速性能的又一個(gè)重要意義。為了反復(fù)核實(shí)跨聲速性能，AF-2和另外兩架飛機(jī)被用于大量的跨聲速加速試驗(yàn)。不過這不是破壞性試驗(yàn)，使用強(qiáng)度不會(huì)超過設(shè)計(jì)上限，但依然造成發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪葉片出現(xiàn)1.5厘米長(zhǎng)的裂紋，普惠的制造缺陷可能也有關(guān)系。裂紋造成F-35全機(jī)隊(duì)在2013年2月停飛。雖然一個(gè)星期后復(fù)飛了，但跨聲速加速性能不足可能迫使發(fā)動(dòng)機(jī)使用加力推力的時(shí)間高于預(yù)期，由此可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和可靠性下降，這已經(jīng)引起人們的疑慮。普惠的制造缺陷并沒有超過質(zhì)量下限，只是可以更加精益求精而已，因此并不計(jì)劃重新設(shè)計(jì)葉片，也不改革生產(chǎn)工藝，只是要求加強(qiáng)檢查和視情更換，這對(duì)增加每小時(shí)飛行費(fèi)用（Cost Per Flight Hour，簡(jiǎn)稱CPFH）的影響就不是普惠顧得上的了。

AF-1到AF-7“全家?！保ㄈ盇F-5）

AF-1到AF-5都是預(yù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

AF-6才是真正的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

首架生產(chǎn)型F-35A(編號(hào)08-0747)由部署于佛羅里達(dá)州埃格林空軍基地的美國(guó)空軍第33戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)接收

F-35和伴飛的F-16成為埃格林附近居民熟悉的身影，埃格林的F-35成為美國(guó)軍方驗(yàn)收試飛的主力

說到CPFH，美國(guó)空軍和海軍與洛克希德·馬丁給出大相迥異的數(shù)據(jù)，并為此爭(zhēng)吵得熱火朝天。美國(guó)海軍在對(duì)F-35的使用成本估算之后，得出結(jié)論，單發(fā)的F-35的使用成本比雙發(fā)的F/A-18C要高出65%。這是因?yàn)殡[身和先進(jìn)電子設(shè)備都帶來額外的維護(hù)要求。如B-2轟炸機(jī)，每飛行小時(shí)需要60小時(shí)的維護(hù)時(shí)間，每7年需要一次為期13個(gè)月的全面翻修，使得分?jǐn)偟矫總€(gè)月的維護(hù)費(fèi)用就高達(dá)340萬(wàn)美元。F-35當(dāng)然沒有那么極端，但使用費(fèi)用也是不菲。美國(guó)空軍在堅(jiān)決否認(rèn)F-35A使用費(fèi)用高于F-16之后，也不得不承認(rèn)，F(xiàn)-35A的使用費(fèi)用比F-16高42%，而在2008年，洛克希德·馬丁和美國(guó)空軍還宣稱F-35A比F-16的使用費(fèi)用至少低20%。洛克希德·馬丁堅(jiān)持CPFH應(yīng)該用可比數(shù)據(jù)，否則容易誤導(dǎo)，這是有道理的。在計(jì)算戰(zhàn)斗機(jī)全壽命使用費(fèi)用的時(shí)候，采購(gòu)費(fèi)用和CPFH應(yīng)該一并考慮，在比較不同選擇的時(shí)候，CPFH的可比性更加重要，否則就是雞同鴨比。因此，洛克希德·馬丁堅(jiān)持把作為可比基準(zhǔn)的F-16沒有的開支去掉，比如分布式孔徑系統(tǒng)、自動(dòng)后勤信息系統(tǒng)（Automatic Logistic Information System，簡(jiǎn)稱ALIS）等。ALIS是F-35降低全壽命使用費(fèi)用的重要舉措，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)上重要系統(tǒng)的狀態(tài)，作為視情檢修的依據(jù)，而不是不分青紅皂白，到時(shí)間一律更換其實(shí)還完好的系統(tǒng)和部件。ALIS也可以在空中就預(yù)測(cè)故障時(shí)機(jī)，向地勤發(fā)送檢修和備件要求，F(xiàn)-35的全球備件供應(yīng)鏈隨之啟動(dòng)，降低作戰(zhàn)中隊(duì)的備件儲(chǔ)備要求，降低使用費(fèi)用。但這些都是F-16及所有第3代戰(zhàn)斗機(jī)不具備的。但美國(guó)空軍的看法不一樣。分布式孔徑系統(tǒng)和ALIS的開支或許與F-16不可比，但最終還是要空軍買單的，不算入CPFH，這賬單最后算誰(shuí)的？問題是，CPFH對(duì)于美國(guó)國(guó)會(huì)和盟國(guó)采購(gòu)的決定有重大影響，波音向加拿大提交的F/ A-18E報(bào)價(jià)中，CPFH就比F-35A低了一半，這當(dāng)然不包括分布式孔徑系統(tǒng)和ALIS，因?yàn)镕/A-18E沒有這樣的東西。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，美國(guó)空軍和洛克希德·馬丁都在為CPFH爭(zhēng)執(zhí)不休。

2011年11月，國(guó)防部采購(gòu)主管弗蘭克·肯達(dá)爾要求對(duì)F-35這個(gè)美國(guó)歷史上數(shù)額最大的軍購(gòu)項(xiàng)目再次評(píng)估，尤其對(duì)邊試飛邊生產(chǎn)的模式進(jìn)行評(píng)估。這份題為《F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)邊試飛邊生產(chǎn)問題快速評(píng)估》的報(bào)告分析了F-35的種種問題之后，建議在試飛完成前放慢LRIP。在此之前，LRIP實(shí)際上已經(jīng)大大減速。按照2002年的計(jì)劃，2012年應(yīng)該轉(zhuǎn)入全速生產(chǎn)，到2017年的累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到1591架。2005年計(jì)劃中，全速生產(chǎn)推遲到2014年，到2017年的累計(jì)產(chǎn)量依然達(dá)到1062架。但2008年計(jì)劃把全速生產(chǎn)推遲到2015年，到2017年的累計(jì)產(chǎn)量下降到775架。2011年計(jì)劃中，全速生產(chǎn)再次推遲到2017年，屆時(shí)累計(jì)產(chǎn)量只有545架。2012年的計(jì)劃沒有懸念地再次下調(diào)，全速生產(chǎn)至少要到2018年以后，到2017年的累計(jì)產(chǎn)量進(jìn)一步下調(diào)到365架。

至今，F(xiàn)-35的研發(fā)已經(jīng)耗資接近600億美元，按照樂觀估計(jì)的5000架總產(chǎn)量，每架F-35分?jǐn)偟难邪l(fā)費(fèi)用也要1200萬(wàn)美元。如果按照更加現(xiàn)實(shí)一點(diǎn)的3000架計(jì)算，每架分?jǐn)偟难邪l(fā)費(fèi)用則要2000萬(wàn)美元。如果按照傳統(tǒng)的由前期基本產(chǎn)量（比如說前2000架）“吃掉”研發(fā)投資而后期生產(chǎn)飛機(jī)不再分?jǐn)偟哪Ｊ?，打進(jìn)前期飛機(jī)的研發(fā)費(fèi)用更高，不可避免地影響飛機(jī)定價(jià)，影響前期外銷前景。相比之下，B-2的研發(fā)耗資“只有”100億美元。由于計(jì)劃的拖延，生產(chǎn)準(zhǔn)備閑置的成本也將打進(jìn)單價(jià)，制造成本進(jìn)一步上升。美國(guó)總審計(jì)署在2012年的一份報(bào)告中指出，F(xiàn)-35計(jì)劃的50年全壽命費(fèi)用將高達(dá)1萬(wàn)億美元，洛克希德·馬丁則指責(zé)不應(yīng)該把美國(guó)空軍機(jī)構(gòu)重組和未來升級(jí)的投資都算進(jìn)去。

由于高昂的初始投資和使用費(fèi)用，美國(guó)海軍有可能削減F-35C的采購(gòu)，轉(zhuǎn)而采購(gòu)成熟而且是雙發(fā)的F/A-18E，或者用無(wú)人機(jī)補(bǔ)足。美國(guó)空軍原打算采購(gòu)1763架，現(xiàn)在也降低到“至少1500架”。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)為了保住本來就不多的F-35B的產(chǎn)量，堅(jiān)決頂住任何采購(gòu)F/A-18E/F的建議，甚至婉言拒絕了海軍的EA-18G（也稱F/A-18G）電子戰(zhàn)飛機(jī)，堅(jiān)持用缺乏專用的特種設(shè)備的F-35B擔(dān)任同樣的任務(wù)。F-35本來是準(zhǔn)備接替F-16的出口市場(chǎng)的，F(xiàn)-35總產(chǎn)量中的60%來自預(yù)計(jì)的出口訂單，但這樣的天價(jià)買得起的國(guó)家不多，出口訂單大幅度萎縮難以避免，將進(jìn)一步推高F-35的單價(jià)，有說法出口F-35的單價(jià)可能上漲到1.5億美元，那就大大超過F-16，甚至超過被公認(rèn)為昂貴的F-15后期型號(hào)，而且直逼以天價(jià)著稱的F-22的最后批量的離地價(jià)格。在經(jīng)濟(jì)危機(jī)的重壓下，奧巴馬任命了一個(gè)總統(tǒng)財(cái)政改革委員會(huì)，研究開源節(jié)流的問題。委員會(huì)在2010 年12月3日建議，F(xiàn)-35B下馬可以節(jié)約176億美元，F(xiàn)-35A和F-35C減半，用F-16、F/A-18補(bǔ)足，又可以節(jié)約95億美元。當(dāng)然，這個(gè)建議最后沒有被采納。

美國(guó)國(guó)防部和洛克希德·馬丁之間為了F-35計(jì)劃的超支和拖延互相指責(zé)。F-35由于洛克希德·馬丁的設(shè)計(jì)和制造問題導(dǎo)致試飛中不斷發(fā)現(xiàn)問題，使得試飛進(jìn)度嚴(yán)重推遲，導(dǎo)致F-35計(jì)劃整體推遲。但試飛組織也是有問題的，而試飛其實(shí)是軍方負(fù)責(zé)的。洛克希德·馬丁也聲稱推遲LRIP原定的逐步增速生產(chǎn)導(dǎo)致了單價(jià)上升。2012年3月20日，空軍部長(zhǎng)麥克·當(dāng)利宣布，再也沒有更多的錢給F-35了，未來再漲價(jià)的話，只有降低采購(gòu)數(shù)量來補(bǔ)償。洛克希德·馬丁和美國(guó)國(guó)防部都閉口不談的是，這樣將導(dǎo)致新的一輪單價(jià)上漲和采購(gòu)數(shù)量降低，形成惡性循環(huán)。2012年3月底，美國(guó)國(guó)防部承認(rèn)，F(xiàn)-35又漲價(jià)4.3%，部分原因是由于推遲批量生產(chǎn)。

BF-5抵達(dá)美國(guó)海軍帕圖克森河基地開始作戰(zhàn)試驗(yàn)

CF-2在美國(guó)海軍帕圖克森河基地進(jìn)行作戰(zhàn)試驗(yàn)

BF-2下方棕黃色的污跡引起人們的關(guān)注，一般認(rèn)為這是F-35B的高溫下洗噴流造成的

美國(guó)海軍特意把“黃蜂”號(hào)兩棲攻擊艦從正常的作戰(zhàn)巡邏中抽出，專門用于F-35B的測(cè)試，足見對(duì)其的重視程度

前四批LRIP統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)超過預(yù)算和推遲交貨的問題，洛克希德·馬丁遇到嚴(yán)重的產(chǎn)能、質(zhì)量控制、物流保障問題。LRIP 1的預(yù)算由5.11億美元上漲到5.62億美元，上漲9%，交付的F-35的實(shí)際單價(jià)為2.8億美元。LRIP 2由22.78億美元上漲到26.08億美元，上漲14.4%，實(shí)際單價(jià)2.17億美元。LRIP 3由31.54億美元上漲到35.70億美元，上漲13.2%，實(shí)際單價(jià)2.1億美元。LRIP 4由34.58億美元上漲到37.03億美元，上漲7.1%，實(shí)際單價(jià)1.16億美元。前4批LRIP總超支10.4億美元，其中美國(guó)國(guó)防部要分擔(dān)6.72億美元，63架飛機(jī)平均每架超支1100萬(wàn)美元，其中58架是美國(guó)的，5架是外國(guó)的（主要是英國(guó)和荷蘭）。洛克希德·馬丁自負(fù)3.68億美元。一方面，LRIP的單價(jià)應(yīng)該是按批次逐步下降的，這在各LRIP的合同價(jià)格中反映了出來。這是生產(chǎn)逐步走上正軌和產(chǎn)量逐步增加的原因。應(yīng)該指出，洛克希德·馬丁在理順生產(chǎn)方面做了極大的努力，這在LRIP 4單價(jià)比LRIP 3下降了45%之多上體現(xiàn)了出來。但這個(gè)45%也包括了產(chǎn)量擴(kuò)大的因素。反過來說，LRIP 4之后產(chǎn)量繼續(xù)低迷，將嚴(yán)重影響繼續(xù)降低F-35單價(jià)的努力。洛克希德·馬丁的抱怨不是沒有道理的。但洛克希德·馬丁依然飽受供應(yīng)鏈和安裝質(zhì)量的困擾，2011年應(yīng)該交付30架飛機(jī)，實(shí)際只交付了9架，都是延期一年以上。另外應(yīng)該指出的是，洛克希德·馬丁的LRIP價(jià)格中不包括發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)由美國(guó)國(guó)防部和普惠另外簽訂合同。

F-35B也完成從“黃蜂”號(hào)上短距起飛的試驗(yàn)

F-35全速生產(chǎn)的年產(chǎn)量應(yīng)該達(dá)到200架以上，不過增速生產(chǎn)后是否會(huì)進(jìn)一步大幅降低單價(jià)，反而是一個(gè)問號(hào)。LRIP的零部件大體來自洛克希德·馬丁和美國(guó)公司，但F-35采用“贏者通吃”模式，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)后，零部件來自全球各合作伙伴，將遇到比LRIP時(shí)代更嚴(yán)重的供應(yīng)鏈問題。波音從波音767時(shí)代開始就逐步推行零部件制造全球化，波音只負(fù)責(zé)最后的總裝，但在組織波音787生產(chǎn)時(shí)依然吃夠了這方面的苦頭，洛克希德·馬丁也不能免俗。全球化生產(chǎn)中的質(zhì)量控制是另一個(gè)問題，尤其在設(shè)計(jì)更改頻繁的時(shí)候，確保通信暢通和質(zhì)量控制是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。2012年1月，部分F-35就因?yàn)榻德鋫阊b反了而停飛過一次。這些新的F-35采用更新型號(hào)的馬丁·貝克US16E彈射座椅，降落傘的包裝和以前的型號(hào)不同。

另一方面，一些指望著F-35生產(chǎn)合同的外包公司由于LRIP產(chǎn)量遲遲不能上去，無(wú)法收回投資，已經(jīng)遇到嚴(yán)重的困難。澳大利亞的一家公司已經(jīng)因?yàn)橘Y金鏈斷裂而宣告破產(chǎn)，盡管和洛克希德·馬丁簽有20年的合同。洛克希德·馬丁需要另外尋找新的上游廠家，要重新走一遍生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的認(rèn)證程序，這個(gè)成本最后也是要轉(zhuǎn)嫁到F-35的單價(jià)上的。另一方面，試飛和諸多改進(jìn)需要對(duì)已經(jīng)交付的LRIP飛機(jī)返工。前4批LRIP飛機(jī)中，美國(guó)軍方已經(jīng)承擔(dān)了3.72億美元的返工費(fèi)用，這是在6.72億美元超支之上的額外開支。美國(guó)國(guó)防部和洛克希德·馬丁經(jīng)過艱苦談判最后達(dá)成協(xié)議，從LRIP 5開始，雙方各承擔(dān)一半返工費(fèi)用。年景不好，要賺一向揮金如土的美國(guó)軍方的錢也不容易了。

除了洛克希德·馬丁，F(xiàn)135發(fā)動(dòng)機(jī)主承包商普惠也有自己的問題。發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)投資從48億美元增加到84億美元，增幅達(dá)75%。主要問題來自發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)修改，尤其是升力風(fēng)扇。發(fā)動(dòng)機(jī)交貨也大大延后于預(yù)期，到2012年初，共提供了42臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和12臺(tái)升力風(fēng)扇，所以洛克希德·馬丁的另一個(gè)抱怨也是有道理的：即使洛克希德·馬丁不延期，普惠也會(huì)延期。但普惠之所以能躲過美國(guó)輿論和美國(guó)國(guó)會(huì)的憤怒，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)盡管延期交付，但還是趕在洛克希德·馬丁的前面，使洛克希德·馬丁不大好轉(zhuǎn)嫁問題。

LRIP 5本來應(yīng)該2009年開始生產(chǎn)，但到2011年12月才草簽協(xié)議，2012年12月才最后簽約。LRIP 5原來計(jì)劃包括44架F-35A、44架F-35B和32架F-35C，結(jié)果大幅度削減到30架，節(jié)約下來的費(fèi)用用于支付計(jì)劃超支和額外測(cè)試。

美國(guó)軍方一直堅(jiān)持F-35的總采購(gòu)量維持在2443架。但2011年12月9日，參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議主席馬丁·鄧普希上將在大西洋委員會(huì)講話，暗示F-35總采購(gòu)數(shù)量可能削減，至少會(huì)推遲和拉長(zhǎng)采購(gòu)周期，以減少未來幾年國(guó)防開支的負(fù)擔(dān)。鄧普希是陸軍上將，但曾在西點(diǎn)和美聯(lián)儲(chǔ)進(jìn)修過經(jīng)濟(jì)學(xué)。西方公司在頭寸緊張的時(shí)候，要做的第一件事情是裁減開支，包括下馬不必要的項(xiàng)目；要做的第二件事情就是推遲重大采購(gòu)和新建項(xiàng)目。美國(guó)戰(zhàn)略重點(diǎn)向亞太轉(zhuǎn)移意味著美國(guó)空軍和美國(guó)海軍的空中力量比反恐時(shí)期更加吃緊，但2009年美國(guó)空軍戰(zhàn)斗機(jī)隊(duì)平均機(jī)齡已經(jīng)高達(dá)20年，美國(guó)海軍的情況也差不多；另一方面，國(guó)防開支拮據(jù)也是不可回避的現(xiàn)實(shí)，未來10年已經(jīng)要裁減4500億美元，進(jìn)一步裁減6000億美元也已經(jīng)啟動(dòng)。司令官鄧普希和總經(jīng)理鄧普希哪一個(gè)才是真面目，時(shí)間自會(huì)揭曉。

F-35的LRIP計(jì)劃雄心勃勃，但在不斷拖延和問題頻出之后，LRIP數(shù)量不斷縮減，嚴(yán)重影響F-35的價(jià)格模型

STOVL的磨難

所謂“成也蕭何敗也蕭何”，對(duì)于F-35來說，STOVL就像這個(gè)蕭何。如果說F-35計(jì)劃是被STOVL的F-35B拖累的，并不為過。F-35B到底怎么了？F-35的發(fā)動(dòng)機(jī)F135是普惠根據(jù)F-22的F119發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展而來的。F135分F135-100（CTOL用）、F135-400（CATOBAR用）和F135-600（STOVL用），三者共用基本的核心發(fā)動(dòng)機(jī)。F135-600不僅可以在前飛狀態(tài)下提供191千牛的加力推力，還可以在短距起飛狀態(tài)下提供169.6千牛的非加力推力，或者在垂直降落狀態(tài)下提供175.4千牛的非加力直接升力，使得F-35B不需要開加力就可以實(shí)現(xiàn)STOVL。這不僅對(duì)降低STOVL的油耗有重要意義，對(duì)降低噴氣溫度也十分重要，加力燃燒噴氣的溫度很容易燒蝕艦船的鋼制甲板或者地面的混凝土鋪裝。F135是世界上推力最大的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，也是最先進(jìn)的STOVL發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“戰(zhàn)斗機(jī)的心臟”，F(xiàn)-35B的問題自然少不了發(fā)動(dòng)機(jī)的問題。F135-600最大的特色是三段式鈦制可偏轉(zhuǎn)尾噴管，垂直偏轉(zhuǎn)角可以達(dá)到95度，也就是說，噴口可以略微向前；水平擺動(dòng)角為正負(fù)10度。F135-600的尾噴管在偏轉(zhuǎn)模式下，可以產(chǎn)生70千牛的直接升力。兩級(jí)低壓渦輪的主軸向前延伸，引出傳動(dòng)軸，用于驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇。這個(gè)不到45千克的傳動(dòng)軸要傳遞相當(dāng)于29000馬力的功率，轉(zhuǎn)速達(dá)到8000轉(zhuǎn)/分。由于升力風(fēng)扇只有在STOVL狀態(tài)下使用，正常飛行中和發(fā)動(dòng)機(jī)脫開，所以有一個(gè)離合器，需要在摩擦片狀態(tài)下工作9～12秒，傳遞6000馬力。實(shí)現(xiàn)可靠機(jī)械閉鎖后，離合器能傳遞全部29000馬力，設(shè)計(jì)要求能開合至少1500次。低壓壓氣機(jī)向兩側(cè)引出加壓空氣支流，通過導(dǎo)管和噴嘴在兩側(cè)1/3翼展的翼下噴出，不僅提供橫滾控制力矩，也在每側(cè)產(chǎn)生8.2千牛的直接升力。升力風(fēng)扇為兩級(jí)設(shè)計(jì)，可以產(chǎn)生89千牛的直接升力，可變截面矩形噴口不僅控制升力，也提供升力風(fēng)扇的防喘振控制。F135-600的構(gòu)思很精巧，但F135-600幾乎所有和STOVL有關(guān)的部分最后都遇到不同程度的技術(shù)問題。

隱身戰(zhàn)斗機(jī)需要武器內(nèi)置，結(jié)構(gòu)重量較大，加上研制中不斷增重，F(xiàn)135的推力只得同步增長(zhǎng)。但和F-15、F-16共用發(fā)動(dòng)機(jī)不同，F(xiàn)135和F119的尺寸、重量完全不同，F(xiàn)-22和F-35不能共用發(fā)動(dòng)機(jī)。F135的推力比F119增加近1/4，不僅把增推空間吃光，還使發(fā)動(dòng)機(jī)的極限工作狀態(tài)成為正常工作狀態(tài)，降低可靠性和壽命。驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇的額外要求進(jìn)一步加重了低壓渦輪的負(fù)擔(dān)。在2007—2008年的臺(tái)架試驗(yàn)中，兩臺(tái)F135-600先后發(fā)生故障，問題都出在低壓渦輪葉片的疲勞裂縫上。在STOVL狀態(tài)下，兩級(jí)低壓渦輪承受的壓力將增加，空心葉片受到靜子導(dǎo)流片的紊亂尾流格外強(qiáng)烈的沖刷，引起過度振動(dòng)，最終導(dǎo)致疲勞裂縫。設(shè)計(jì)修改包括采用非對(duì)稱導(dǎo)流片間隙，打亂紊流的形成，葉片也重新設(shè)計(jì)，避免在內(nèi)部冷卻孔的開孔地方形成應(yīng)力集中。

2011年，普惠終于完成設(shè)計(jì)修改，并修改了發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字控制軟件，使推力提高了0.45千牛，略微改善了F-35B垂直降落重量。垂直降落重量對(duì)F-35B很重要?，F(xiàn)代精確制導(dǎo)彈藥成本高昂，如果在出擊中用不完，不能像鐵炸彈時(shí)代那樣往海里一丟了事，在陸上前線機(jī)場(chǎng)垂直降落時(shí)，附近有友鄰部隊(duì)或者平民居住，更不可能隨便亂丟。但F135的增推潛力實(shí)在是挖完了，難怪再擠出0.45千牛都那么吃力。

升力風(fēng)扇是英國(guó)羅爾斯·羅伊斯的技術(shù)。升力風(fēng)扇重1215千克，直徑1.27米，用于把29000馬力的功率轉(zhuǎn)化為89千牛的直接推力，壓力比2.1∶1，進(jìn)氣口空氣流量234千克/秒。兩級(jí)風(fēng)扇同軸反轉(zhuǎn)，提高效率。寬弦鈦制葉片用線性摩擦焊接固定到鈦制葉盤上。第一級(jí)的葉片是空心的，用于降低重量；第二級(jí)的葉片受力更大，采用空心的技術(shù)難度太大、成本太高，所以是實(shí)心的。升力風(fēng)扇前后幾次修改設(shè)計(jì)，羅爾斯·羅伊斯提出還有5%～10%的增推余地，需要改進(jìn)第一級(jí)葉尖設(shè)計(jì)，降低葉尖和機(jī)匣間隙以減少回流，但撥款沒有到位，就擱置了。

兩級(jí)升力風(fēng)扇是反向轉(zhuǎn)動(dòng)的，避免了氣流在旋轉(zhuǎn)中浪費(fèi)能量。傳動(dòng)軸在兩級(jí)風(fēng)扇位置之間進(jìn)入齒輪箱，齒輪箱的三個(gè)傘齒輪呈C形布置，主動(dòng)齒輪在側(cè)，被動(dòng)的上下傘齒輪自然地實(shí)現(xiàn)第一級(jí)和第二級(jí)風(fēng)扇的反轉(zhuǎn)。這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙，也很緊湊。在設(shè)計(jì)中，為了降低風(fēng)扇的啟動(dòng)力矩，在進(jìn)入STOVL狀態(tài)風(fēng)扇剛啟動(dòng)時(shí)，風(fēng)扇進(jìn)口的可調(diào)導(dǎo)流片適當(dāng)關(guān)閉，降低第一級(jí)風(fēng)扇的負(fù)荷，幫助轉(zhuǎn)速迅速提高到正常工作狀態(tài)。但第一級(jí)風(fēng)扇大幅度卸載了，第二級(jí)風(fēng)扇的卸載不成比例，使得驅(qū)動(dòng)的傘齒輪在上下傘齒輪之間承受巨大的扭力差，導(dǎo)致2003年發(fā)生了一次齒輪箱損毀。羅爾斯·羅伊斯在重新設(shè)計(jì)的過程中，開發(fā)了一套全新的設(shè)計(jì)流程，對(duì)傘齒輪的受力機(jī)制和設(shè)計(jì)也有了全新的認(rèn)識(shí)。齒輪箱的設(shè)計(jì)工作時(shí)間是200小時(shí)，這是相對(duì)于4000小時(shí)的STOVL基本發(fā)動(dòng)機(jī)而言的，美國(guó)空軍型和美國(guó)海軍型的F135發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)壽命則是8000小時(shí)。

連接主動(dòng)傘齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪的是傳動(dòng)軸，要求重量輕、剛度高。從一開始，傳動(dòng)軸的制造就達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但設(shè)計(jì)要求有點(diǎn)樂觀了。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和升力風(fēng)扇的制造和安裝容差、部件的熱脹冷縮、因空氣壓力變化和機(jī)動(dòng)飛行導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形超過設(shè)計(jì)要求，傳動(dòng)軸必須重新設(shè)計(jì)，在兩端裝上柔性接頭，已經(jīng)裝上預(yù)生產(chǎn)型飛機(jī)的傳動(dòng)軸則加入鋼制墊圈，補(bǔ)足尺寸上的松動(dòng)。

F-35的生產(chǎn)是一個(gè)高度復(fù)雜的體系

F135共用基本的核心發(fā)動(dòng)機(jī)，但F135-600具有獨(dú)特的轉(zhuǎn)動(dòng)尾噴口和升力風(fēng)扇

升力風(fēng)扇是羅爾斯·羅伊斯的設(shè)計(jì)

C形布置的三個(gè)傘齒輪組不僅傳遞功率，還自動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下風(fēng)扇的同步反轉(zhuǎn)

傳動(dòng)軸不僅要輕，還要具有很高的剛性

離合器負(fù)責(zé)傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的接通和斷開

在進(jìn)入和退出STOVL狀態(tài)時(shí)，離合器負(fù)責(zé)傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的接通和斷開。這是5片干式離合器，采用和飛機(jī)制動(dòng)相同的摩擦片材料。羅爾斯·羅伊斯聲稱使用壽命超過1000次，但從來不說“達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的1500次”，在試驗(yàn)中也從來沒有達(dá)到過1500次。由于傳送的功率巨大，在短短的9～12秒里，摩擦可以產(chǎn)生12660千焦以上的熱量，相當(dāng)于在9～12秒里把約38千克水從20攝氏度加熱到100攝氏度。這個(gè)熱量的絕對(duì)值并沒有什么了不起，但在時(shí)間上非常短促，對(duì)傳熱設(shè)計(jì)要求很苛刻。按照設(shè)計(jì)，熱量大部分由冷卻油帶走。但為了在巡航狀態(tài)下保證發(fā)動(dòng)機(jī)省油，流量為152升/分的冷卻油泵和冷卻風(fēng)扇只有在STOVL狀態(tài)才開動(dòng)，而正常飛行時(shí)傳動(dòng)軸依然在空轉(zhuǎn)，離合器依然生熱，不妥善冷卻的話，最終會(huì)造成離合器損毀。普惠只有另外設(shè)計(jì)一個(gè)正常飛行時(shí)使用的輔助冷卻系統(tǒng)，同時(shí)還安裝了一個(gè)溫度傳感器，提醒飛行員在短距起飛后迅速爬升到900米以上的中空，不僅盡早退出STOVL狀態(tài)，減少離合器的熱積累，也利用中空較冷的空氣幫助離合器冷卻。

但F135-600最關(guān)鍵的技術(shù)是可以偏轉(zhuǎn)90度的尾噴口。發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管不僅受到高熱，還受到噴氣的極大壓力，機(jī)械受力情況十分嚴(yán)酷，不可能用伸縮管、彈簧管或者軟管之類。傳統(tǒng)推力轉(zhuǎn)向噴口有幾種典型形式。第一種結(jié)構(gòu)是F-22那樣的矩形噴口，兩塊側(cè)板是固定的，頂板和底板是可動(dòng)的，噴氣方向只能在上下方向上改變。矩形噴口可以對(duì)渦輪有所遮擋，有利于雷達(dá)隱身；噴氣流和周邊空氣的混合好，也有利于降低紅外特征。但活動(dòng)的頂板、底板和固定的側(cè)板之間的密封是一個(gè)很大的技術(shù)挑戰(zhàn)，長(zhǎng)期使用后保持密封更難。但密封不好的話，漏氣就要造成推力損失。圓形的發(fā)動(dòng)機(jī)截面和矩形的噴口之間還有一個(gè)過渡，造成一定的推力損失，這不是噴口面積相同就可以解決的。矩形噴口還有一個(gè)問題，偏轉(zhuǎn)角度過大時(shí)，噴口喉道面積急劇縮小，造成嚴(yán)重的噴氣損失。這個(gè)不難理解。偏轉(zhuǎn)30度時(shí)，面積減小13%；偏轉(zhuǎn)60度時(shí)，面積減小50%；偏轉(zhuǎn)90度時(shí)，面積就徹底減小到零了，所以不適用于STOVL。第二種結(jié)構(gòu)是蘇-30MKI那樣的軸對(duì)稱三維轉(zhuǎn)向噴口，利用聯(lián)動(dòng)的羽片結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)噴口的方向。這種結(jié)構(gòu)的好處是容易和現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)適配，層疊的羽片容易密封，而且同等面積下圓形噴口的周長(zhǎng)最小，推力損失最小。和矩形噴口一樣，要保證足夠噴口面積的話，可以偏轉(zhuǎn)的角度也很有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到偏轉(zhuǎn)90度形成直接升力的要求。第三種結(jié)構(gòu)是“鷂”式的“飛馬”發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的彎管噴口?！帮w馬”的發(fā)動(dòng)機(jī)主體和噴口之間的關(guān)系像烏龜一樣，龜身是發(fā)動(dòng)機(jī)主體，四腳就是四個(gè)噴口，每個(gè)噴口都可以繞“肩關(guān)節(jié)”上下轉(zhuǎn)動(dòng)。噴氣呈90度從兩側(cè)離開發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入噴口，通過“肩關(guān)節(jié)”進(jìn)入彎管，再次偏轉(zhuǎn)90度后噴出?！凹珀P(guān)節(jié)”的轉(zhuǎn)動(dòng)使彎管出口向后，形成巡航推力；或者向下，形成直接升力；或者向斜下方，在推力和升力之間折中，用于短距起飛。彎管在理論上也可以向上或者向前。噴口向上既沒有實(shí)際用處，也受到機(jī)翼結(jié)構(gòu)的遮擋。噴口向前可以形成反推力，但噴氣容易再次進(jìn)入進(jìn)氣口，影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作，所以也沒有實(shí)際作用。彎管方式的發(fā)動(dòng)機(jī)噴口和彎管通過圓環(huán)接口對(duì)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。但不管是STOVL、VTOL還是巡航模式，噴氣要轉(zhuǎn)兩個(gè)90度的彎，推力損失較大。另外，這樣的布局和F-35B的尾噴口在本質(zhì)上沖突。

F-35采用第四種方式，這是受到雅克夫列夫的影響，是一種十分精巧的設(shè)計(jì)，采用可偏轉(zhuǎn)90度的圓管，既滿足直接升力的要求，又避免了巡航推力的損失。通常來說，圓管彎轉(zhuǎn)90度的話，需要在彎頭用多個(gè)“楔形”段拼接，但圓管拉直的時(shí)候楔形段之間不容易做到密封。雅克夫列夫沒有這樣硬性彎轉(zhuǎn)，而是像一根魔棒，用斜面對(duì)接的方法，在繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)使得魔棒一端自然彎轉(zhuǎn)。當(dāng)然，魔棒是方的截面，扭轉(zhuǎn)的時(shí)候也不需要保證密封。噴管需要圓的截面，只有圓形截面才能保證無(wú)泄漏扭轉(zhuǎn)。具體來說，可以設(shè)想一根圓管，從右上至左下45度斜切成兩截，固定左端，右端繞軸擰轉(zhuǎn)180度后，就自然和左端構(gòu)呈90度角。但斜切面是橢圓截面，在平直和90度扭轉(zhuǎn)的情況下依然可以做到無(wú)泄漏對(duì)接，但無(wú)法在扭轉(zhuǎn)過程中保持無(wú)泄漏，只有圓形截面才能做到在扭轉(zhuǎn)過程中保持無(wú)泄漏。雅克夫列夫在這里巧妙地使用了一個(gè)立體解析幾何中的原理，用扁橢圓管斜切，使得斜切面正好是圓形截面。具體來說，假定扁橢圓管短軸（豎向）為單位長(zhǎng)度的話，如果45度斜切，長(zhǎng)軸（橫向）長(zhǎng)度需要約為1.414；如果30度斜切，長(zhǎng)軸（橫向）長(zhǎng)度需要約為1.155。顯然，斜切的角度越接近垂直，扁橢圓管越接近圓管。兩段式就可以做到90度偏轉(zhuǎn)，但對(duì)噴氣的扭轉(zhuǎn)過急，噴流的動(dòng)能損失很大，對(duì)噴管的沖刷也很嚴(yán)重。分三段在兩個(gè)對(duì)接處各偏轉(zhuǎn)45度，可以形成必要的過渡，斜切角度由45度變?yōu)?0度，橢圓管也更接近圓管，巡航狀態(tài)下推力損失更小。F135-600采用的就是三段式偏轉(zhuǎn)噴管。

圓形截面的發(fā)動(dòng)機(jī)出口到偏轉(zhuǎn)噴口需要向扁橢圓過渡，在偏轉(zhuǎn)段之后，還要回到圓形截面，才能使用常規(guī)的圓形截面收斂-擴(kuò)張噴口。由于圓管向扁橢圓管的過渡需要三維精密制造，分段多一點(diǎn)兒，更接近圓管，在制造上更容易一些，推力損失也更小。但分段更多的話，重量和復(fù)雜性增加過多。F-35B就是這樣兩級(jí)斜切，側(cè)面看像一個(gè)“八”字。靠發(fā)動(dòng)機(jī)的一端固定，八字上下顛倒成V字后，噴口一側(cè)就自然向下。斜切還略帶左右方向，所以噴口在向下偏轉(zhuǎn)后還可以左右擺動(dòng)正負(fù)10度。

在制造上，通常的大型圓管對(duì)圓度的要求不是很高，但要無(wú)泄漏對(duì)接就要求極高的圓度，上述約1.414∶1或者1.155∶1只是簡(jiǎn)略表示，實(shí)際上需要更多的位數(shù)才能保證足夠的圓度。這不是一道數(shù)學(xué)競(jìng)賽的記憶題，而是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的工程挑戰(zhàn)。大型鈦制件尤其難以精密加工，這進(jìn)一步增加了挑戰(zhàn)性。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，羅爾斯·羅伊斯無(wú)法保證產(chǎn)量和質(zhì)量，花了很長(zhǎng)時(shí)間才解決了工藝問題。相對(duì)來說，驅(qū)動(dòng)扭轉(zhuǎn)的大型環(huán)形驅(qū)動(dòng)齒輪的問題較小，不過噴管向下的時(shí)候，機(jī)腹有一對(duì)艙門要打開，不僅為噴管讓路，也把噴流包絡(luò)起來，好比側(cè)壁式氣墊船一樣，增加直接升力的效率。在試飛中，這一對(duì)大型艙門在打開時(shí)，發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的振動(dòng)問題，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)后才解決了問題。

垂直懸停中，產(chǎn)生足夠的直接升力只是問題的一半，另一半是保持姿態(tài)控制。俯仰方向的姿態(tài)控制由升力風(fēng)扇和尾噴口實(shí)現(xiàn)，橫搖方向的姿態(tài)控制由兩側(cè)的姿態(tài)控制噴嘴實(shí)現(xiàn)。F135-600不只是一個(gè)直通的發(fā)動(dòng)機(jī)前面頂著一個(gè)升力風(fēng)扇，其平面像一個(gè)十字架，縱長(zhǎng)的一豎是發(fā)動(dòng)機(jī)的主體，頂上延長(zhǎng)至升力風(fēng)扇，橫向的兩臂則是提供橫滾控制和輔助直接升力的橫滾臂。由于機(jī)翼不是絕對(duì)剛性的，在機(jī)動(dòng)飛行中存在顯著的扭轉(zhuǎn)，橫滾臂和發(fā)動(dòng)機(jī)的連接必須是柔性的。在橫滾臂頂端是控制噴氣的噴嘴，由作動(dòng)機(jī)構(gòu)控制噴嘴的出氣量和方向。根據(jù)氣體的波義耳定律，氣體壓縮后會(huì)提高溫度，從低壓壓氣機(jī)引出的氣流還是有相當(dāng)溫度的。長(zhǎng)期受熱的噴嘴密封件不可避免地發(fā)生漏氣，F(xiàn)-35B原設(shè)計(jì)的作動(dòng)機(jī)構(gòu)耐高溫能力不足，在使用中很快造成過熱損壞。在60節(jié)以下的STOVL狀態(tài)時(shí)，F(xiàn)-35B的氣動(dòng)橫滾控制（平尾、副翼）基本無(wú)效，只有使用橫滾臂噴嘴。過熱問題使得F-35B可以處在STOVL狀態(tài)的時(shí)間很受限制。準(zhǔn)備著陸的F-35B或許由于甲板操作或者天氣原因需要延長(zhǎng)懸停時(shí)間，再延長(zhǎng)懸停有可能造成姿態(tài)控制失效，這是不容許的。在試飛中，先采用增加隔熱層和耐熱密封膠對(duì)付著，2012年開始采用重新設(shè)計(jì)的噴嘴和作動(dòng)機(jī)構(gòu)。

橫滾臂的另一個(gè)問題是密閉門。在正常飛行時(shí)，為了改善隱身，也為了降低阻力，橫滾臂噴嘴有密閉門蓋住。密閉門是多孔的，使熱量可以散失。但在試飛中發(fā)現(xiàn)，高速飛行的氣流沖刷會(huì)導(dǎo)致多孔門開裂，需要加強(qiáng)，因此從三號(hào)機(jī)開始采用加強(qiáng)的密閉門。

三段式偏轉(zhuǎn)噴管是F135-600的絕技，簡(jiǎn)單、可靠，但對(duì)加工精度要求極高

橫滾臂的噴嘴產(chǎn)生過熱問題

升力風(fēng)扇要能夠改變噴口面積，控制升力；還需要能改變噴流方向，用于懸停狀態(tài)下的俯仰姿態(tài)控制。可調(diào)噴口的另一個(gè)用處是風(fēng)扇的喘振控制。喘振是風(fēng)扇以及所有渦輪機(jī)械的大敵。風(fēng)扇葉尖發(fā)生失速的話，會(huì)大大降低風(fēng)扇出力。在嚴(yán)重的情況下，風(fēng)扇的壓縮作用喪失，已經(jīng)壓縮的高壓空氣逆向回流，使葉尖失速短暫消失，恢復(fù)風(fēng)扇出力，然后再次進(jìn)入失速。周而復(fù)始，造成嚴(yán)重的壓力振蕩，甚至結(jié)構(gòu)毀壞。升力風(fēng)扇需要有能力通過控制背壓來控制喘振。X-35使用圓錐伸縮的可調(diào)截面噴口，圍護(hù)噴口的葉片在上下運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，只能沿著圓錐護(hù)套的錐形環(huán)面移動(dòng)，在上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自然地迫使葉片收縮或者擴(kuò)張，改變噴口截面積。但這樣的設(shè)計(jì)較重，羅爾斯·羅伊斯改用方形截面噴口，用百葉窗一樣的可動(dòng)葉片控制噴口流道面積，同時(shí)控制風(fēng)扇的背壓，改善喘振控制。問題是有一定前飛速度時(shí)，氣流從進(jìn)氣到排氣有一個(gè)自然的由前向后的趨勢(shì)，升力風(fēng)扇入口的壓力場(chǎng)不均勻，也沒有足夠的流道長(zhǎng)度可以理順氣流，所以羅爾斯·羅伊斯最后重新設(shè)計(jì)了風(fēng)扇的中心體，使之不再對(duì)稱，而是像心尖向前的心形，幫助把氣流扭轉(zhuǎn)理順。支承風(fēng)扇中心體的葉片結(jié)構(gòu)也由最小阻力的垂直安裝改為導(dǎo)向前下方的偏轉(zhuǎn)安裝位置，進(jìn)一步幫助理順向下的氣流，代價(jià)是推力有所損失。

升力風(fēng)扇的出口改用不對(duì)稱設(shè)計(jì)，克服前飛中流場(chǎng)畸變的問題

但升力風(fēng)扇的進(jìn)氣門的問題要大得多。X-35的升力風(fēng)扇進(jìn)氣門向左右打開，每側(cè)是一個(gè)雙折門，打開的時(shí)候，截面像一個(gè)倒V形。這個(gè)設(shè)計(jì)重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但問題也多。由于升力風(fēng)扇的空氣流量很大，而且氣流在低速前飛狀態(tài)中需要轉(zhuǎn)彎90度才能進(jìn)入升力風(fēng)扇，機(jī)身上表面“陷入”進(jìn)氣口處的局部氣流畸變嚴(yán)重，容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的喘振，引起升力風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)共振，使得升力風(fēng)扇的壽命只有幾分鐘。重新設(shè)計(jì)的升力風(fēng)扇結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)，共振區(qū)也落在工作頻率之外。但這還不夠，進(jìn)氣門也必須重新設(shè)計(jì)，以保證順暢進(jìn)氣。最后采用后開式進(jìn)氣門。后開式進(jìn)氣門像轎車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋一樣向后掀開，本身就起到氣流導(dǎo)向作用，極大地改善了升力風(fēng)扇的工作條件。洛克希德·馬丁還進(jìn)一步在升力風(fēng)扇進(jìn)氣口的邊緣做坡口和圓滑處理，并增加一圈跌落式臺(tái)口，雖然破壞了隱身要求的圓滑平整，但總算保證了升力風(fēng)扇的工作狀態(tài)。可是后開式進(jìn)氣門又帶來了新的問題。

X-35B的升力風(fēng)扇進(jìn)氣門是側(cè)開的雙折門

F-35B的升力風(fēng)扇進(jìn)氣門改為單一的大型后開門

后開門引起渦流問題，給后面的輔助進(jìn)氣門帶來顫振問題

后開式進(jìn)氣門在前飛狀態(tài)下受到的風(fēng)壓大，不僅引起的阻力大，自身也需要較高的剛性，增加了結(jié)構(gòu)重量，還在開啟、關(guān)閉時(shí)需要大功率液壓機(jī)構(gòu)，尤其需要復(fù)雜的鎖定機(jī)構(gòu)。后開門在35度和65度有兩個(gè)鎖定位置，35度位置用于低速前飛狀態(tài)，65度位置用于懸?；蚨叹嗥痫w狀態(tài)。液壓機(jī)構(gòu)不適用于可靠鎖定，進(jìn)氣門開啟到35度或者65度時(shí)，止回棘爪自動(dòng)頂住鎖定。問題是后開門很容易在鎖定位置上別住，無(wú)法可靠解鎖。若發(fā)生在65度位置還好一點(diǎn)，如果正在起飛，那就立刻返航修理；如果正在懸停和垂直降落，那就落地后修理。比較要命的是在準(zhǔn)備進(jìn)入懸停和垂直降落的時(shí)候卡死在35度的位置，會(huì)使進(jìn)氣門無(wú)法進(jìn)一步開啟到需要的65度。遇到這樣的緊急情況有特殊開鎖機(jī)制解決，但這畢竟不是正常操作方法。每次鎖定機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，都需要把整個(gè)升力風(fēng)扇拆下來才能修理，后來才改進(jìn)到可以不必取下整個(gè)升力風(fēng)扇就修理鎖定機(jī)構(gòu)，但依然是一個(gè)麻煩。洛克希德·馬丁對(duì)鎖定機(jī)構(gòu)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，在棘爪上修出適當(dāng)?shù)膱A角，既保證可靠鎖定，又不至于經(jīng)常發(fā)生別住的問題。改進(jìn)的設(shè)計(jì)在2012年進(jìn)行測(cè)試，然后投入使用。洛克希德·馬丁還在進(jìn)一步研究簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的問題，避免過度復(fù)雜的機(jī)構(gòu)導(dǎo)致可靠性問題。

但高高仰起的進(jìn)氣門還導(dǎo)致另一個(gè)問題。在升力風(fēng)扇進(jìn)氣口之后，有一個(gè)輔助進(jìn)氣口，用于在STOVL狀態(tài)下增加主發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，提高出力達(dá)31千牛，對(duì)不用加力就提供足夠的直接升力十分關(guān)鍵。F-35的兩側(cè)進(jìn)氣口的進(jìn)氣在機(jī)身中央?yún)R合起來，輸入發(fā)動(dòng)機(jī)前端，形狀像一個(gè)“Y”，輔助進(jìn)氣口正好處在“Y”的交匯點(diǎn)上。輔助進(jìn)氣口依然采用簡(jiǎn)單的側(cè)開門，但在低速前飛狀態(tài)下，后開式進(jìn)氣門導(dǎo)致的尾流沖刷引起輔助進(jìn)氣口側(cè)開門嚴(yán)重的顫振問題，尤其在125節(jié)以上升力風(fēng)扇進(jìn)氣門從65度的全開位置關(guān)到35度的半開位置后。在35度半開時(shí)，氣流從升力風(fēng)扇進(jìn)氣門兩側(cè)卷過，導(dǎo)致強(qiáng)烈的不穩(wěn)定渦流，沖刷直立的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助進(jìn)氣門，造成顫振。解決辦法是在起飛時(shí)將從65度關(guān)閉到35度的速度提高到170節(jié)，改變渦流走向，避開輔助進(jìn)氣門；著陸時(shí)在160節(jié)就全開到65度位置，增加對(duì)輔助進(jìn)氣門的遮蔽。這些措施可以減少顫振的問題，但在短距起飛時(shí)增加了阻力，在著陸時(shí)提前打開對(duì)液壓機(jī)構(gòu)的功率要求也更高。另一方面，主發(fā)動(dòng)機(jī)輔助進(jìn)氣門作動(dòng)機(jī)構(gòu)也被重新設(shè)計(jì)，極大地加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)，使得自然頻率大大高于工作頻率，避免共振損壞。

另一個(gè)和STOVL有關(guān)但和發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)關(guān)的問題是第496號(hào)機(jī)框。機(jī)框是機(jī)身的主要橫向受力構(gòu)件，第496號(hào)機(jī)框是安裝主起落架的地方，格外吃力。這是F-35B上6個(gè)鍛鋁機(jī)框中的一個(gè)。F-35B機(jī)體的設(shè)計(jì)壽命是8000小時(shí)，吃重的第496號(hào)更達(dá)到1.6萬(wàn)小時(shí)，已提供足夠的余量。但在靜力試驗(yàn)中，第1500小時(shí)就發(fā)現(xiàn)了裂縫。試飛機(jī)隊(duì)中的F-35B沒有發(fā)現(xiàn)裂縫問題，但還沒有哪一架飛機(jī)達(dá)到1500小時(shí)，所以無(wú)法預(yù)計(jì)達(dá)到1500小時(shí)后是否會(huì)出現(xiàn)裂縫。裂縫是應(yīng)力集中引起的，解決辦法是局部加強(qiáng)，但從第24架F-35B開始，將采用重新設(shè)計(jì)的加強(qiáng)的第496號(hào)機(jī)框。

另一個(gè)發(fā)生裂縫的地方是機(jī)翼前緣翼根肋梁，在F-35A耐久性試驗(yàn)中，第2800小時(shí)就發(fā)生了裂縫。這個(gè)部件是F-35A和F-35B共用的，F(xiàn)-35C的機(jī)翼極大地增加了翼面積，結(jié)構(gòu)不一樣，沒有發(fā)現(xiàn)有同樣的問題。重新設(shè)計(jì)的肋梁將在LRIP 5飛機(jī)上開始使用，早期的LRIP飛機(jī)（包括30 架F-35A和34架F-35B）也將改裝。F-35B升力風(fēng)扇的支撐梁也出現(xiàn)微裂紋問題，將用重新設(shè)計(jì)和加強(qiáng)過的新部件換裝。

那么多加強(qiáng)說到底都主要是增加用料，這導(dǎo)致增重，而F-35B最怕的就是增重。為了降低重量，只有開始新一輪減重，用更高級(jí)的材料和更復(fù)雜的工藝。加上STOVL帶來的一系列技術(shù)問題，這一切都將推高F-35B的成本，拖延研發(fā)時(shí)間。這一切是否值得？

值得與否應(yīng)該根據(jù)STOVL的代價(jià)來決定。從CALF到JSF的基本思路是：升力風(fēng)扇使得只需要較小代價(jià)就可以實(shí)現(xiàn)STOVL。由于F-35計(jì)劃包括美國(guó)空軍型、艦載型和STOVL型，要準(zhǔn)確地計(jì)算STOVL的代價(jià)不容易。SDD之前的JSF計(jì)劃是概念演示，重點(diǎn)在于X-32和X-35的對(duì)比試飛。由于F-22的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)加上先前的YF-22和YF-23的對(duì)比試飛已經(jīng)確定了隱身超聲速戰(zhàn)斗機(jī)的可行性和基本技術(shù)，JSF的重點(diǎn)不在于隱身超聲速的實(shí)現(xiàn)，而在于STOVL，所以JSF階段的40億美元投資可以算入STOVL的代價(jià)。

就發(fā)動(dòng)機(jī)而言，F(xiàn)135為世界戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)之最?？鄢蜷_輔助進(jìn)氣門得到的31千牛額外推力的話，空戰(zhàn)可用的非加力推力也達(dá)124.6千牛，依然超過F100、F110、AL-31的加力推力。但F135的重量也大，根據(jù)普惠的數(shù)據(jù)，美國(guó)空軍型和美國(guó)海軍型的F135重量為2950千克，而不是通常認(rèn)為的1701千克；另一方面，通用電氣F414的單臺(tái)重量為1110千克，單臺(tái)推力為98千牛，兩臺(tái)F414發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和單臺(tái)F135發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)。F414是現(xiàn)成的，不需要額外研發(fā)投資。不能采用兩臺(tái)F414的原因是STOVL要求必須單發(fā)。根據(jù)美國(guó)國(guó)會(huì)研究中心的數(shù)據(jù)，F(xiàn)135和F136的投資為107億美元，這也可以算入STOVL的代價(jià)。

2004年F-35研發(fā)遇到重量瓶頸，其中主要問題出在STOVL的F-35B上，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)推力已經(jīng)達(dá)到極限，但增重使得垂直降落重量不能滿足設(shè)計(jì)要求。由于美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)對(duì)F-35B換裝AV-8B最為迫切，F(xiàn)-35B應(yīng)該是最先入役的，因此F-35B的問題拖累了整個(gè)F-35計(jì)劃的進(jìn)度，美國(guó)空軍和海軍一同受累，導(dǎo)致增加開支62億美元（其中包括為減重而重新設(shè)計(jì)所需的48億），這筆賬也應(yīng)該算入STOVL。

到2011年為止，SDD的總投資為566億美元，扣除上述169億美元STOVL專項(xiàng)投資，其余397億美元應(yīng)該按照F-35A/B/C的生產(chǎn)份額均攤。美國(guó)計(jì)劃采購(gòu)2443架F-35，其中F-35A為1763架，F(xiàn)-35B為340架，F(xiàn)-35C 為340架（包括80架美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35C）。因此，SDD投資攤?cè)隖-35B的部分應(yīng)為55億。計(jì)入JSF的40億后，STOVL的總代價(jià)可以估算為266億美元。

但如果F-35A和F-35C可以改用F414，F(xiàn)135和F414的差價(jià)也應(yīng)該算入STOVL的代價(jià)。普惠沒有公布F135的單價(jià)，但聲稱F135的單價(jià)和F119相同。按照2010年11月11日美國(guó)國(guó)防部和普惠的合同，F(xiàn)119的單價(jià)約1260萬(wàn)美元；另一與通用電氣的合同簽于2009年3月3日，標(biāo)明F414-400的單價(jià)約為378萬(wàn)美元。換句話說，一臺(tái)F135比兩臺(tái)F414高出504萬(wàn)美元，2103架F-35A和F-35C改用較低成本的F414雙發(fā)又是106億美元的差價(jià)。這使得STOVL的代價(jià)增加到370億美元。2011年美國(guó)海軍的數(shù)字表明，F(xiàn)-35B的離地單價(jià)為1.39億美元，340架F-35B平攤這367億美元的額外成本后，F(xiàn)-35B的實(shí)際單價(jià)將達(dá)到2.48億美元。這樣的算法必定會(huì)有各種爭(zhēng)議，但STOVL拖累了F-35計(jì)劃，使得F-35B的實(shí)際單價(jià)變相大幅上漲，而不只是洛克希德·馬丁所報(bào)的離地價(jià)格，這是沒有什么好爭(zhēng)議的。

由于F-35入役推遲，美國(guó)空軍被迫為現(xiàn)有的170架F-15和300～350架（可能最終增加到600架）F-16延壽升級(jí)，F(xiàn)-16的延壽升級(jí)每架耗資1000萬(wàn)美元。F-15應(yīng)該至少相當(dāng)。如果這50億～60億美元中的一部分也算入STOVL導(dǎo)致計(jì)劃拖延的代價(jià)，將進(jìn)一步推高F-35B的實(shí)際成本。

后開門還有剛性和鎖定的問題。為了避開輔助進(jìn)氣門的顫振條件，升力風(fēng)扇進(jìn)氣門的大開度位置要提前達(dá)到，延后退出，阻力增加顯而易見

十三大罪狀

如果在20世紀(jì)五六十年代，F(xiàn)-35僅 STOVL暴露出來的問題就難逃下馬的命運(yùn)，但在F-35成為美國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)世界獨(dú)苗的今天，其手握免死金牌，不過死罪可免，活罪難逃。在SDD十周年的時(shí)候，F(xiàn)-35陣營(yíng)極力陳述成就，但美國(guó)國(guó)防部的一份報(bào)告給F-35又新增了十三大罪狀。這份11月29日呈交的簡(jiǎn)評(píng)報(bào)告是國(guó)防部采購(gòu)主管弗蘭克·肯達(dá)爾要求的，作為國(guó)防部的大內(nèi)總管，該報(bào)告的分量不言而喻。這份題為《F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)邊試飛邊生產(chǎn)問題快速評(píng)估》（簡(jiǎn)稱《快速評(píng)估》）的報(bào)告由三個(gè)助理副國(guó)防部長(zhǎng)、一個(gè)性能評(píng)估部門副主任和一個(gè)高級(jí)技術(shù)顧問執(zhí)筆。

邊試飛邊生產(chǎn)是F-35的一大特色，其假定是JSF計(jì)劃實(shí)質(zhì)性地降低了STOVL的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，F(xiàn)-22的經(jīng)驗(yàn)實(shí)質(zhì)性地降低了隱身和超聲速的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)建模和設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)質(zhì)性地降低了其他的一般技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，足夠低的總風(fēng)險(xiǎn)水平使邊試飛邊生產(chǎn)導(dǎo)致的預(yù)期返工降低到最低。但試飛現(xiàn)實(shí)證明這個(gè)預(yù)期太樂觀了。除了F-35B和STOVL相關(guān)的問題外，《F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)邊試飛邊生產(chǎn)問題快速評(píng)估》羅列了13個(gè)新增問題。

新增問題分為三大類。第一類為5個(gè)影響飛行或任務(wù)安全而尚未解決的重大問題，是邊試飛邊生產(chǎn)的絆腳石，如果不得到妥善解決，足以危害F-35計(jì)劃的繼續(xù)。第一類5個(gè)問題包括頭盔顯示系統(tǒng)、燃油拋灑系統(tǒng)、綜合動(dòng)力系統(tǒng)、艦載型的尾鉤和保密等五項(xiàng)。

F-35的頭盔顯示系統(tǒng)是第二代，不光提供目標(biāo)提示，還可以顯示火控、導(dǎo)航、發(fā)動(dòng)機(jī)、大氣數(shù)據(jù)、武器狀態(tài)等圖標(biāo)信息，并投影顯示夜視攝像機(jī)和分布式孔徑系統(tǒng)的圖像，飛行員可以實(shí)時(shí)觀看360度的全景，并用于導(dǎo)彈來襲報(bào)警和定位、威脅指示和瞄準(zhǔn)以及友機(jī)跟蹤定位。與分布式孔徑系統(tǒng)相結(jié)合后，頭盔顯示系統(tǒng)不僅用于機(jī)載武器火控，還用于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和主要飛行信息顯示。從某種意義上說，頭盔顯示系統(tǒng)好比把傳統(tǒng)的平視顯示器安裝到整個(gè)座艙蓋甚至地板上，飛行員的頭指向任何方向，都可以顯示與這個(gè)方向相關(guān)的系統(tǒng)、態(tài)勢(shì)、武器信息，只不過顯示器實(shí)際上是裝在頭盔前的眼罩上了。重要的是，頭盔顯示系統(tǒng)不是補(bǔ)充傳統(tǒng)平視顯示器的輔助顯示系統(tǒng)，而是完全取代了平視顯示器，成為主要的飛行信息顯示，包括速度、高度、爬升率、地平。換句話說，頭盔顯示系統(tǒng)的性能對(duì)飛行安全、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和作戰(zhàn)效能至關(guān)重要，頭盔顯示系統(tǒng)不能正常工作的話，連基本飛行安全都難以保證。

頭盔顯示系統(tǒng)和頭盔瞄準(zhǔn)具的差別在于，后者只是簡(jiǎn)單的目標(biāo)指示提示系統(tǒng)，而前者是完整的投影顯示系統(tǒng)，可以顯示圖標(biāo)和圖像。功能強(qiáng)大得多，但問題也極大地放大了。頭盔顯示系統(tǒng)的成像平面和眼球很近，圖像的微小抖動(dòng)對(duì)眼球視線來說也是可觀的角位移，主觀感覺上相當(dāng)于大幅度的抖動(dòng)。如果長(zhǎng)時(shí)間抖動(dòng)頻率較高的話，不僅無(wú)法正常讀數(shù)，還會(huì)造成嚴(yán)重的頭痛。這個(gè)問題十分頑固，難以解決。頭盔和頭部的結(jié)合不可能做到絕對(duì)緊密。在正常機(jī)械振動(dòng)、不穩(wěn)定氣流或者機(jī)動(dòng)飛行的情況下，微小的松動(dòng)也會(huì)加劇抖動(dòng)問題。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)試圖用微型陀螺穩(wěn)定圖像，但不僅沒有到可以飛行試驗(yàn)的程度，還可能導(dǎo)致重量問題。頭盔重量不僅是一個(gè)舒適問題，也是一個(gè)安全問題。在過載9的機(jī)動(dòng)中，頭盔重量相當(dāng)于放大9倍，對(duì)飛行員的頸椎是很大的壓力。彈射救生時(shí)，頭盔重量也極大地放大，可能造成頸椎骨折，嚴(yán)重的時(shí)候可能致命，所以頭盔顯示系統(tǒng)對(duì)重量異常敏感。

采取諸多措施之后，STOVL的F-35B還是沒有達(dá)到短距起飛距離的設(shè)計(jì)要求

F-35的頭盔顯示系統(tǒng)是關(guān)鍵技術(shù)之一

但顯示穩(wěn)定性成了大問題，還有亮度、分辨率等其他問題

第二個(gè)問題是顯示滯后。圖像顯示滯后達(dá)130毫秒，圖標(biāo)顯示滯后也有50毫秒，而設(shè)計(jì)指標(biāo)分別是40毫秒和30毫秒。經(jīng)常使用普及型數(shù)碼相機(jī)的人對(duì)顯示滯后會(huì)有體會(huì)，用相機(jī)背上的LCD取景拍攝跑動(dòng)中的小孩時(shí)，圖像不連貫不說，而且總是慢一拍，按快門的時(shí)候小孩已經(jīng)跑出畫面，拍下來的只是半個(gè)小孩，或者錯(cuò)過最佳表情。對(duì)于家長(zhǎng)來說，快門滯后只是惱火；對(duì)于飛行員來說，顯示滯后就要貽誤戰(zhàn)機(jī)，或者危害飛行安全，是很要命的。頭盔顯示系統(tǒng)的清晰度也不足，尤其是在夜視模式下，在滿月的亮度下也只有相當(dāng)于大約350度近視眼的水平，而傳統(tǒng)的夜視眼鏡只相當(dāng)于不到100度的近視眼。隨著亮度的降低，夜視攝像機(jī)的清晰度降低得比夜視眼鏡更快。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在研制的新一代夜視攝像機(jī)，預(yù)計(jì)依然不能達(dá)到傳統(tǒng)夜視眼鏡的清晰度，而且離飛行試驗(yàn)還有一段時(shí)間。

頭盔顯示系統(tǒng)可以說是虛擬現(xiàn)實(shí)的一種體現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)在電腦游戲世界已經(jīng)使用多年，技術(shù)已經(jīng)成熟。但電腦游戲的使用環(huán)境和戰(zhàn)斗機(jī)大不一樣，即沒有強(qiáng)烈的振動(dòng)和機(jī)動(dòng)過載問題，黑暗的環(huán)境對(duì)顯示亮度沒有多少要求，也對(duì)顯示滯后的容忍度較高。但這樣的“業(yè)余級(jí)”性能不能滿足戰(zhàn)斗機(jī)的要求。為了不影響進(jìn)度，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在兩條腿走路，一方面由VSI公司繼續(xù)解決現(xiàn)有問題，另一方面要求BAE提供另一種頭盔顯示系統(tǒng)作為候選。BAE的設(shè)計(jì)采用常規(guī)的夜視眼鏡，但無(wú)法顯示分布式孔徑系統(tǒng)圖像。失去分布式孔徑系統(tǒng)圖像顯示能力使F-35頭盔顯示系統(tǒng)的優(yōu)越性大打折扣，甚至使分布式孔徑系統(tǒng)的作用也大打折扣。需要在多功能液晶顯示器上像電視監(jiān)視系統(tǒng)那樣手工操作改變顯示角度，不僅使用起來別扭，也容易在緊張切換中把觀察的角度搞錯(cuò)——以為還在看左前方，其實(shí)已經(jīng)在看左后下方了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如頭盔顯示系統(tǒng)和分布式孔徑系統(tǒng)交聯(lián)對(duì)空間定位直觀。但現(xiàn)在還沒有更好的解決辦法。

F-35陣營(yíng)宣稱，F(xiàn)-35的頭盔顯示系統(tǒng)成功地顯示了800英里（約1287千米）外的火箭發(fā)射，這其實(shí)有點(diǎn)嘩眾取寵。那是Space-X的“獵鷹9”運(yùn)載火箭的發(fā)射，具有將13150千克有效載荷送入地球軌道的能力，助推級(jí)每秒燃燒3000磅火箭燃料，形成巨大的火炬，20倍于DF-31導(dǎo)彈的助推級(jí)。真正的導(dǎo)彈跟蹤要在助推級(jí)熄火之后，而F-35的頭盔顯示系統(tǒng)就無(wú)能為力了。F-35陣營(yíng)的這種宣傳是魚目混珠，混淆視聽。

第二個(gè)問題是燃油拋灑系統(tǒng)。飛機(jī)著陸瞬間對(duì)起落架的沖擊載荷很高，在航母上降落尤其如此。飛機(jī)可以按照最大起飛重量安全地滑跑和起飛，但不能以最大起飛重量安全著陸，拋灑過多燃油是重載飛機(jī)降落前必須要做的事。拋灑燃油卻不簡(jiǎn)單，不能沾上飛機(jī)，最好能在空中就點(diǎn)燃燒掉。飛機(jī)上有很多高溫表面，沾上了容易著火。在空中直接點(diǎn)燃燒掉是最安全的。做不到的話，應(yīng)該盡量拋灑得遠(yuǎn)一點(diǎn)。雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)的燃油拋灑比較好辦，在兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口之間通常有一定的間隙，燃油管由此延伸而出，其和發(fā)動(dòng)機(jī)之間有隔溫層保護(hù)，拋灑出去后被噴氣直接點(diǎn)燃。澳大利亞空軍用F-111表演時(shí)，傳統(tǒng)節(jié)目之一就是在低空拋灑燃油，在空中點(diǎn)燃一個(gè)很壯觀的大火炬。F-22也是雙發(fā)，也容易這么做。但是單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)不容易這么做，燃油管不容易和發(fā)動(dòng)機(jī)保持足夠的距離和隔溫，為了燃油拋灑系統(tǒng)而特意加大后機(jī)身就得不償失了。單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)通常采用一根伸出的桿子，在桿子盡頭拋灑燃油。但F-35是隱身飛機(jī)，最忌諱這樣的東西。直接向下拋灑也不行，燃油會(huì)灑上起落架，制動(dòng)的高溫會(huì)造成巨大的起火危險(xiǎn)。

F-35的燃油拋灑口緊貼機(jī)體表面，隱身問題解決了，但不能解決燃油沾上機(jī)體表面的問題，乃至在著陸后出現(xiàn)襟翼上積聚的燃油傾灑到地面的情況，容易起火。尤其是STOVL的F-35B，有很多高溫表面，滴灑到的話容易起火。在高溫燃?xì)獯捣飨拢螢⒌降厣系娜加鸵踩菀妆稽c(diǎn)燃。即使不算起火危險(xiǎn)，灑得到處都是的燃油對(duì)于維修、裝彈和修復(fù)隱身涂層也是麻煩。由于這些問題，美國(guó)海軍和美國(guó)空軍索性規(guī)定，除非緊急情況，否則不準(zhǔn)F-35在空中拋灑多余燃油。美國(guó)空軍的F-35A還好說，只要有足夠的跑道長(zhǎng)度，就可以增加著陸接地速度，降低下沉率，重載著陸的問題還比較??；美國(guó)海軍的F-35C就只有拋掉多余彈藥，才能把著陸重量降到可以安全著艦的地步。否則只有在空中多轉(zhuǎn)幾圈，燒掉多余的燃油后再降落。到《快速評(píng)估》發(fā)表的時(shí)候，F(xiàn)-35還沒有一個(gè)既保證安全又不影響隱身的解決辦法。

F-35是電傳操縱飛機(jī)，也就是說，除了起落架、艙門、制動(dòng)系統(tǒng)具有有限的液壓備份之外，主要飛控沒有液壓備份，對(duì)電力供應(yīng)需求大，所以采用270伏直流系統(tǒng)，160千瓦容量，10倍于通常的機(jī)載電力系統(tǒng)，大大增加電路發(fā)生電弧的危險(xiǎn)。由于F-35對(duì)電力的高度依賴，機(jī)載電力系統(tǒng)的可靠性要求很高，采用四重冗余。傳統(tǒng)上，戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或者維修時(shí)機(jī)載系統(tǒng)所需電力需要外接電源的供電。民航飛機(jī)自備輔助動(dòng)力系統(tǒng)（Auxiliary Power Unit，簡(jiǎn)稱APU），用于在地面發(fā)動(dòng)機(jī)不工作的時(shí)候提供電力，也用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)也開始自帶輔助動(dòng)力系統(tǒng)，使得地勤保障的要求大大降低，有利于提高出動(dòng)率。另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)一旦啟動(dòng)，主發(fā)電機(jī)就由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。但在空中一旦發(fā)動(dòng)機(jī)停車，需要備用動(dòng)力幫助起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并維持基本飛控、航電的繼續(xù)運(yùn)行，直到發(fā)動(dòng)機(jī)再次起動(dòng)。F-35采用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)（Engine Starter Generator，簡(jiǎn)稱ESG），在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)作為起動(dòng)機(jī)用，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后電磁逆轉(zhuǎn)，改作發(fā)電機(jī)。ESG有兩套，互為備份，但兩者裝在同一個(gè)軸上，形成單點(diǎn)故障節(jié)點(diǎn)，可能出現(xiàn)兩者同時(shí)故障失效的問題。在可靠性設(shè)計(jì)中，最令人操心的就是單點(diǎn)故障。一旦這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)發(fā)生故障，一大片系統(tǒng)都會(huì)受到影響，而且沒有備用系統(tǒng)可以分擔(dān)。還好，即使兩臺(tái)ESG同時(shí)故障的話，綜合動(dòng)力系統(tǒng)（Integrated Power Pack，簡(jiǎn)稱IPP）還可以作為備用動(dòng)力，可以用于啟動(dòng)ESG。2011 年3月，AF-4果然在空中發(fā)生兩臺(tái)ESG同時(shí)停車的故障，IPP啟動(dòng)，使飛機(jī)安全返回了基地。兩臺(tái)ESG同時(shí)停車的原因是地勤在維修中的人為過錯(cuò)。

IPP作為備用動(dòng)力，可以提供80千伏安的電力。IPP也故障的話，還有一個(gè)90磅重的鋰電池，用于啟動(dòng)IPP，同時(shí)鋰電池作為不間斷電源，對(duì)關(guān)鍵電子和電控系統(tǒng)提供斷電保護(hù)。鋰電池具有足夠的電力，可以保證迫降所需的飛控動(dòng)作。傳統(tǒng)上采用高壓氣體，比如F-16采用肼驅(qū)動(dòng)渦輪，作為空中的緊急起動(dòng)動(dòng)力。高壓氣體的存放不僅需要沉重的高壓鋼瓶，肼還有劇毒，而且易燃易爆，十分危險(xiǎn)。采用鋰電池作為備用動(dòng)力比較安全。IPP和ESG的相關(guān)技術(shù)從20世紀(jì)90年代開始，以聯(lián)合一體化子系統(tǒng)技術(shù)（Joint Integrated Subsystems Technology，簡(jiǎn)稱J/IST）的名義在F-16上首先試驗(yàn)。270伏直流系統(tǒng)可以傳輸更大的功率，直流發(fā)電也取消了發(fā)電機(jī)恒速轉(zhuǎn)動(dòng)的要求，因此可以取消齒輪箱。

F-35的IPP是一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，但這個(gè)意在提高可靠性的系統(tǒng)卻帶來了自身的可靠性問題

不過這個(gè)IPP有奧妙。傳統(tǒng)上，輔助動(dòng)力、備用動(dòng)力和冷暖空調(diào)是各自獨(dú)立的系統(tǒng)。每一個(gè)系統(tǒng)都相當(dāng)于一個(gè)微型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，有獨(dú)立的進(jìn)氣口和排氣口。但隱身飛機(jī)需要盡量減少機(jī)身開口，相似但重復(fù)的系統(tǒng)也需要整合。IPP正是這樣的整合系統(tǒng)，把備用動(dòng)力、冷暖空調(diào)整合到一起。戰(zhàn)斗機(jī)上的冷暖空調(diào)和座艙加壓不僅僅是使飛行員舒適的問題，也是維持機(jī)載系統(tǒng)正常工作的必需。機(jī)載雷達(dá)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要大容量空調(diào)系統(tǒng)，AESA雷達(dá)尤其需要大功率的冷卻能力。IPP將傳統(tǒng)上分立的系統(tǒng)整合到一起，減輕了重量，簡(jiǎn)化了操作和維修。但I(xiàn)PP也成為一個(gè)單點(diǎn)故障節(jié)點(diǎn)，故障將導(dǎo)致主要航電過熱、失去備用發(fā)電機(jī)、失去座艙加壓，在空中出現(xiàn)的話，將導(dǎo)致嚴(yán)重的飛行安全問題。IPP應(yīng)該具有無(wú)故障間隔至少2200小時(shí)，但在美國(guó)空軍的試飛中，已經(jīng)出現(xiàn)11起必須全換的故障，其中8起是在12個(gè)星期里集中出現(xiàn)的，使得無(wú)故障間隔降低到不可接受的13小時(shí)。

IPP的故障還不是罷工那么簡(jiǎn)單。在2011年8月3日的故障中，IPP發(fā)生爆炸，飛出的部件擊穿了油箱，迫使全部F-35停飛兩個(gè)星期。肇事部件全部更換了，但如何確保IPP一旦爆炸不至于擊穿油箱還沒有找到辦法。IPP的更換工序也太復(fù)雜，需要48小時(shí)連續(xù)苦干。低可靠性加上高維修工作量使得IPP需要全面重新設(shè)計(jì)，對(duì)于已經(jīng)交付的F-35來說，又多了一個(gè)返工項(xiàng)目。不過在波音787鋰電池風(fēng)波中，F(xiàn)-35的鋰電池躲過了關(guān)注，還沒有出過大問題。美國(guó)空軍宣稱F-35的鋰電池和波音787的制造商和技術(shù)都不同，沒有問題，不需要修改。

艦載型F-35C的尾鉤曾出現(xiàn)著陸滑跑時(shí)掛不上攔阻索的問題，在萊克赫斯特海航基地試驗(yàn)時(shí)，8次掛鉤嘗試全部失敗。問題出在：

● 主起落架到尾鉤接地點(diǎn)距離太短，使得主起落架的機(jī)輪滾過攔阻索后，攔阻索來不及回位騰空，還緊貼地面，尾鉤難以掛上；

● 尾鉤形狀不利于掛上；

● 壓住尾鉤的機(jī)構(gòu)阻尼不足，使得尾鉤容易被地面或者甲板的不平表面彈起。

洛克希德·馬丁從來沒有設(shè)計(jì)過艦載飛機(jī)，難說這是不是尾鉤設(shè)計(jì)出問題的原因。和典型艦載戰(zhàn)斗機(jī)主起落架到尾鉤接地點(diǎn)的距離相比，F(xiàn)/A-18E為5.7米，F(xiàn)-14D 為6.7米，教練機(jī)T-45為4.45米，就連縱長(zhǎng)相對(duì)較短的無(wú)人機(jī)X-47B都有3.1米，但F-35C只有2.2米。F-35C的尾鉤形狀本來是借用F/A-18E的，F(xiàn)/A-18E的主起落架到尾鉤接地點(diǎn)的距離比F-35C長(zhǎng)150%，沒有機(jī)輪把攔阻索壓到地上來不及彈回的問題，所以F/A-18E的尾鉤前緣較鈍，還略帶像大頭皮鞋一樣的倒鉤，確保掛上攔阻索后不會(huì)脫落。但同樣的形狀用于F-35C就悲劇了——根本掛不上。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在修改中，把尾鉤改為較尖銳的鍥形掛鉤，但這樣的形狀容易掛上，也容易脫落，特別是在尾鉤阻尼不足造成彈跳或者攔阻索張力不均勻的時(shí)候。

F-35C的尾鉤異常短，與主起落架的距離也太近，導(dǎo)致了掛鉤不可靠的問題　

F-35C與F/A-18C的比較

尾鉤阻尼則是一個(gè)典型的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問題，阻尼較小，相當(dāng)于彈簧較軟，尾鉤撞擊甲板的時(shí)候，初始彈跳較小，但隨后的一系列彈跳衰減較慢；阻尼較大，相當(dāng)于彈簧很硬，后續(xù)彈跳衰減很快，但初始彈跳幅度很大。阻尼大小也可以用汽車懸掛來理解：阻尼較小相當(dāng)于林肯車，路面有坑時(shí)，彈跳不大，但要連續(xù)彈跳很多次才消停；阻尼較大相當(dāng)于寶馬車，初始彈跳較大，但接下去基本上就沒有多少后續(xù)彈跳。尾鉤接地時(shí)，彈跳過多或者過大都會(huì)造成不易掛鉤，或者掛上了卻脫鉤。另一方面，在同樣阻尼條件下，尾鉤桿子越長(zhǎng)，彈跳高度越大，需要降低阻尼。最理想的情況是尾鉤接地點(diǎn)離主起落架距離很長(zhǎng)，但尾鉤桿子很短。這需要尾鉤安裝在機(jī)尾最靠后的位置，尾鉤結(jié)構(gòu)突出，很難達(dá)到隱身要求。F-35C的情況則反過來，主起落架到尾鉤接地點(diǎn)的距離近，尾鉤桿子又短，這就不大容易單純用阻尼來幫助可靠掛鉤了。

主起落架的位置受到機(jī)內(nèi)武器艙的影響，相當(dāng)靠后。機(jī)內(nèi)武器艙的位置也沒法動(dòng)，前面被升力風(fēng)扇的位置頂住了。另一方面，主起落架到尾鉤接地點(diǎn)距離難以通過增加尾鉤長(zhǎng)度來解決。出于重量和隱身的考慮，尾鉤不能太長(zhǎng)。要增加距離，只有把尾鉤的安裝點(diǎn)向機(jī)尾移動(dòng)。但尾鉤的受力非常大，約20噸著陸重量的F-35C以至少250千米/時(shí)速度接地，尾鉤要拖住，使飛機(jī)在數(shù)十米內(nèi)減速到靜止，承受的負(fù)荷非常之大。尾鉤只能連接在機(jī)體最強(qiáng)的機(jī)框上，而機(jī)框設(shè)計(jì)和機(jī)體的整體強(qiáng)度有關(guān)，不可能輕易移動(dòng)。一旦移動(dòng)，重新設(shè)計(jì)和制造不說，和機(jī)體強(qiáng)度、疲勞有關(guān)的全部測(cè)試也必須全部重來，茲事體大。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)改進(jìn)了尾鉤設(shè)計(jì)，削尖尾鉤形狀，但并沒有十足的信心。改進(jìn)了尾鉤的F-35C在著陸掛鉤試驗(yàn)中，8次成功了5次。這當(dāng)然是巨大的進(jìn)步，但離實(shí)戰(zhàn)要求還很遠(yuǎn)。經(jīng)驗(yàn)豐富的試飛員在良好天氣和固定的地面試驗(yàn)場(chǎng)只達(dá)到62.5%的成功率，一般的艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在風(fēng)浪中的航母上的成功率只可能更低。37.5%甚至50%的失敗率太高了，對(duì)于剩余燃油不足而又因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間戰(zhàn)斗巡邏而疲憊的返航飛行員更是如此。如果改進(jìn)后的設(shè)計(jì)最終還是不能達(dá)到要求的話，后果非常難以預(yù)料。

在公開的報(bào)告中，第一類重大問題中第五個(gè)缺陷是引人注目的空白，只有機(jī)密版的附件才有具體內(nèi)容。一般猜測(cè)，這涉及到隱身。這不是空穴來風(fēng)，報(bào)告附錄羅列了所有評(píng)估項(xiàng)目，“信號(hào)特征測(cè)試結(jié)果”是一大類，有“制造商數(shù)據(jù)”和“測(cè)試數(shù)據(jù)”兩個(gè)小類，但報(bào)告中對(duì)這一大類只字未提，而所有其他大類都提到。F-35的隱身設(shè)計(jì)在要求上就低于F-22，這應(yīng)該不是原因，只有達(dá)不到設(shè)計(jì)要求才成為問題。當(dāng)然，真相只有到未來解密的時(shí)候才真相大白了。

第二類3個(gè)問題影響重大，但不至于直接影響日常飛行安全，具體影響還需要進(jìn)一步的試飛才能確定，其中包括渦流敲擊、疲勞壽命和試飛進(jìn)度。飛機(jī)在空氣中飛行的時(shí)候，氣流不一定會(huì)平順地流經(jīng)飛機(jī)表面。強(qiáng)大的渦流可以對(duì)機(jī)體局部造成高頻敲擊，造成結(jié)構(gòu)疲勞甚至損壞。F/A-18A在試飛中，渦流對(duì)雙垂尾產(chǎn)生嚴(yán)重敲擊，導(dǎo)致早期疲勞，最后是加強(qiáng)了垂尾結(jié)構(gòu)，并在邊條背上增加了一對(duì)擾流片，改變渦流走向，才解決了問題。F-22也曾經(jīng)有過類似的問題。渦流敲擊也惡化了飛機(jī)的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)不僅影響舒適，也影響飛行員對(duì)儀表的讀數(shù)和精細(xì)的操作動(dòng)作。頭盔顯示系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)十分敏感，渦流敲擊更是大大的壞消息。F-35在試飛中，發(fā)現(xiàn)超常的渦流敲擊現(xiàn)象，這還是在尚未開始20度以上迎角試飛的情況下，大迎角飛行時(shí)，渦流敲擊預(yù)計(jì)更為嚴(yán)重。

根據(jù)已有的試飛數(shù)據(jù)，F(xiàn)-35在迎角只有10度～20度時(shí)，在馬赫數(shù)0.65到0.9范圍內(nèi)已經(jīng)廣泛出現(xiàn)中等程度的渦流敲擊，局部條件下還有嚴(yán)重敲擊。不過F-35大迎角飛行時(shí)飛控穩(wěn)定性尚未認(rèn)證，大迎角試飛要經(jīng)過一段時(shí)間的深度試飛才能確認(rèn)大迎角渦流敲擊的影響，最早要到2014年才能揭曉，在此之前，只能作為技術(shù)不定性處理。如果需要修改氣動(dòng)或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這又是一個(gè)返工項(xiàng)目。比較撓頭的是，傳統(tǒng)的翼刀、鋸齒、擾流片等控制渦流的方法在隱身飛機(jī)上都不宜采用，如何控制渦流將是一個(gè)難題。

F-35的疲勞試驗(yàn)剛剛開始。F-35機(jī)體的設(shè)計(jì)壽命是8000小時(shí)，疲勞試驗(yàn)要求1.6萬(wàn)小時(shí)的等效飛行時(shí)間。到報(bào)告發(fā)布時(shí)間為止，F(xiàn)-35A只完成了3000小時(shí)等效飛行時(shí)間，F(xiàn)-35B為1500小時(shí)，F(xiàn)-35C才開始疲勞試驗(yàn)。但這些有限的試驗(yàn)已經(jīng)暴露了一些疲勞問題。F-35B的第496號(hào)機(jī)框已經(jīng)出現(xiàn)疲勞裂紋，重新設(shè)計(jì)的機(jī)框已經(jīng)交付，將于2012年初重新開始疲勞試驗(yàn)。F-35A的機(jī)翼前緣肋梁也提前出現(xiàn)疲勞裂紋，F(xiàn)-35B是同樣的設(shè)計(jì)，也有同樣的問題；F-35C采用不同的機(jī)翼設(shè)計(jì)，尚不清楚是否會(huì)有類似問題。還有其他部件達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命，盡管這些部件還沒有在疲勞試驗(yàn)中出現(xiàn)裂紋，其中F-35A有24個(gè)這樣的部件，F(xiàn)-35B有19個(gè)，F(xiàn)-35C有15個(gè)。

令設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)擔(dān)心的是疲勞試驗(yàn)剛開始不久，由于疲勞試驗(yàn)的特點(diǎn)，越往后出現(xiàn)的問題越多，預(yù)計(jì)還會(huì)有更多的結(jié)構(gòu)部件疲勞問題。好在部件疲勞都是局部問題，大多是相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)失誤造成的，容易修改，在未來生產(chǎn)的飛機(jī)上不會(huì)留有隱患。問題是已經(jīng)交付的LRIP飛機(jī)比較作難，試飛和疲勞試驗(yàn)全部完成時(shí)，應(yīng)該已經(jīng)交付了至少300架F-35。第一個(gè)辦法是接受降低使用壽命的現(xiàn)實(shí)，變相增加全壽命成本；第二個(gè)辦法是加強(qiáng)檢查，視情更換，這個(gè)也要增加全壽命成本；第三個(gè)辦法是返工修復(fù)，這個(gè)辦法最徹底，但前期投資也最大。

渦流敲擊和疲勞試驗(yàn)都指向一個(gè)問題：氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型尚不能達(dá)到可以徹底依靠的程度。在SDD開始的時(shí)候，洛克希德·馬丁和美國(guó)空軍對(duì)計(jì)算機(jī)模型的信心是邊試飛邊生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，除了局部修改外，對(duì)疲勞測(cè)試和試飛應(yīng)該只是對(duì)計(jì)算機(jī)模型的驗(yàn)證。但實(shí)際試飛和疲勞測(cè)試沒有驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模型的可靠性，反而驗(yàn)證了歷史數(shù)據(jù)：隨著試飛的展開，越來越多的問題正在浮現(xiàn)，并沒有因?yàn)橛?jì)算機(jī)建模和輔助設(shè)計(jì)而減少。這既在意料之外，又在情理之中。空氣動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)等都不是新興學(xué)科，但科學(xué)理論都是建立在理想化的假定上的，純理論的模型解釋簡(jiǎn)化、純化、沒有交互作用的理想現(xiàn)象很可靠，但解釋實(shí)際中的復(fù)雜現(xiàn)象并不可靠。理論的發(fā)展可以更好地解釋復(fù)雜現(xiàn)象，尤其對(duì)技術(shù)邊界以內(nèi)已經(jīng)熟知的現(xiàn)象，但要拓展技術(shù)前沿，又遇到更加復(fù)雜的現(xiàn)象，永遠(yuǎn)沒有窮盡。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪墙⒃谝延袛?shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，對(duì)未知世界的外推很不可靠。但新型戰(zhàn)斗機(jī)一定是對(duì)已有技術(shù)前沿的重大拓延，否則就沒有必要設(shè)計(jì)新型戰(zhàn)斗機(jī)了。即使是低成本戰(zhàn)斗機(jī)，也必定在一些關(guān)鍵技術(shù)上有所突破，而不是現(xiàn)有技術(shù)的簡(jiǎn)單降級(jí)。這使得經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目煽啃允艿絿?yán)重挑戰(zhàn)。外推的可靠性是一門藝術(shù)而不是科學(xué)，有很多主觀判斷的成分。很多情況下，主觀判斷還是準(zhǔn)確的，尤其是還在經(jīng)驗(yàn)適用范圍之內(nèi)。但經(jīng)驗(yàn)的問題就在于遇到不定性的時(shí)候，很難預(yù)先知道經(jīng)驗(yàn)是否適用，否則這就是科學(xué)而不是經(jīng)驗(yàn)了。如果洛克希德·馬丁依賴計(jì)算機(jī)模型重新設(shè)計(jì)一架F-16那樣已經(jīng)沒有多少不定性的戰(zhàn)斗機(jī)，那肯定是駕輕就熟，計(jì)算機(jī)模型高度可靠。但F-35就不一樣了，太多的問題還是只有通過試飛才能確認(rèn)。

很多技術(shù)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)修改都取決于試飛的進(jìn)展，但到《快速評(píng)估》報(bào)告發(fā)表的時(shí)候，F(xiàn)-35的58300個(gè)試飛科目中只完成了19%，基本上還都是容易的項(xiàng)目。10260個(gè)軍方驗(yàn)收科目中只有不到5%得到驗(yàn)收。艦載型F-35C的進(jìn)度尤其落后，14300個(gè)試飛科目中只有2000個(gè)完成。所有三個(gè)型號(hào)都還沒有進(jìn)行低空飛行試驗(yàn)、大迎角飛行試驗(yàn)或者武器投放試驗(yàn)。80%極限水平的載荷、顫振、渦流敲擊方面的試飛科目要到2014年才能完成，100%極限水平的相應(yīng)試驗(yàn)至少要到2016年，12200米以上的高空試飛也要到2016年。美國(guó)空軍的埃格林空軍基地和美國(guó)海軍的萊克赫斯特海航基地的試飛進(jìn)度在2011—2012年達(dá)到計(jì)劃要求，但進(jìn)度依然比SDD原計(jì)劃落后至少8%。這主要是因?yàn)椴粩喟l(fā)現(xiàn)新問題，不斷重新設(shè)計(jì)和返工，還有飛機(jī)的可靠性、可維修性和備件問題。比如說，F(xiàn)-35A的一般試飛拖了系統(tǒng)試飛的后腿，F(xiàn)-35B的升力風(fēng)扇門故障拖了垂直降落試飛的后腿，燃油拋棄的問題拖了所有型號(hào)試飛的后腿。

這樣比較更加清楚

F-35C尾鉤不是一個(gè)傻大黑粗的大鐵鉤子，具有復(fù)雜的受力設(shè)計(jì)和阻尼機(jī)構(gòu)

F-35C的尾鉤沿用F/A-18E的設(shè)計(jì)

軟件問題也是試飛拖延的一個(gè)原因，AF-6因?yàn)檐浖栴}而停飛兩個(gè)星期。但任務(wù)系統(tǒng)的軟件升級(jí)在不斷進(jìn)行，修補(bǔ)和糾錯(cuò)也接踵而至，更加復(fù)雜的武器和傳感器整合部分的軟件測(cè)試還沒有開始。保密使得埃格林和萊克赫斯特之間的溝通不靈，各種版本的軟件在不同飛機(jī)上同時(shí)存在，進(jìn)一步增加了軟件問題的痛苦。軟件測(cè)試和試飛計(jì)劃也對(duì)不上號(hào)，Block 3F在軟件測(cè)試計(jì)劃和試飛計(jì)劃的日程上竟然相差160天。

第三類是5個(gè)中等嚴(yán)重程度的問題，后果和成本居中，但累積起來還是會(huì)對(duì)邊試飛邊生產(chǎn)造成問題，其中包括軟件、超重、過熱、自動(dòng)后勤信息系統(tǒng)和雷擊防護(hù)?，F(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的軟件越來越龐大。F-35的機(jī)載系統(tǒng)超過950萬(wàn)條代碼，超過F-22三倍，超過F/A-18E六倍。F-35的全系統(tǒng)代碼量更是達(dá)到驚人的2400萬(wàn)條，其中很多屬于地勤支援系統(tǒng)。另一方面，戰(zhàn)斗機(jī)的軟件研發(fā)已經(jīng)越來越成為影響成敗的重頭戲，軟件成為戰(zhàn)斗力甚至生存力的關(guān)鍵。2007 年2月，蘭利空軍基地第27戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)的12架F-22經(jīng)夏威夷飛往日本，這是F-22的第一次海外部署。但在飛越國(guó)際日期變更線的時(shí)候，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件不能理解日期變更，發(fā)生錯(cuò)亂，最后導(dǎo)致火控、導(dǎo)航、燃油管理的全面死機(jī)。12架F-22只有在伴飛的加油機(jī)引導(dǎo)下，才能飛回夏威夷。問題很快查清修復(fù)，12架F-22在48小時(shí)后重新起飛，安全抵達(dá)日本。但如果這是在戰(zhàn)斗中，或者沒有就近飛機(jī)引導(dǎo)返航，這12架F-22就懸了。在F-35上，2010年10月，軟件問題導(dǎo)致燃油泵在空中關(guān)停，迫使全機(jī)隊(duì)停飛，直到軟件故障被解決。

大型軟件開發(fā)采用模塊化原則。在理論上，只要界面的接力功能不變，模塊內(nèi)部的更改對(duì)整體的影響就不大。模塊可以分別調(diào)試，然后整體聯(lián)調(diào)。在實(shí)際情況中，由于硬件軟件環(huán)境變遷引起的兼容性問題、現(xiàn)存邏輯漏洞或者增加的新功能導(dǎo)致對(duì)模塊界面重新定義，使得模塊的結(jié)構(gòu)有所變化，對(duì)模塊之間的互動(dòng)起到微妙的作用。多個(gè)團(tuán)隊(duì)并行和交替地修改、升級(jí)高度交聯(lián)的軟件，使得軟件開發(fā)管理高度復(fù)雜化，這是對(duì)軟件開發(fā)功力的極大考驗(yàn)。在傳統(tǒng)上，軍工尤其是航空航天擁有最尖端的人才，但時(shí)代不同了。比爾·蓋茨在一次訪談中坦率地承認(rèn)，他最擔(dān)心的不是IT行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是華爾街。金融行業(yè)把大批頂級(jí)人才吸引過去，IT行業(yè)有被竭澤而漁的擔(dān)憂。要求保密、限制人才流動(dòng)的軍工和航空航天行業(yè)就更有這樣的問題了。在國(guó)防開支緊縮的大環(huán)境下，IT類軍民兩用人才的跳槽壓力更大。這還不是簡(jiǎn)單的多招人的問題。軟件開發(fā)是最不能搞人多力量大的行當(dāng)，一個(gè)高手干的工作分給三個(gè)庸人干，結(jié)果不是時(shí)間縮短到1/3，而是增加3倍。F-35團(tuán)隊(duì)需要的是高素質(zhì)、對(duì)F-35軟件結(jié)構(gòu)、要求和戰(zhàn)斗機(jī)使用環(huán)境熟悉的特殊人才。但《快速評(píng)估》報(bào)告擔(dān)心F-35軟件團(tuán)隊(duì)力量不足，無(wú)法應(yīng)付多重版本和日新月異的要求。

截至報(bào)告發(fā)表時(shí)，只有19%的試飛計(jì)劃完成

軟件賦予電子系統(tǒng)以智能，軟件的易升級(jí)性也使得系統(tǒng)的生命力長(zhǎng)青。但軟件之“軟”使得隱患容易滋生，高度復(fù)雜的大型軟件有時(shí)候都不知道問題會(huì)從什么方向襲來，F(xiàn)-22的國(guó)際日期變更線問題就是一個(gè)例子。大型軟件開發(fā)的難點(diǎn)通常不在于基本功能的實(shí)現(xiàn)，而在于千奇百怪的特殊情況的處理。簡(jiǎn)單說，在應(yīng)用軟件的開發(fā)中，10%～30%的工作量用于基本功能的實(shí)現(xiàn)，70%～90%的工作量用于人機(jī)界面和特殊情況處理。軟件不受干擾地自主完成基本功能，這通常不難做到。但在軟件執(zhí)行的過程中，外界條件的變化，或者飛行員更改指令，軟件如何平順、迅速地過渡到新的狀態(tài)，這就是典型的特殊情況處理。另一個(gè)典型的特殊情況處理是不同模式之間的切換，比如在空戰(zhàn)格斗中，戰(zhàn)斗機(jī)從高空一直追擊到超低空，翻滾騰挪，指東打西，飛控的控制律就要從高空自由飛行一路切換到超低空貼地飛行，這中間對(duì)速度、迎角、橫滾、過載都有不同的限制，對(duì)武器發(fā)射也有不同的限制。在各種模式之間的可靠、平順、及時(shí)切換不是一件簡(jiǎn)單的事情。每一個(gè)“如果……然后……”導(dǎo)致一個(gè)分叉，但和各種其他情況綜合起來，分叉的數(shù)量急劇增加，對(duì)于軟件執(zhí)行走向的控制和避免沖突帶來極大的挑戰(zhàn)，只有嚴(yán)格和周密的軟件測(cè)試才能避免使用中的差錯(cuò)。

軟件測(cè)試和修補(bǔ)與其說是科學(xué)，不如說是藝術(shù)。所有“如果……然后……”的排列組合都測(cè)試實(shí)際上是不可能的，只能對(duì)典型情況測(cè)試。典型情況的確定本身就具有很大的經(jīng)驗(yàn)性，不可避免地留下軟件漏洞。更撓頭的是，研發(fā)中的F-35的軟件還在繼續(xù)增長(zhǎng)。高度軟件化的F-35不僅在航電上需要軟件支持，氣動(dòng)上的更改需要電傳飛控的控制律的相應(yīng)修改，發(fā)動(dòng)機(jī)方面的修改需要發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)限數(shù)字控制系統(tǒng)的相應(yīng)修改，結(jié)構(gòu)上的修改需要對(duì)系統(tǒng)自檢和維修支援軟件的相應(yīng)修改，使得本來已經(jīng)“打通”而且測(cè)試完畢的軟件也需要返工。這不是F-35所特有的，而是現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)中的通病。F-35的代碼量從2000年到2011年增加了37%，而典型戰(zhàn)斗機(jī)在研發(fā)過程中代碼的增加量為30%～100%，F(xiàn)-35的軟件還有繼續(xù)增長(zhǎng)的余地，使得軟件測(cè)試進(jìn)一步復(fù)雜化。

為了控制進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)，F(xiàn)-35的軟件是分批研發(fā)的，功能由簡(jiǎn)而繁，后續(xù)批次在已經(jīng)成熟的先導(dǎo)批次基礎(chǔ)上升級(jí)。已經(jīng)交付的Block 1A軟件只有導(dǎo)航、飛控、座艙管理等基本功能；2012年交付的Block 1B具有簡(jiǎn)單的空空和空地模擬攻擊能力，可以用于訓(xùn)練，但不能真正發(fā)射武器；2013年交付的Block 2A可以用于復(fù)雜的空空和空地模擬攻擊，但依然不能發(fā)射武器；2014—2015年交付的Block 2B具備初始的作戰(zhàn)能力，能發(fā)射機(jī)內(nèi)掛載的AIM-120中距空空導(dǎo)彈和GBU-12“鋪路石”或GBU-32小直徑制導(dǎo)炸彈；具有完備作戰(zhàn)能力的Block 3F要到2017年才能就緒。

但分批交付軟件也有特有的問題。在《快速評(píng)估》報(bào)告發(fā)表時(shí)，試飛機(jī)隊(duì)中有8個(gè)主要軟件版本，其中4個(gè)屬于任務(wù)系統(tǒng)，4個(gè)屬于飛行控制。不同批次的軟件同時(shí)存在，每個(gè)批次內(nèi)部不同功能有不同的成熟程度，有的已經(jīng)能用，有的還不能用，造成軟件測(cè)試、使用、維護(hù)、糾錯(cuò)和升級(jí)的極大困擾。有的問題在后續(xù)版本中已經(jīng)得到解決，有的問題在先導(dǎo)版本中得到解決但在后續(xù)版本中重現(xiàn)，加上不同的排列組合，使得問題極大地復(fù)雜化。這好比以時(shí)間旅行為主題的科幻電影里，主角要同時(shí)出現(xiàn)在幼兒園、小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)、結(jié)婚，甚至幾次再婚后不同年齡段，生活、情感、工作高度錯(cuò)綜復(fù)雜，還要保證前后不能打架，這是很令人抓狂的。

另外，軟件功能增加使得硬件速度不夠用，硬件升級(jí)則帶來新的軟硬件相容性問題，或者需要軟件驅(qū)動(dòng)器和接口的更新。SDD從2001年開始，F(xiàn)-35的生產(chǎn)將持續(xù)到至少2037年。航空IT和民用IT一樣，數(shù)十年里將進(jìn)步巨大，所以F-35采用開放系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望能及時(shí)跟上IT潮流。但開放系統(tǒng)是一把雙刃劍，一方面容易和民用IT銜接，坐享成果；另一方面也帶來了新的威脅。辦公室軟件實(shí)際上也是開放系統(tǒng)，但人們已經(jīng)痛苦地發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)升級(jí)常常不是功能上的需要，而是硬件或者軟件由于停產(chǎn)、停止支持而被迫更新的結(jié)果。硬件和軟件的升級(jí)是另一把雙刃劍。一方面，升級(jí)有助于利用最新功能，提高速度；另一方面，受到時(shí)間考驗(yàn)的硬件、軟件的可靠性有保證，新的硬件、軟件只有得到可靠性認(rèn)證之后才能放心使用，這就使得統(tǒng)一體系內(nèi)同時(shí)存在不同代次的硬件、軟件，而硬件、軟件升級(jí)后與原有系統(tǒng)的兼容性有時(shí)只是一個(gè)理想。重大升級(jí)總是和重大結(jié)構(gòu)改變相連的，重大的結(jié)構(gòu)改變意味著有些原來的東西不再兼容，尤其是牽涉到低層次代碼的驅(qū)動(dòng)器或者為加速運(yùn)行而編譯的“黑盒子”軟件。軟件有全新編寫的，但如果有現(xiàn)成的可以利用，這既節(jié)約時(shí)間和成本，也得到時(shí)間考驗(yàn)，可靠性有保證。問題是舊軟件可能是在過去的軟件平臺(tái)下編寫和編譯，在新的軟件平臺(tái)下會(huì)有兼容性問題。比如說，科學(xué)計(jì)算軟件經(jīng)常繼續(xù)使用30年前編寫的FORTRAN子程序。為了加快運(yùn)行速度，或者和開放式軟件環(huán)境相容，這些FORTRAN常常以編譯好的可執(zhí)行代碼出現(xiàn)，然后打包成為DLL或者其他軟件環(huán)境里的相應(yīng)模塊以便應(yīng)用于視窗環(huán)境。專用軟件環(huán)境和DLL相容，于是再次打包成為更高層次的模塊。幾層打包下來，開始時(shí)順利執(zhí)行沒有問題，一旦基礎(chǔ)軟件環(huán)境升級(jí)了，完全的兼容性就難以保證了。比如說，要是FORTRAN是在視窗2000環(huán)境編譯打包的，現(xiàn)在升級(jí)到視窗8，大體還能保持運(yùn)行，但運(yùn)行總是有些磕磕碰碰，尤其是和其他在新的軟件環(huán)境下編譯的模塊混合運(yùn)行的情況下，最好是重新編譯、重新打包。但簡(jiǎn)單而且比較新的軟件還可以溯本清源，而時(shí)間久遠(yuǎn)而且錯(cuò)綜復(fù)雜的軟件就不容易重新打包了。這種應(yīng)該兼容但實(shí)際上有所兼容、有所不兼容的情況是軟件升級(jí)中的大敵，但也是開放系統(tǒng)的痼疾。硬件升級(jí)也有類似的情況。工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)為開放系統(tǒng)升級(jí)問題已經(jīng)糾結(jié)了近20年，常常發(fā)現(xiàn)升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)和獲益不成比例，坐等到硬件、軟件不再支持才被動(dòng)升級(jí)。F-35還在研發(fā)階段，這個(gè)問題還不嚴(yán)重，但這個(gè)開放系統(tǒng)特有的問題逃不過去，已經(jīng)開始有令人痛苦的苗頭了。

F-35A/B/C各階段能力

開放系統(tǒng)的另一個(gè)問題是網(wǎng)絡(luò)安全問題。任何系統(tǒng)都是有漏洞的。封閉系統(tǒng)的漏洞好比軍事禁區(qū)里的林中小徑，要溜進(jìn)軍事禁區(qū)不容易，要發(fā)現(xiàn)小徑也難，但堵漏也相對(duì)容易。而開放系統(tǒng)好比公園，誰(shuí)都能進(jìn)去走一走。有心人走得多了，小徑就容易被發(fā)現(xiàn)，漏洞就堵不勝堵。軍事世界正在進(jìn)入新的階段，網(wǎng)絡(luò)信息安全成為新的挑戰(zhàn)，美軍參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議前副主席霍斯·卡特萊特上將在2012年5月弗吉尼亞的聯(lián)合作戰(zhàn)會(huì)議上坦率指出，F(xiàn)-35將面臨嚴(yán)峻的網(wǎng)絡(luò)信息安全挑戰(zhàn)，足以威脅生存。不過對(duì)于F-35來說，網(wǎng)絡(luò)安全也不是當(dāng)務(wù)之急，當(dāng)務(wù)之急是通過軟件測(cè)試，確認(rèn)F-35的實(shí)際作戰(zhàn)性能。

F-35是一架高度軟件化的戰(zhàn)斗機(jī)，火控和信息融合取決于軟件。試飛會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的機(jī)電和氣動(dòng)方面的問題，但F-35畢竟是按低成本、中等性能設(shè)計(jì)的，以美國(guó)航空科技的實(shí)力解決這些機(jī)電和氣動(dòng)問題不成問題，只是時(shí)間和成本問題。在試飛走上正軌后，軟件就可能成為F-35形成IOC和FOC的最大攔路虎。軟件測(cè)試也落后于進(jìn)度。在2011年10月底，Block 1B應(yīng)該已經(jīng)完成測(cè)試，但實(shí)際上只完成了25%，任務(wù)系統(tǒng)整合拖了2.5個(gè)月；Block 2A的任務(wù)系統(tǒng)整合應(yīng)該完成67%，實(shí)際只完成35%。2012年3月的美國(guó)總審計(jì)署報(bào)告指出，F(xiàn)-35的任務(wù)系統(tǒng)硬件軟件都沒有達(dá)到成熟、可靠，任務(wù)系統(tǒng)只有4%得到驗(yàn)證，全狀態(tài)測(cè)試要到2017年才能開始，而在SDD計(jì)劃中這應(yīng)該是已經(jīng)達(dá)到IOC的時(shí)候了。有意思的是，報(bào)告把軟件列為第三類，也就是說，不至于影響F-35安危。作為一架高度軟件化的戰(zhàn)斗機(jī)，軟件功能不全將使F-35成為事實(shí)上的殘廢，也就談不上IOC或者FOC。好在軟件看不見、摸不著，軟件的問題也容易躲過公眾和官僚的關(guān)注，可以在機(jī)電和氣動(dòng)問題解決后，再通過硬件和軟件的逐步升級(jí)悄悄解決。F-35項(xiàng)目辦公室不再給出IOC時(shí)間，可能打的就是這個(gè)算盤。

飛機(jī)最怕超重，但F-35的超重問題如影隨形。2004年曾大動(dòng)干戈搞了一次減重運(yùn)動(dòng)，同時(shí)制定了嚴(yán)格的重量管理制度，規(guī)定在2004年的規(guī)格基礎(chǔ)上，F(xiàn)-35B到服役時(shí)增重不得超過3%，F(xiàn)-35A和F-35C不得超過2.5%。也就是說，平均每年增重分別不得超過0.33%和0.28%。2010 年F-35計(jì)劃再次整頓時(shí)，已經(jīng)大大超過容許的逐年增重空間，到2015年已經(jīng)吃掉全部容許的增重空間。2012年的試飛進(jìn)度和計(jì)劃顯示，2012年計(jì)劃完成17%的試飛，2013年32%，2014年52%，2015 年72%，2016年91%，要到2017年才能完成全部試飛，設(shè)計(jì)修改的最后完成也不可能早于2017年。F-35的增重威脅還遠(yuǎn)沒有消除。更大的問題在于，先前減重過程中減下來的一些重量可能在現(xiàn)實(shí)面前被追加回來，這包括約20千克的燃油和機(jī)油系統(tǒng)的各種緊急截止閥和單通閥。緊急截止閥是用于緊急情況下切斷管路的自動(dòng)閥門。單通閥則只容許流體單向流過，不容許逆向流動(dòng)。在萬(wàn)一發(fā)生災(zāi)難性泄漏的時(shí)候，在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的緊急截止閥可以有效地控制泄漏的范圍，在次要一點(diǎn)的地方用單通閥阻止無(wú)控制流動(dòng)。但2013年1月的DOT&E報(bào)告指出，去除這些安全閥使得F-35的聚α烯烴冷卻液系統(tǒng)被擊中后的生存力降低 25%。在一次地面的事故中，系統(tǒng)果然發(fā)生大規(guī)模泄漏，地勤束手無(wú)策，只有等泄漏完了再處理善后。在空中要是發(fā)生這樣的事，結(jié)果就是災(zāi)難性的。

典型戰(zhàn)斗機(jī)在首飛到服役之間，平均增重3.5%，F(xiàn)/A-18E/F大量采用成熟技術(shù)，只增重了2.5%；F-22就沒有那么幸運(yùn)，增重5%。F-35的增重容限是比較苛刻的，但F-35特別需要控制增重。STOVL 的F-35B在垂直降落時(shí)，完全靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供升力。但F135不僅把增推空間吃光，還使發(fā)動(dòng)機(jī)的極限工作狀態(tài)成為正常工作狀態(tài)，降低可靠性和壽命。驅(qū)動(dòng)升力風(fēng)扇的額外要求進(jìn)一步加重了低壓渦輪的負(fù)擔(dān)。因此，F(xiàn)-35B對(duì)增重特別敏感。在《快速評(píng)估》報(bào)告發(fā)表的時(shí)候，F(xiàn)-35B還容許增加23.6千克的重量，但已經(jīng)有63.5千克的增重要求在排隊(duì)等著了，不過也有113千克的減重可能性。算入預(yù)計(jì)的0.44千牛的推力增加，增重空間增加到64.4千克，還是不寬裕。另一個(gè)問題是重量分布，重量過度前移將超過升力風(fēng)扇的扭力極限，但現(xiàn)在重心已經(jīng)略微超過極限，實(shí)際上壓縮了可用的增重空間。

由于推重比不足，F(xiàn)-35A和F-35C也對(duì)增重敏感，不僅影響空戰(zhàn)性能，也影響航程。F-35C的重量還影響著艦重量、著艦速度和剩余油量。F-35A有31.3千克的增重空間，F(xiàn)-35C有11.8千克增重空間，不過著艦重量比較寬裕，還有200千克的增重空間。F-35C的試飛開始最晚，也已經(jīng)有29.5千克的增重要求在排隊(duì)，不過也有14.5千克的減重可能性。F-35重量問題現(xiàn)在勉強(qiáng)得到控制，但進(jìn)一步試飛和設(shè)計(jì)修改很容易吃掉這一點(diǎn)點(diǎn)可憐的增重空間。

在試飛中，F(xiàn)-35飛行員和地勤報(bào)告，座艙和電子設(shè)備艙空調(diào)、多功能液晶顯示器會(huì)由于過熱而死機(jī)。F-35B在STOVL狀態(tài)更加空調(diào)不足，如果飛行員需要身穿寒冷水域救生裝具，會(huì)熱得不堪忍受。事實(shí)上，在不怎么寒冷的水域也需要穿保暖的海上救生裝具，除了熱帶海洋，深海海水溫度在大熱天也是很冷的，落水飛行員沒有適當(dāng)保溫，很快會(huì)因?yàn)轶w溫過低而導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。如果空調(diào)不足導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)全權(quán)限數(shù)字控制系統(tǒng)過熱，可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。飛控系統(tǒng)的機(jī)電作動(dòng)器件同樣有散熱問題，過熱會(huì)導(dǎo)致飛控失靈，這問題就大了。AESA雷達(dá)是另一個(gè)發(fā)熱大戶，缺乏適當(dāng)?shù)睦鋮s也會(huì)發(fā)生故障。由于隱身飛機(jī)密閉的機(jī)體，傳統(tǒng)的氣冷不再有效，需要用液冷。循環(huán)的冷卻液和燃油進(jìn)行熱交換，把系統(tǒng)熱量轉(zhuǎn)移到燃油，燃油一部分燃燒消耗掉，把熱量帶出飛機(jī)；另一部分繼續(xù)留在油箱里，繼續(xù)作為冷源。但飛機(jī)是一個(gè)大體封閉的熱力學(xué)系統(tǒng)，好像一個(gè)保溫不太好的暖瓶一樣。不考慮消耗掉的燃油的話，單純依靠燃油作為冷源，燃油溫度最終要升高，不足以保障有效冷卻。燃油溫度可以上升到49攝氏度，但冷卻液的溫度不能高于60攝氏度，溫差不夠大，導(dǎo)致需要保留的最低機(jī)內(nèi)燃油量很大。

實(shí)際上，散熱是一個(gè)新問題，緣于F-35設(shè)計(jì)之初的估計(jì)不足。F-22和F-35的散熱要求比F-16要高5倍。而且第3代戰(zhàn)斗機(jī)的散熱設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，外掛系統(tǒng)暴露在空氣中，自然容易解決散熱問題；機(jī)內(nèi)系統(tǒng)可以在機(jī)體表面開進(jìn)風(fēng)口，用空氣動(dòng)壓實(shí)現(xiàn)空氣對(duì)流，也可以有效散熱。F-35是隱身飛機(jī)，主要系統(tǒng)能在機(jī)內(nèi)的統(tǒng)統(tǒng)不外掛，機(jī)體表面也不能隨便開孔進(jìn)風(fēng)，所以一方面用發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)引出的較冷的氣流作為冷卻空氣，另一方面主要用燃油作為冷卻的“冷源”。但這樣一來，最低機(jī)內(nèi)燃油不再由返航要求決定，而是由散熱容量決定，F(xiàn)-35在返航時(shí)依然需要攜帶大量的燃油，以保證有效的散熱。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（US Air Force Reseach Lab，簡(jiǎn)稱AFRL，美國(guó)空軍的主要科研機(jī)構(gòu)）投資1.5億美元，從2007年起推動(dòng)一體化飛機(jī)能量技術(shù)（Integrated Vehicle Energy Techonology，簡(jiǎn)稱INVENT）的研究，用動(dòng)態(tài)模型實(shí)時(shí)估計(jì)機(jī)上冷卻容量，幫助散熱管理。散熱容量不足的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)建議飛行員把飛機(jī)升高高度，由高空較冷的空氣幫助散熱。不過這要受到戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)的制約，不是什么時(shí)候都可以升上高空的。F-35主要是在中低空活動(dòng)的。幫助F-35的散熱管理是INVENT的第一階段任務(wù)，以后還將進(jìn)一步增強(qiáng)功能，適應(yīng)下一代戰(zhàn)斗機(jī)裝備定向能武器和大功率電磁攻擊能力的要求。

F-35裝備有自動(dòng)后勤信息系統(tǒng)（ALIS），用于在飛行中和地面上進(jìn)行綜合自檢和維修信息管理，不僅自動(dòng)報(bào)告需要檢修的部件，預(yù)報(bào)剩余壽命，也自動(dòng)保持維修記錄，還和全球F-35備件網(wǎng)相連，自動(dòng)訂購(gòu)、派送需要的備件，減少等待時(shí)間，降低備件庫(kù)存，確保最高的出動(dòng)率。維修信息中心也根據(jù)ALIS自動(dòng)報(bào)告的數(shù)據(jù)，對(duì)部件壽命、故障趨勢(shì)、使用經(jīng)驗(yàn)等自動(dòng)匯總，自動(dòng)分發(fā)。維修分預(yù)防性維修和視情維修，前者根據(jù)部件故障的統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)，在預(yù)計(jì)故障發(fā)生前維修或者更換，搶在故障發(fā)生前面。視情維修則不按照統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)，而是根據(jù)部件的實(shí)際狀態(tài)，決定維修和更換的需要。預(yù)防性維修比較主動(dòng)，但可能造成不必要的浪費(fèi)。視情維修最大限度減少浪費(fèi)，但要是錯(cuò)過了故障先兆，就要發(fā)生問題。ALIS將預(yù)防性維修和視情維修有機(jī)結(jié)合起來，可以極大地減少浪費(fèi)，同時(shí)確保系統(tǒng)的可靠性。但ALIS要到2011年12月才開始交付，在此之前還是用舊的半自動(dòng)系統(tǒng)，試飛機(jī)隊(duì)的15架飛機(jī)要到2012年12月才可能完成升級(jí)。在此期間，人工和自動(dòng)的記錄并存，增加了信息沖突和遺漏。ALIS也管理機(jī)組人員的訓(xùn)練記錄，記錄誰(shuí)受過什么訓(xùn)練，可以在哪一部分系統(tǒng)上做什么樣的操作和維修。但試飛機(jī)隊(duì)的人員很雜，ALIS無(wú)法按照作戰(zhàn)中隊(duì)的要求管理，這部分功能無(wú)法測(cè)試和使用。在試飛階段，和其他問題相比，ALIS的問題不是最大，只是不大方便而已。但是在正式部署后，ALIS將成為F-35運(yùn)作的有機(jī)部分，重要性直線上升。

但是ALIS還有一個(gè)先前未得到關(guān)注的問題。2012年夏天，美國(guó)海軍專業(yè)模擬網(wǎng)絡(luò)黑客的“紅隊(duì)”進(jìn)行了一次不宣而戰(zhàn)的秘密演習(xí)，攻擊ALIS，給洛克希德·馬丁造成了意想不到的破壞。除了“紅隊(duì)”利用了ALIS保密和非保密部分之間防火墻不嚴(yán)密的漏洞之外，破壞的過程和細(xì)節(jié)依然在保密之中。ALIS相當(dāng)于作戰(zhàn)中隊(duì)F-35的電子大內(nèi)管家，連作戰(zhàn)和訓(xùn)練時(shí)的任務(wù)規(guī)劃都管。但ALIS的主體不是機(jī)載的，而是通過公共網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)用戶和整個(gè)后勤供應(yīng)鏈聯(lián)系起來，好像沃爾瑪?shù)奈锪鞴芾硪粯印LIS的網(wǎng)絡(luò)安全問題在于高度分散，擁有眾多入口（據(jù)說有一萬(wàn)多個(gè)），很難嚴(yán)格控制。作戰(zhàn)中隊(duì)F-35的地勤人員高度依賴ALIS，如果來自敵對(duì)方面的惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊滲入ALIS，F(xiàn)-35就會(huì)錯(cuò)失必要的檢修，缺乏必要的備件，甚至以虛構(gòu)的維修為名，關(guān)閉部分系統(tǒng)的功能，嚴(yán)重威脅F-35的戰(zhàn)斗力。這不是ALIS特有的問題，而是網(wǎng)絡(luò)安全的問題，只是ALIS直接影響到F-35的戰(zhàn)斗力，而不是通常意義下網(wǎng)絡(luò)攻擊相對(duì)間接的后果。

飛機(jī)在空中要是遭到雷擊，那是很不幸的事情。F-35采用導(dǎo)電性不良的復(fù)合材料制造，遭到雷擊更不容易及時(shí)泄放電荷，避免結(jié)構(gòu)損傷。F-35采用主動(dòng)防雷擊系統(tǒng)，具體原理沒有透露，但問題是這個(gè)系統(tǒng)不大好測(cè)試有效性。試飛當(dāng)局命令F-35禁止進(jìn)入雷區(qū)周圍45千米左右半徑的空域，到2014—2016年系統(tǒng)測(cè)試完成后才能解禁。以“閃電Ⅱ”命名的F-35繞著大自然的閃電走，也成為被媒體調(diào)侃的一大尷尬事。由于埃格林空軍基地所在的佛羅里達(dá)多雷雨天氣，有可能多到25%～50%的試飛會(huì)受到影響。

更大的問題在于油箱的惰性氣體保護(hù)。油箱半滿的時(shí)候，空間里充滿燃油的揮發(fā)性氣體，如果和空氣混合，容易發(fā)生自燃自爆，需要用惰性氣體填充空間，通常是用氮?dú)狻Ａ硗?，油箱的壁面積很大，油箱內(nèi)的壓力應(yīng)該比環(huán)境壓力高，防止空氣滲入，但壓力差不能太大，否則由于很大的壁面積，不用太大的壓力差就可以對(duì)油箱壁造成很大的壓力，油箱壁需要大大加強(qiáng)。問題是空氣密度隨高度變化，所以油箱壓力要隨之改變，以保持設(shè)計(jì)的壓力差。油箱和環(huán)境壓力有單通的平衡閥，也就是只容許油箱的氮?dú)饬飨颦h(huán)境空氣，但不容許環(huán)境空氣流入油箱。油箱壓力過高的時(shí)候，單通閥放掉一點(diǎn)氮?dú)?；油箱壓力過低的時(shí)候，由機(jī)上氮?dú)庠囱a(bǔ)足。空氣中大約20%是氧氣，另外80%中絕大部分是氮?dú)?，現(xiàn)在采用機(jī)載制氧系統(tǒng)在制氧的同時(shí)，也制取氮?dú)?，取代了過去的氮?dú)馄俊２贿^F-35的制氮能力不足，單通閥也不能保證可靠單通，全速俯沖時(shí)會(huì)導(dǎo)致空氣泄漏進(jìn)油箱，可能造成危險(xiǎn)。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一方面增加機(jī)載制氮的能力，另一方面重新設(shè)計(jì)單通閥，阻止回漏。

由于諸多嚴(yán)重和中等嚴(yán)重的問題，《快速評(píng)估》報(bào)告認(rèn)為F-35的設(shè)計(jì)還沒有達(dá)到足夠穩(wěn)定，建議不再由固定的時(shí)間表決定全速生產(chǎn)的開始時(shí)間，而由研發(fā)和試飛完成程度決定。另外，對(duì)于已經(jīng)投入低速生產(chǎn)和已經(jīng)交付的F-35，美國(guó)空軍和洛克希德·馬丁完成了艱苦的談判，雙方各自負(fù)擔(dān)一半返工開支，此前所有返工開支都是軍方負(fù)擔(dān)的。

除了報(bào)告中列舉的13個(gè)問題，F(xiàn)-35B還有其他問題。在試飛中，F(xiàn)-35A長(zhǎng)時(shí)間使用加力推力的話，會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)過熱。F-35A第一次達(dá)到馬赫數(shù)1.6時(shí)，加力開了幾分鐘，結(jié)果導(dǎo)致平尾涂層起泡、剝落，部分發(fā)動(dòng)機(jī)防熱板也有所損壞。在問題沒有解決之前，所有F-35試飛不得進(jìn)行超聲速飛行，加力使用不得超過1～2分鐘。好在現(xiàn)有的過熱問題都不是太嚴(yán)重的問題，適當(dāng)?shù)闹匦略O(shè)計(jì)就可以解決。

F-35的機(jī)內(nèi)武器艙則是一個(gè)比較別扭的問題。F-35機(jī)內(nèi)武器艙的環(huán)境參數(shù)沒有超過掛載武器的設(shè)計(jì)極限，但只有很小的余度，在大多數(shù)情況下只有10～12攝氏度的溫度余度，噪聲和振動(dòng)余度也很小。機(jī)載武器的極限條件通常不是按照長(zhǎng)時(shí)間處于這樣的條件下設(shè)計(jì)的，現(xiàn)代高性能機(jī)載武器常常出現(xiàn)多次出動(dòng)后依然沒有投放的事情，由于昂貴的成本，直接丟掉是不可思議的。但在接近極限條件下，累計(jì)機(jī)載時(shí)間數(shù)小時(shí)或許沒有問題，幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間就不知道了，沒有這樣的測(cè)試數(shù)據(jù)，制造廠家也心中無(wú)數(shù)。這種情況其實(shí)很普遍。頂級(jí)法拉利跑車可以跑出300千米/時(shí)以上的超高速，但要是常年這樣開，發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)和其他機(jī)械系統(tǒng)的可靠性都要出問題。2012年2 月AF-2的發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪葉片出現(xiàn)裂紋也是這樣的情況。按照極限條件下長(zhǎng)期使用重新測(cè)試、認(rèn)證耗時(shí)費(fèi)金，但長(zhǎng)期這樣使用下去可靠性成為很大的疑問，這是一個(gè)在隱身時(shí)代之前沒有考慮過的問題。

F-35在制訂計(jì)劃的時(shí)候，是按照卡明斯基制定的“成本決定性能”的原則展開的。這個(gè)原則在理論上可以控制成本攀升，但實(shí)際上只是把問題的爆發(fā)推遲。由于先進(jìn)技術(shù)的前沿性和不定性，很多技術(shù)難題都要到工作深入展開了才能明確問題的深度和廣度。技術(shù)細(xì)節(jié)清晰化后，既可能帶來驚喜，也可能帶來頭痛。很多在初始設(shè)計(jì)時(shí)按照最好情況預(yù)估的事情，到具體執(zhí)行時(shí)碰到難題，用戶不愿從已經(jīng)成為共識(shí)的性能要求上讓步，研制方則對(duì)技術(shù)進(jìn)步心存幻想，所以把問題“留給后人解決”，最后“面多了加水，水多了加面”，一直到再也繞不過去了，才大規(guī)模返工，造成成本劇烈飆升。F-111走過這個(gè)怪圈的全過程，F(xiàn)-35有步入老路的危險(xiǎn)。如果成本進(jìn)一步增加，F(xiàn)-35是否會(huì)像卡明斯基設(shè)想的那樣，最終被迫在性能方面做出大幅度讓步，現(xiàn)在還不清楚，問題是F-35在性能上已經(jīng)沒有什么可以讓步的空間了。

自動(dòng)后勤系統(tǒng)是F-35出動(dòng)率和成本控制的重要部分，也嚴(yán)重滯后于進(jìn)度

俗話說，好事多磨。F-35究竟是好事還是敗興事，現(xiàn)在還不好預(yù)言，但F-35的故事肯定是一個(gè)充滿了磨難的故事。F-35的磨難來自于兩個(gè)關(guān)鍵要求：隱身和短距起飛/垂直降落。達(dá)不到這兩個(gè)要求，F(xiàn)-35就不能稱之為F-35。但這兩個(gè)要求都是增重的大戶，而重量是戰(zhàn)斗機(jī)的天敵。