美弟F35B垂直起降战斗机的动力系统
前段时间国家专利局公开了成飞集团设计的一个垂直起降战斗机的技术专利。比较有意思的是，这架垂直起降战斗机的整体外形非常像俄罗斯的SU75战斗机。从外形上看，和SU75唯一的区别是飞机的进气口不同，SU75采用的是下颌进气道，而成飞的设计是一个类似J10C的腹部进气道，以及一个类似F35B的座舱后进气道。
成飞设计的双发垂直起降战机的基本构型
成飞这架垂直起降战斗机的动力系统设计采用了垂直起降战机比较罕见的双发串列布局。前面一台发动机的进气口在飞行员座舱背后，并且有两个尾喷口。这台发动机的整个空气流道像一条裤子一样，骑在后一台发动机的进气道上，两个裤腿就是两个喷口。
前一台发动机的矢量喷口可以向下也可以向后喷气
两个喷口位于机身两侧翼根下方，并且喷口是矢量喷口，可以向下喷气也可以偏转向后喷气。后一台发动机采用腹部进气道，发动机尾喷口可以向下偏转，结构类似于美弟F35B垂直起降战斗机的尾喷口。垂直起落时前一台发动机的两个喷口向下喷气，后一台发动机的喷口也向下偏转喷气。三个喷口同时工作并保持平衡，协调完成战机的起降操作。转入平飞之后，所有喷口全部转向后方喷气推动飞机前进。而且前两个喷口在正常平飞过程中也可以发挥矢量推力的作用，能够帮助战机做出更敏捷的机动动作。成飞的技术方案中，两台发动机无论垂直起降和平飞时都是可以工作的，很好地解决了垂直起降战机常见的结构死重问题。
F35B的垂直起降动力来自四股喷射气流 而且前面三股是冷气流
常见的垂直起落技术方案像美弟的F35B和苏联的雅克141，都存在结构死重问题。比如F35B采用的单台发动机，机头后方是一个升力风扇，两侧翼根下是两个滚转喷口，然后是发动机尾喷口。四个喷口同时向下喷气，形成向上的升力。而且受单台发动机工作构型的影响，单台发动机推力有限，导致F35B的垂直起飞重量受到很大限制。当F35B转入正常飞行后，风扇和滚转喷口都不工作了，这些机构都成了结构死重。
F35B的升力风扇
并且还占有了宝贵的机内容积，导致燃油携带量大幅减少，整体性能比较差。F35B的空重达14.57吨，即使大量采用了减重设计，空重比F35A仍然多出了1.35吨。而F35B使用的F135-PW-600发动机，其悬停总推力只有17.89吨。也就是说F35B的最大起飞重量不超过这个数字。这就严重限制了F35B的性能，导致F35B的作战半径只有833公里，比F35A和F35C的1100公里小了很多。
雅克141在飞行员座舱后方布置了两台升力发动机
苏联的雅克141垂直起降战机在飞行员座舱后方布置了两台升力发动机，这样的设计摆脱了单台发动机推力的限制，起飞重量就可以大很多。可以大大改善飞机的载荷能力，能够携带更多的燃料和弹药。但是这两台发动机也只是在飞机起降阶段工作，飞机转入平飞以后就不工作了。这样发动机的重量和占用的体积在平飞后就变成了累赘。
雅克141的升力发动机喷射的是热气流
而且这一设计还有一技术缺陷，那就是前面的两台升力发动机喷射的热气流容易被后一台发动机吸入。因为升力发动机的喷口离后一台发动机的进气口很近。因为热气流是经过燃烧的，氧气含量很少。如果出现这种情况，往往容易导致后一台发动机的动力迅速下降，导致飞机失去平衡而坠毁。而且雅克141要想平稳的完成起降动作，还需要前两台升力发动机和后面的主发动机完美配合，控制和协调这三台发动机的转速是一个比较棘手的技术难题。
F35B的动力系统
相比较而言F35B的问题就比较好解决。其升力风扇本身没有燃烧室，喷射的气流是冷气流，因为前面的升力风扇自己没有动力，其动力来自后方的发动机。而升力风扇和发动机之间是通过传动轴连接的，转速协调就不是问题。
升力风扇的右侧就是离合器
而真正的挑战是离合器的设计，因为升力风扇起降时需要工作，平飞时就不用工作了，所以平飞时需要切断动力，这就需要一个机械的离合器。这个离合器的传动功率是非常大的，可以达到28000马力，足以驱动一艘驱逐舰，如何可靠工作也是一个技术难点。
而成飞的设计就非常完善，前一台发动机的喷口离后一台发动机的进气口很远，不容易吸入高温废气，避免了像雅克141那样的缺陷。而且可以采用两台一样的大功率发动机，推力足够强大，起飞重量也可以更重。不会因为单台发动机的推力限制而影响飞机的性能，航程和载弹量有足够的保障。成飞的设计虽然也有协调两台发动机转速这样的技术问题，不过现在我国的发动机水平也上来了，广泛采用了数字全权发动机控制系统，控制技术已经不是问题了。而且成飞的设计控制方式也非常简单。只有三个喷口，但三点即可形成一个平面。而像F35共有四个喷口，控制起来也更为复杂。雅克141则更加麻烦，三个喷口在一条线上，非常容易出现滚转，左右平衡很难控制。
那么成飞设计的这型垂直起降战斗机会真的完成研制投入正式装备吗？有没可能装备在我国075两栖攻击舰上呢？应该说成飞的设计虽然优秀，但实际投入装备的可能性仍然不大。因为这个专利设计目前看只是个基本构型的设计，如果实际投入装备还有很多问题需要解决，比如机身蒙皮烧蚀的问题。因为前一台发动机的喷口是布置在翼根下方的，垂直向下喷气时问题不大。但向后喷气时，热气流会扫过机身和机翼下方，附近的机身蒙皮都会面临烧蚀的问题。
因为第五代战斗机的机身蒙皮普遍都是复合材料的，工作温度最多三百多度。而涡扇发动机的排气温度至少在四、五百度以上，而且如果开启加力燃烧室温度会达到两千度以上。可能还要考虑散热冷却问题，因为机身和机翼太热会带来热管理问题。这样蒙皮材料就必须重新选择了，要么用耐热的钛合金或者不锈钢，要么使用陶瓷基复合材料。因为金属材料无法隐身，所以其实也只能选择陶瓷基复合材料了。虽然我国已经掌握了陶瓷基复合材料技术。但是在机身上大面积使用陶瓷基复合材料还没有先例，我们需要从头开始积累经验，因为这已经超出了战斗机的传统材料体系了。
垂直起降战机总体上性能是不如同时代的常规起降战机的
再则在最可能装备垂直起降战机的076两栖攻击舰上，我们事实上已经选择了常规起降的战斗机了。因为招标文件已经提到了电磁弹射器和电磁阻拦装置。而在075两栖攻击舰上如果装备垂直起落战斗机，也会挤压直升机的使用空间，这会影响垂直登陆能力，所以在075上装备垂直起降战斗机的可能性也不大。如果075需要战斗机伴随作战，比较大的可能性也是由076上的常规起降战斗机提供帮助的。毕竟垂直起落战斗机的性能和常规起降战斗机的性能相比还是要打些折扣的。所以更大的可能是成飞的这一垂直起降战机的设计会被当做技术储备。
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