---

ＦＢ卦點說明：

文長慎入

清楚交代了F-35閃肥在研發過程中的困境，以及如何克服這些問題。
回顧整個歷程，這種規模與複雜度的計畫大概誰來搞都會出大問題
能搞到如今大致堪用的階段也算洛馬厲害。

軍盲九點二五毛不看也罷
反正也看不懂

姦20做出來也要拜閃肥之賜
就好像成績好的同學考券寫完了
才有答案出來可以抄

ＦＢ連結：
http://bit.ly/2Icutqr
ＦＢ內容：

F-35是美國在冷戰結束後最大的軍用機計畫，就算不是最貴，絕對是批評最多，爭議不斷
，危機四處的一個。無論是成本，性能，生產，測試，服役，訓練等等項目，
沒有一處可以逃得過睜大眼睛，想要砍掉這個計畫的官員。當然，當洛馬在2001年拿到合
約時，他們提出的是一個預計耗費190億美金，在126個月內要完成的三軍共用戰鬥/
攻擊機計畫。過份樂觀的估計與飛機設計，讓這個計畫成長為340億美金，延長到213個月
的大恐龍。到現在，空軍和陸戰隊使用的已經開始服役，艦載型也將在2019年上半年由
海軍接手操作，這18年給美國軍方，國防部，以及洛馬等部會機構什麼樣的經驗或者是
教訓呢？


性能還要＂不輸給＂F-16。在工程設計上，這是一個相當大的挑戰。

也就是說，F-35在先前的JSF的競標設計上，對於重量的估計過於樂觀，而且，

比起標準最寬的重量預估還要高出4800磅，這可比兩顆Mk 84炸彈放在一起還要重！


1. 在先前的參數估算上面，採用的估計值過於樂觀。

2. 飛機的結構設計上，大量採用可以快速接合的設計，使得結構承重分布無法最佳化。

3. 武器艙佔據的空間，也產生上述的結構承載分布無法最佳化。
換言之，F-35需要以較大的結構重量來承受相同的應力。

4. 由於整體尺寸的關係，F-35的內部空間非常緊緻，B型還有舉升風扇需要的額外內部
空間。這一些前一代飛機都無需考慮的空間需求，除了結構承重分布的問題以外，
還導致各種管線和通道空間的預留與最佳化。


基於上述的發現，洛馬在2004年開始一項為期7個月的垂直起降飛機重量打擊計畫。



略微降低。快速結合的結構設計改為比較傳統的整體結構，這方面是以組裝時需要較多

的時間來換取較輕的重量。


出色的設計反而會變成大烏龜。貝爾在1930年代設計的P-39就是一個例子。由於陸軍航空


工程階段的紀律維持很要緊。
洛馬在後續生產階段倒是保持得不錯，比起產業間平均6%到8%的變化，洛馬壓低在3%
上下，而且是三型都是如此。

也只有透過高度的專案管理與生產控制，才不至於讓節節上升的重量壓死這個計畫，


任何決定都會有正反兩面的影響，尤其是負面影響會不會導致更多的問題或者是缺失爆發
出來，也可能絕對計畫的生死。F-35也不能例外。減輕結構的重量，或者是更換結構的
材質，假如沒有估計好，是會讓結構的強度或者是週期壽命遠低於要求。
結構重量減輕的時候，不單單是應力的大小是否可以負荷，還包括來來回回，
以不同發生頻率發生後，會不會導致金屬疲勞的狀況都得要多加小心。

B型在試飛階段出現翼根與機身接合的鋁製隔艙出現裂縫，還好A型和C型使用鈦合金，
沒有出現類似的問題。這種裂縫很多時候是因為結構的震動累積下來後出現的。
換句話說，B型的結構壽命在當時遠低於設計的預估值。

震動，傳遞到隔艙上，導致裂縫提前產生。洛馬及時將問題解決，一年之後國防部認定
問題不再出現而解除禁令。

其他與減重有關係的衍生問題還包括，B型的武器艙只能使用1000磅炸彈，A和C型仍維持
2000磅，三種構型的共通性比原先降低。內置機炮僅有空軍的A型維持原先設計，
B和C型則是以莢艙的方式，有需要時才會攜帶。可是測試結果發現，居然A型的內置機炮
的彈藥散佈比外掛的還不理想。




穩定飛行。

F-35的設計要求包含運動性必須不輸給前一代的任何戰鬥機。 單單這樣當然不夠。
這一代的戰鬥機，高攻角的性能也得要出眾才可以。


比過去高之外，還需要保持在穩定下，不至於因為控制面的移動而禁如失速或者是螺旋

等不可控制的狀態。

儘管計算流體力學與電腦的搭配，可以解決許多過去需要試飛或者是吹風洞的科目。
然而，高攻角下的模型建立與計算與現實還是有很大的差距，如果單以計算的方式來取得
需要的氣動力資料，在實際飛行時會發現諸多部分的表現差很多。


控制，外型與控制面略為不同的三種構型控制面輸出和輸入等等等差別。想到都頭大了



F-35的飛控軟體核心控制律也是走不同的概念。這個設計概念被稱為非線性動態逆序
（Nonliner Dynamic Inversion，不太清楚怎麼翻譯比較貼切）。
過去的飛控軟體控制律是以線性的控制器來做。
此外，除了改變過去是以接收到輸入調整，
NDI是將飛機的氣動力模型直接輸入到電腦當中，飛行員的任何輸入，
都會放入這個模型中計算出適當的加速率指令給每個控制面。
這種更為複雜的設計概念，好處是在整合控制面的功能上彈性較高。

除錯和測試的難度也隨之水漲船高。


包括飛行模式，少了許多，也就是因為軟體工程上，每一次新增加或者是修復程式模組，

重複過去進行的回歸測試是少不了的。愈複雜的軟體，回歸測試就需要愈多時間，
愈多的測試項目。
既然NDI是把三種構型的空氣動力模式直接建立在軟體當中，如果其中一個構型的模型與
實際有差異時，飛行時的比現就會有所不同，甚至有可能造成飛安的問題。


在這三種構型當中，起飛與降落的要求算是較為嚴格的，都屬海軍的C型。為了符合航艦
操作環境，C型的機翼和尾翼尺寸都比較大，額外的副翼提升滾轉控制，機翼摺疊機構

可說是不太常見的。

這個問題之所以在F-35上面特別嚴重，也和設計上儘量壓低重量，與匿蹤需要將武器放
在內部有關係。F-35算是比較短的飛機，儘管只有單發動機，可是座艙後面下方就有武器
艙，B型還有舉升風扇與管道佔據的空間。如此緊迫的空間分布，使得F-35的主輪和
捕捉鉤的距離短很多。在C型上，這個距離是7.1英尺，相對於超級大黃蜂，這個距離是
18.2英尺。然而，就算是這個距離比較短，和捕捉鉤抓不到攔截索有什麼關係呢？


為緊貼甲板，類似設計的捕捉鉤就比較難把攔截索給＂鏟＂起來。在沒有看到問題的原因

前，還真是難以想像他們之間居然會有如此的關係。





就是在與任務相關的軟體測試上，這方面的飛行次數比預估多了1200次。像是美國空軍


除了軟體更新以外，硬體也會更換。兩者之間的相容性一定得要測試通過才可以。
這樣一來，又要更多的飛行架次。也可以這樣說，每一次有修正或者是新功能釋出時，
或者是硬體更換之後，都要安排飛行測試來驗證軟硬體的部分沒有發生狀況。這種情況，
在過去是完全沒有預料，也沒有經驗的。


有辦法配合嗎？這也會考驗專案辦公室的能力了。

所以，這些教訓，對外來的幫助有多少，先從生產量要大幅提升的F-35的後續改良來看看
吧。錢和時間都砸下去了，沒有幫助的話，那可是不行的。拭目以待吧。

照片來自 Globalsecurity，交代了海軍和陸戰隊構型對應到現役的飛機。

https://imgur.com/Vnn3mvq.jpg




--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.73.65.5
※ 文章代碼(AID): #1RgU7fJd (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1537860073.A.4E7.html