Самолет Х-35В «Lockheed Martin»

Для обеих команд, участвовавших в программе JSF, создание варианта УКВП (укороченный взлет, вертикальная посадка  Short Take-off, Vertical Landing, STOVL) для Корпуса морской пехоты США стало труднейшей задачей. Для своего демонстратора Х-35В «Lockheed Martin» выбрала еще непроверенную схему с подъемным вентилятором.Три претендента на участие в программе JSF предложили три разных варианта силовой установки для самолета УКВП. «Boeing» предпочла вариант с подъемно-маршевым двигателем, как у самолетов семейства Harrier.
 


В проекте «Northrop»/«McDonnell Douglas» предусматривалось использование подъемного и подъемно-маршевого двигателей (lift-plus-lift/cruise, LPLC), как на СВВП Як-38 и VAK 191. «Lockheed Martin» предложила совершенно другой вариант, ранее не использовавшийся,  подъемный вентилятор.Предусматривалось использовать двигатель с управляемым вектором тяги и приводимый от него отдельный вентилятор, «гнавший» холодный воздух. Основным недостатком такой схемы, как и в случае с вариантом LPLC, являлось то что в обычном полете подъемный вентилятор (или подъемные двига тели) были «мертвым» грузом. Но предложенный «Lockheed Martin» вариант имел и скрытые достоинства. Место, занятое вентиляторои на самолете УКВП, могло быть использовано для дополнительного топлива на палубном самолете CV для ВМС США и обычном самолете CTOL (conventional take-off) для ВВС США. Тем более что оба последних варианта имели более высокие требования к дальности, чем машина для КМП.

Однако двигатель с подъемным вентилятором имел и преимущества перед подъемно-маршевым двигателем, использованным «Boeing» для своего Х-32В: сглаживание характеристик перехода к горизонтальному полету, увеличение суммарной тяги силовой установки и отсутствие проблем с попаданием в двигатель собственных выхлопных газов.Конструкторы «Lockheed Martirn определили, что подъемный вентилятор будет создавать «подушку» из холодного воздуха под висящим самолетом, не позволяя горячим выхлопным газам, способным серьезно повлиять на работу двигателя, прорваться к воздухозаборникам. Испытания показали, что на режиме висения температура воздухозаборника возрастала всего на 3°С.Предлагавшийся «Lockheed Martin» самолет УКВП по внешнему виду был идентичен самолету CTOL для ВВС США, прототипом для которого служил Х-35А. Когда программа его испытаний подошла к концу 22 ноября 2000 года, Х-35А был доставлен в «Skunk Works» в Палмдейле, где его оснастили подъемным вентилятором фирмы «Allison», сменив обозначение на Х-35В. По сути, подъемный вентилятор представляет собой два вентилятора большого диаметра, вращающихся в противоположные стороны, в отсеке за кабиной пилота. Открывающиеся верхние створки обеспечивают поступление воздуха в вентилятор, а нижние створки  выход разогнанного воздушного потока. Для плавного перехода от режима висения к обычному полету осуществляется управление вектором тяги этого потока. На Х-35В воздух выходил через отклоняемое D-образное сопло, но на серийном варианте предполагается использовать подвижные направляющие створки-жалюзи.

Вентилятор приводится через вал от двигателя. Вал, снабженный муфтой, заканчивается единственным редуктором, приводящим обе ступени вентилятора. На полной мощности тяга подъемного вентилятора составляет около 80 кН.Тяга вентилятора используется для удержания носовой части самолета, и уравновешивается тягой двигателя, направленной вниз через управляемое трехсекционное сопло. Последнее было разработано фирмой «Rolls-Royce» на основе конструкции ОКБ Яковлева, использовавшего аналогичное устройство на прототипе палубного истребителя Як-141. Сопло может отклоняться на 15° вперед от вертикали, обеспечивая самолету «задний ход» на режиме висения. Фирма «Pratt 8tWhitney» разработала для Х-35В двигатель F119-611S. Тяги двигателя и подъемного вентилятора могут регулироваться как вместе, так и по отдельности, обеспечивая управление по тангажу на режиме висения и переходном режиме.

Дополнительный воздух, отбираемый от двигателя, выпускается через сопла под крылом, обеспечивая управление по крену. Суммарная тяга всех четырех сопел составляет 178 кН.Когда Х-35В переходит от обычного полета к висению, проводится сложный комплекс операций, которые практически незаметны для пилота, благодаря компьютерному управлению. Открываются четыре комплекта створок  два, закрывающих вход и выход подъемного вентилятора, один комплект, закрывающий дополнительный заборник двигателя, расположенный непосредственно за верхними створками вентилятора, и еще один комплект створок под хвостовой частью самолета, позволяющий соплу двигателя поворачиваться вниз. Створки должны закрываться очень плотно, чтобы не повышать радиолокационную заметность Х-35.Стандартным для самолета является взлет с укороченным разбегом, для этого двигательная система переводится в положение УКВП, но векторы тяги двигателя и вентилятора направлены под углом назад. Самолет отрывается от земли на скорости около 70 км/ч; пробежав всего около 150 м, а затем постепенно, с набором высоты,переходит к обычному полету. Работа силовой установки в ходе этого процесса регулируется автоматически.

В отличие от «Boeing», предполагавшей сперва отработать обычный полет, а затем вертикальные режимы, «Lockheed Martin» предпочла начать летные испытания с вертикального взлета. Сначала самолет испытывался на специальном стенде, представлявшем собой котлован, в который отводились выхлопные газы, закрытый сверху решеткой. Это позволяло имитировать режим висения, не отрывая самолет от земли. Створки отводящего канала котлована могли открываться и закрываться, имитируя режим свободного висения и экранный эффект. На первом этапе испытаний Х-35В крепился к решетке с помощью специальных колодок, не только удерживавших самолет, но также и измерявших подъемные силы.В дальнейшем испытания проводились уже без удержания, завершившись первым свободным висением, проведенным 23 июля 2001 года. Первый обычный взлет Х-35В совершил 3 июля, когда отправился на авиабазу Эдвардс, где проходила оставшаяся часть программы испытаний.

Следует отметить, что Эдвардс и Палмдейл находятся на высоте около 760 м от уровня моря, а наружная температура в ходе некоторых испытаний достигала 36° С. Но даже в таких условиях Х-35В легко совершал вертикальный взлет, причем даже не на полной мощности двигателя.В ходе испытаний Х-35В выполнял вертикальную посадку при массе 15 422 кг  вдвое большей, чем у СВВП AV-8B. Большой успех был достигнут 9 июля, когда был произведен первый переход от режима висения к горизонтальному полету. А 16 июля самолет после горизонтального полета совершил вертикальную посадку. Три дня спустя такой полет был повторен. 20 июля команде «Lockheed Martin» удалось добиться своей первоочередной цели  выполнить так называемую «Миссию X». Она продемонстрировала стандартный способ действий самолета УВВП  взлет с коротким разбегом, переход к горизонтальному сверхзвуковому полету, выход на режим висения и вертикальную посадку. Еще одна «Миссия X» была выполнена 26 июля; в программу этого полета была добавлена дозаправка в воздухе. Выполнив все поставленные задачи, Х-35В завершил программу летных испытаний 30 июля. В середине августа были получены последние обработанные результаты испытаний, что позволило перейти к разработке серийного самолета.