báo cáo thuyết trình giới thiệu máy bay lockheed martin f 35 lightning ii

Tổng quan chungF-35 Lightning II viết tắt là F-35 là tên gọi chung cho 3 biến thể máy bay khácnhau dựa trên thiết kế cơ sở X-35 của dự án phát triển máy bay tiêm kích phối hợpJSF một chỗ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH

CHỦ ĐỀ: GIỚI THIỆU MÁY BAY LOCKHEED MARTIN

F-35 LIGHTNING II

Sinh viên thực hiện:

HÀ NỘI, 11/2020

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÁY BAY F-35 3

1 Tổng quan chung 3

2 Đơn vị sản xuất 3

3 Sự tham gia của quốc tế 3

CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ HÌNH DÁNG VÀ VẬN HÀNH 4

1 Thông số hình dáng 4

2 Thông số vận hành 4

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU 5

1 Mục tiêu thiết kế 5

2 Thiết kế hình dáng chung 5

3 Thiết kế cánh 5

4 Thiết kế cánh đuôi 5

5 Thiết kế khung và vật liệu 5

CHƯƠNG 4: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH 6

1 Lịch sử hình thành 6

2 Trục trặc và lỗi thiết kế 6

2.1 Giá thành 6

2.2 Khả năng cơ động 6

2.3 Mâu thuẫn giữa các quốc gia 6

CHƯƠNG 5: SO SÁNH CÁC DÒNG F-35 7

1 F-35A 7

2 F-35B 7

3 F-35C 8

CHƯƠNG 6: MỘT SỐ MẪU MB TƯƠNG ĐƯƠNG 9

1 F-22 RAPTOR 9

2 SU-57 9

3 J-20 9

TÀI LIỆU THAM KHẢO 10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÁY BAY F-35

1 Tổng quan chung

F-35 Lightning II (viết tắt là F-35) là tên gọi chung cho 3 biến thể máy bay khác nhau dựa trên thiết kế cơ sở X-35 của dự án phát triển máy bay tiêm kích phối hợp (JSF) một chỗ ngồi, có khả năng tàng hình, có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ như: yểm trợ cận chiến, ném bom chiến thuật,

Dự án JSF là dự án nghiên cứu và chế tạo vũ khí lớn nhất của Hoa Kỳ và các nước đồng minh kể từ sau thời kỳ Chiến tranh Lạnh, thể hiện qua số lượng máy bay dự tính chế tạo trong khoảng thời gian tới năm 2035 lên tới hàng nghìn chiếc, trung bình dự kiến chế tạo hơn 100 chiếc mỗi năm

2 Đơn vị sản xuất

Lockheed Martin Aeronautics (nhà thầu chính): lắp ráp tổng thành, tích hợp hệ thống chung, hệ thống kiểm soát phi vụ, thân trước, cánh, hệ thống kiểm soát bay Pratt & Whitney: cung cấp động cơ phản lực F135-PW-100/400 cho F35A/C và F135-PW-600 cho F-35B

Northrop Grumman: radar mảng pha quét điện tử chủ động (AESA-Active Electronically Scanned Array), thân giữa, khoang vũ khí, bộ phận hạ cánh BAE Systems: thân sau và cánh ổn định, cánh đuôi ngang và đứng, hệ thống giúp thở và thoát hiểm, các hệ thống chiến tranh điện tử, hệ thống nhiên liệu, phần mềm kiểm soát bay (FCS1-Flight Control Software)

3 Sự tham gia của quốc tế

Các khách hàng đầu tiên cũng như là nhà tài trợ tài chính của chương trình là Hoa

Kỳ và Anh Quốc 8 quốc gia khác cũng tài trợ cho việc phát triển máy bay, và sẽ quyết định trong năm 2007 sẽ mua máy bay hay không Tổng chi phí phát triển máy bay là hơn 40 tỷ đô la Mỹ (được đài thọ phần lớn bởi Hoa Kỳ), và việc mua khoảng 2.400 máy bay được ước tính sẽ tốn kém thêm khoảng 200 tỷ đô la Mỹ nữa

Có 3 cấp độ tham gia của các nước khác Các cấp độ nói chung phản ảnh vai trò về tài chính, mức độ chuyển giao công nghệ và các gói thầu phụ mở ra cho các công ty quốc gia, và các đơn đặt hàng mà các quốc gia có thể sản xuất Anh Quốc là nước duy nhất thuộc đồng minh cấp 1, đóng góp khoảng 2,5 tỷ đô la Mỹ hay là 10% chi phí phát triển máy bay, theo một Bản ghi nhớ ký năm 1995 để Anh Quốc chính thức tham gia đề án này Các đồng minh cấp 2 là Ý (1 tỷ đô la Mỹ) và Hà Lan (800 triệu

đô la Mỹ) Các nước cấp 3 là Canada (440 triệu đô la Mỹ), Thổ Nhĩ Kỳ (175 triệu đô

la Mỹ), Úc (144 triệu đô la Mỹ), Na Uy (122 triệu đô la Mỹ), Đan Mạch (110 triệu

đô la Mỹ) Israel và Singapore cũng đã tham gia như các thành viên cộng tác của dự án

CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ HÌNH DÁNG VÀ VẬN HÀNH

1 Thông số hình dáng

Đội bay: 01 người

Chiều dài: 15,37 m (50 ft 6 in)

Sải cánh: 10,6 m (35 ft)

Chiều cao: 4,33 m (17 ft 4 in)

Diện tích bề mặt cánh: 42,7 m² (459.6 ft²)

Trọng lượng không tải: 12.000 kg (26.000 lb)

Trọng lượng có tải: 20.100 kg (44.400 lb)

Trọng lượng cất cánh lớn nhất: 27.200 kg (60.000 lb)

Động cơ:

Động cơ ban đầu: 01 động cơ Pratt & Whitney F135, lực đẩy 128 kN (28.000 lbf), lực đẩy khi có đốt sau 191 kN (43.000 lbf)

Động cơ thế hệ sau (đang phát triển): 01 động cơ General Electric/Rolls-Royce F136

có đốt sau, lực đẩy > 178 kN (40.000 lbf)

Động cơ nâng (STOVL): 01 hệ thống nâng Rolls-Royce kết hợp với cả hai loại động

cơ F135 hay F136, lực nâng 80 kN (18.000 lbf)

2 Thông số vận hành

Tốc độ lớn nhất: 1,6 Mach (1.930 km/h; 1.200 mph)

Tầm bay tối đa: 2.200 km (1.200 nmi; 1.400 mi)

Bán kính chiến đấu: 1.100 km (600 nmi; 690 mi)

Tốc độ lên cao: thông tin mật không công bố

Lực nâng của cánh: 526 kg/m² (91,4 lb/ft²)

Tỉ lệ lực đẩy/khối lượng: khi đầy nhiên liệu: 0,968; khi nạp 50% nhiên liệu: 1,22

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU

1 Mục tiêu thiết kế

F-35 được nghiên cứu và thiết với những mục tiêu như sau:

Khả năng tàng hình trước radar của địch

Khả năng di chuyển trên âm

Khả năng linh động khi chiến đấu

Những đặc điểm này được thể hiện rõ ràng trong thiết kế và kết cấu của F-35

2 Thiết kế hình dáng chung

Về hình dạng chung, F-35 có hai mặt trên và dưới được phân tách rõ ràng Mặt dưới,

do là bề mặt phản xạ chủ yếu sóng radar, được thiết kế với kiểu dáng tàng hình, với các bề mặt phẳng và góc cạnh Các bề mặt này được nghiên cứu và đặt ở các góc sao cho sóng radar không còn khả năng phản hồi về đĩa thu của địch ở dưới mặt đất Ngược lại, với mặt trên, do ít tiếp xúc với sóng radar, được tối ưu với thiết kể khí động nhằm đảm bảo máy bay có thể hoạt động với vận tốc trên âm

Ngoài ra, ở phía mặt trước F-35 là 2 ramp đầu vào – giúp hỗ trợ nén khí khi động cơ hoạt động với vận tốc siêu âm

3 Thiết kế cánh

Thiết kế cánh có dạng Delta với đuôi cánh được cắt, mép đầu ra có góc sweep hướng về phía trước Thiết kế này giúp F-35 đạt được những đặc điểm sau:

Tỉ số cánh-thân thấp, giúp máy bay di chuyển linh động

Cánh delta: giúp ngăn hiện tượng stall trên bề mặt cánh gây ra bởi sóng xung kích khi máy bay hoạt động với vận tốc trên âm

Đuôi cánh được cắt và mép đầu ra có góc sweep hướng về trước: Ngăn hiện tượng stall tại đuôi cánh do sự tích tụ dòng khí tại điểm này

4 Thiết kế cánh đuôi

Cánh ổn định ngang có khả năng thay đổi góc tấn Vì vậy, ngoài chức năng ổn định,

nó còn được sử dụng như một bề mặt điều khiển, giúp tăng tính linh động của máy bay

Cánh ổn định thẳng dạng đôi được nghiêng một góc nhất định nhằm tránh phản xạ lại sóng radar

5 Thiết kế khung và vật liệu

Khung bên trong của F-35 chủ yếu sử dụng nhôm làm vật liệu Trong khi đó, vỏ ngoài máy bay chủ yếu sử dụng các vật liệu Composite Ngoài ra, vỏ động cơ đẩy được chế tạo từ Titan

CHƯƠNG 4: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH

1 Lịch sử hình thành

Chương trình Joint Strike Fighter đặt ra nhiều yêu cầu cho một kiểu máy bay chiến đấu chung thay thế cho các loại máy bay đang có Hợp đồng phát triển chính thức JSF được ký kết vào ngày 16-11-1996 Một mẫu minh họa của thiết kế X-35 đã bay năm 2000;

Hợp đồng phát triển và trình diễn hệ thống (SDD) được dành cho hãng Lockheed Martin vào ngày 26-10-2001, nhà cung cấp mẫu thử nghiệm X-35 vốn đã chiến thắng mẫu X-32 của hãng Boeing Các quan chức của Bộ quốc phòng Mỹ và Anh Quốc tuyên bố rằng X-35 vượt trội hơn X-32, mặc dù cả hai đáp ứng và vượt các yêu cầu đặt ra Tên đặt cho kiểu máy bay chiến đấu mới là "F-35" tạo ra sự ngạc nhiên cho chính hãng Lockheed, vốn thường gọi tên trong nội bộ hãng là "F-24" Ngày 7-7-2006, Không quân Hoa Kỳ chính thức thông báo tên của F-35 là Lightning II nhằm tôn vinh chiếc máy bay chiến đấu cánh quạt 2 động cơ thời Thế Chiến thứ II P-38 Lightning và chiếc phản lực thời kỳ chiến tranh lạnh English Electric Lightning của Anh Quốc

2 Trục trặc và lỗi thiết kế

2.1 Giá thành

Một vấn đề của F-35 là giá của máy bay ngày càng cao với chi phí đã đội lên đến 93% tính từ kế hoạch năm 2001 Nhưng chất lượng sản phẩm thì bị chỉ trích là "Có khả năng gây vấn đề nghiêm trọng" với tỷ lệ buộc phải sửa và làm lại là 16% Theo

dự tính ban đầu, mỗi chiếc F-35 sẽ có giá khoảng 70 triệu USD/chiếc (xấp xỉ giá một chiếc F-15), tuy nhiên do chậm trễ và các lỗi phát sinh, tới năm 2011 giá thành mỗi chiếc F-35 được ước tính đã lên tới 120-145 triệu USD tùy phiên bản 2.2 Khả năng cơ động

F-35 đã thất bại trước F-16 (được chế tạo từ năm 1974) trong cuộc tập trận tháng 1/2015 Cuộc không chiến giả định diễn ra trên vùng trời gần căn cứ không quân Edwards ở bang California Trận đối đầu này diễn ra hồi tháng 1/2015 nhưng bản báo cáo của phi công điều khiển F-35 chỉ mới rò rỉ cho giới truyền thông vào tháng 6/2015

2.3 Mâu thuẫn giữa các quốc gia

Một vài quốc gia thành viên đã công khai bày tỏ ý định từ bỏ chương trình JSF, một cách bóng gió hay cảnh báo rằng trừ khi được nhận nhiều hợp đồng phụ hay chuyển giao công nghệ, họ sẽ từ bỏ JSF để chuyển sang Eurofighter Typhoon, Saab Gripen, Dassault Rafale, hoặc đơn giản là nâng cấp số máy bay hiện có Na Uy đã nhiều lần

đe dọa sẽ ngừng hỗ trợ trừ khi được đảm bảo gia tăng thị phần công nghiệp Tuy nhiên, Na Uy đã đồng ý ký kết tất cả các bản ghi nhớ, kể cả bản mới nhất chi tiết

hóa việc sản xuất của chương trình JSF trong tương lai Dù vậy, họ vẫn cho biết sẽ tăng cường và cũng cố việc hợp tác với các đối thủ của JSF là Typhoon và Gripen

CHƯƠNG 5: SO SÁNH CÁC DÒNG F-35

F-35 được phát triển thành 3 phiên bản khác nhau đáp ứng nhu cầu của những người dùng khác nhau

1 F-35A

F-35A là kiểu cất cánh và hạ cánh thông thường (CTOL-conventional takeoff and landing) dự định trang bị cho Không lực Hoa Kỳ và không quân các nước khác Đây

là phiên bản nhỏ nhất, nhẹ nhất, và là phiên bản duy nhất được trang bị pháo GAU-12/U gắn bên trong thân Khẩu pháo 25 mm này được phát triển từ loại pháo M61 Vulcan 20 mm được trang bị trên các loại máy bay chiến đấu của Không lực Hoa Kỳ

kể từ thời F-104 Starfighter, và cũng được trang bị trên loại máy bay AV-8B Harrier

II của Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ

F-35A không chỉ tương đương với F-16 về độ cơ động, phản ứng nhanh, chịu trọng lực G cao, nhưng còn vượt trội ở tính tàng hình, tải trọng, tầm bay với nhiên liệu chứa bên trong, thiết bị dẫn đường, sử dụng hiệu quả, hỗ trợ và khả năng sống sót

Nó cũng có khả năng trang bị thiết bị laser và cảm biến hồng ngoại

2 F-35B

F-35B là phiên bản kiểu máy bay cất cánh đường bay ngắn và hạ cánh (STOVL-short take-off vertical landing) Về kích thước F-35B tương đương với F-35A của không quân, hy sinh một phần lượng nhiên liệu mang theo dành cho hệ thống bay thẳng đứng Giống như AV-8 Harrier II, pháo trang bị được gắn trong một trụ treo dưới cánh Bay thẳng đứng là một tính năng thử thách nhất, và sau hết, là yếu tố quyết định trong thiết kế

Thay cho các động cơ nâng, hay là các đầu xoay trên cánh quạt và ống xả của động

cơ như kiểu Harrier lắp động cơ Pegasus, F-35B dùng một ống xả "hướng hành trình" ở đuôi máy bay (ống xả phía sau hướng xuống dưới), và một quạt nâng vận hành bằng trục tiên tiến, sáng chế của Lockheed Martin và phát triển bởi Rolls-Royce Giống như kiểu động cơ turbo-cánh quạt gắn trong thân, lực xoay trục động

cơ được phân bổ một phần ra phía trước bởi một hộp số đến một cặp cánh quạt lắp thẳng đứng, xoay ngược chiều nhau, bố trí phía trước động cơ chính ở giữa máy bay Khí nén qua động cơ được thoát qua một cặp ống xả trong cánh hai bên thân, trong khi quạt nâng sẽ cân bằng lực đẩy phần đuôi Hệ thống này gần giống với kiểu

Yak-141 của Nga và VJ 101D/E của Đức, hơn là các thiết kế STOVL trước đây, như là Harrier với ống xả xoay được

Động cơ của F-35B có hiệu quả khuếch đại luồng khí thổi, gần giống như kiểu động

cơ turbo-cánh quạt có hiệu quả đẩy luồng khí không cháy ở vận tốc thấp hơn, và đạt được hiệu quả tương đương như động cơ chính của máy bay Harrier, vốn to nhưng không hiệu quả ở tốc độ siêu âm Giống như các động cơ nâng, các thiết bị bổ sung này làm nặng máy bay hơn khi bay, nhưng lực nâng mạnh hơn cũng giúp gia tăng tải

trọng hữu ích khi cất cánh Quạt mát hơn cũng giảm thiểu những tác hại của luồng khí nóng và mạnh gây ra cho lớp phủ đường băng hay sân đáp của hàng không mẫu hạm Mặc dù mang đầy tính rủi ro và phức tạp, hệ thống được thiết kế đã hoạt động tốt và làm hài lòng các quan chức của bộ Quốc phòng Hoa Kỳ

Trong quá trình phát triển, Lockheed sử dụng 2 khung máy bay khác nhau để thử nghiệm: khung X-35A (sau này được cải biến thành X-35B), và khung X-35C lớn hơn Động cơ cho F-35 cải tiến từ kiểu Pratt & Whitney F119 hay GE Rolls Royce F136 dành cho máy bay chiến đấu, trong khi biến thể STOVL của F136 tích hợp cụm quạt nâng của Rolls-Royce

Được tranh luận nhiều nhất là sự trình diễn đầy thuyết phục khả năng của X-35 ở vòng cuối trong chương trình thử nghiệm máy bay chiến đấu JSF, trong đó chiếc X-35B STOVL cất cánh trong vòng 150 m (500 ft), bay ở tốc độ siêu âm, và hạ cánh thẳng đứng—một thách thức mà chiếc Boeing X-32 không thể vượt qua

Phiên bản này được dự định sẽ thay thế cho các kiểu sau cùng của máy bay Harrier Jump Jet, là kiểu máy bay chiến đấu STOVL đầu tiên trên thế giới được đưa vào hoạt động Không quân Hoàng gia và Hải quân Hoàng gia Anh sẽ sử dụng phiên bản này để thay thế kiểu máy bay Harrier GR7/GR9 Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ sẽ dùng F-35B để thay thế cho cả hai loại máy bay chiến đấu AV-8B Harrier II và

F/A-18 Hornet Dù vậy không quân Hoa Kỳ hiện đã từ chối loại máy bay này

3 F-35C

Phiên bản F-35C dành cho hải quân sẽ có cánh lớn hơn và gấp được, diện tích các cánh điều khiển lớn hơn nhằm giúp điều khiển dễ dàng ở tốc độ thấp, và hệ thống hạ cánh chắc chắn hơn để chịu tải trọng khi hạ cánh trên hàng không mẫu hạm Diện tích cánh lớn hơn giúp gia tăng tầm bay và tải trọng, tầm bay đạt gấp đôi F/A-18C Hornet với nhiên liệu chứa bên trong, đạt đến mức tương đương với máy bay F/A-18E/F Super Hornet vốn nặng hơn nhiều

Hải quân Hoa Kỳ dự định mua 480 F-35C để thay thế cho F/A-18 các kiểu A, B, C

và D – vốn đã đưa vào để thay các loại máy bay tấn công tầm xa tốc độ thấp A-7 Corsair và A-6 Intruder Nó cũng được dùng như lực lượng bổ sung có tính tàng hình cho đội bay F/A-18E/F Super Hornet Vào ngày 27-06-2007, phiên bản F-35C đạt được quy trình duyệt xét CDR (Air System Critical Design Review), điều này cho phép bắt đầu đưa F-35C vào kế hoạch sản xuất thử (Low Rate Initial Production)

CHƯƠNG 6: MỘT SỐ MẪU MB TƯƠNG ĐƯƠNG

1 F-22 RAPTOR

Lockheed Martin F-22 Raptor (Chim ăn thịt) là một máy bay tiêm kích thế hệ thứ năm sử dụng kỹ thuật tàng hình đầu tiên trên thế giới Ban đầu nó được thiết kế để trở thành một máy bay chiến đấu giành ưu thế trên không trước Không quân Xô viết, nhưng cũng được trang bị cho các nhiệm vụ tấn công mặt đất, chiến tranh điện

tử và trinh sát tín hiệu Với giai đoạn phát triển bị kéo dài, nguyên mẫu loại máy bay này được định danh YF-22, sau đó là F/A-22 trong suốt ba năm trước khi chính thức phục vụ Không quân Hoa Kỳ vào tháng 12 năm 2005 với tên chính thức F-22A Lockheed Martin là nhà thầu chính và chịu trách nhiệm chính về khung, các hệ thống vũ khí, và lắp ráp hoàn thành chiếc F-22 Boeing cung cấp cánh, khung đuôi

và các hệ thống điện tử tích hợp

2 SU-57

Sukhoi Su-57 (hay PAK FA) là một máy bay tiêm kích thế hệ thứ năm của Nga hiện đang được phát triển do Sukhoi đứng đầu Đây là tên viết tắt của Perspektivnyi Aviatsionnyi Kompleks Frontovoi Aviatsyi có nghĩa là Tổ hợp Hàng không Tương lai cho Không quân Chiến thuật

Máy bay chiến đấu được thiết kế để có khả năng bay siêu âm, độ cơ động, tàng hình

và hệ thống điện tử hàng không tiên tiến để vượt qua các máy bay chiến đấu thế hệ trước cũng như phòng thủ trên mặt đất và hải quân Su-57 dự định sẽ thay thế

MiG-29 và Su-27 trong Không quân Nga

3 J-20

Tiêm kích J-20 (tiếng Trung -20) hay Chengdu J-20 "Mighty Dragon" là máy bay殲 tiêm kích tàng hình hai động cơ thế hệ thứ 5 do Tập đoàn công nghiệp hàng không Thành Đô sản xuất nhằm phục vụ cho Không quân Quân Giải phóng Nhân dân Trung Hoa Cuối năm 2010, J-20 đã thực hiện chuyến bay thử nghiệm tốc độ lớn Chiếc J-20 thực hiện chuyến bay đầu tiên ngày 11 tháng 1 năm 2011 Tướng Hà Vi Vinh (He Weirong, 何为荣), tư lệnh phó Không quân Quân Giải phóng Nhân dân nói trong tháng 11 năm 2009 rằng ông hy vọng J-20 sẽ đưa vào phục vụ quân đội từ 2017–2019

J-20 có thiết kế hình khá độc đáo trông giống như dự án máy bay tàng hình MiG 1.44 của Nga vốn không được sản xuất hàng loạt Còn vật liệu công nghệ tàng hình được cho là có thể làm dựa trên chiếc F-117 vốn bị bắn rơi tại Kosovo năm 1999 hoặc của chiếc B-2 Spirit có thể lấy được theo cách nào đó Dù vậy Trung Quốc đã khẳng định rằng máy bay là sản phẩm được phát triển hoàn toàn trong nội địa và có thể sánh ngang với chiến đấu cơ thế hệ thứ năm F-22 của Hoa Kỳ hay Sukhoi T-50 của Nga