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
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH
CHỦ ĐỀ: GIỚI THIỆU MÁY BAY LOCKHEED MARTINF-35 LIGHTNING II
Sinh viên thực hiện:
HÀ NỘI, 11/2020
Trang 3CHƯƠNG 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 khácnhau 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 nướcđồng minh kể từ sau thời kỳ Chiến tranh Lạnh, thể hiện qua số lượng máy bay dựtính chế tạo trong khoảng thời gian tới năm 2035 lên tới hàng nghìn chiếc, trungbình 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 hệthống 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 vàF135-PW-600 cho F-35B
Northrop Grumman: radar mảng pha quét điện tử chủ động (AESA-ActiveElectronically 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 giúpthở và thoát hiểm, các hệ thống chiến tranh điện tử, hệ thống nhiên liệu, phần mềmkiểm 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 HoaKỳ và Anh Quốc 8 quốc gia khác cũng tài trợ cho việc phát triển máy bay, và sẽquyết định trong năm 2007 sẽ mua máy bay hay không Tổng chi phí phát triển máybay là hơn 40 tỷ đô la Mỹ (được đài thọ phần lớn bởi Hoa Kỳ), và việc mua khoảng2.400 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 vềtài chính, mức độ chuyển giao công nghệ và các gói thầu phụ mở ra cho các công tyquốc gia, và các đơn đặt hàng mà các quốc gia có thể sản xuất Anh Quốc là nướcduy nhất thuộc đồng minh cấp 1, đóng góp khoảng 2,5 tỷ đô la Mỹ hay là 10% chiphí phát triển máy bay, theo một Bản ghi nhớ ký năm 1995 để Anh Quốc chính thứctham gia đề án này Các đồng minh cấp 2 là Ý (1 tỷ đô la Mỹ) và Hà Lan (800 triệuđô la Mỹ) Các nước cấp 3 là Canada (440 triệu đô la Mỹ), Thổ Nhĩ Kỳ (175 triệu đôla Mỹ), Úc (144 triệu đô la Mỹ), Na Uy (122 triệu đô la Mỹ), Đan Mạch (110 triệuđô la Mỹ) Israel và Singapore cũng đã tham gia như các thành viên cộng tác của dựán.
Trang 4CHƯƠNG 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 F136có 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 độngcơ 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 bốLực 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
Trang 5Ngoài ra, ở phía mặt trước F-35 là 2 ramp đầu vào – giúp hỗ trợ nén khí khi động cơhoạt 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 sweephướng 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 kíchkhi 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 tượngstall 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 máybay.
Cánh ổn định thẳng dạng đôi được nghiêng một góc nhất định nhằm tránh phản xạlại sóng radar.
Trang 65 Thiết kế khung và vật liệu
Khung bên trong của F-35 chủ yếu sử dụng nhôm làm vật liệu Trong khi đó, vỏngoài máy bay chủ yếu sử dụng các vật liệu Composite Ngoài ra, vỏ động cơ đẩyđược chế tạo từ Titan.
Trang 7CHƯƠNG 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 chiếnđấu chung thay thế cho các loại máy bay đang có Hợp đồng phát triển chính thứcJSF được ký kết vào ngày 16-11-1996 Một mẫu minh họa của thiết kế X-35 đã baynăm 2000;
Hợp đồng phát triển và trình diễn hệ thống (SDD) được dành cho hãng LockheedMartin vào ngày 26-10-2001, nhà cung cấp mẫu thử nghiệm X-35 vốn đã chiếnthắng mẫu X-32 của hãng Boeing Các quan chức của Bộ quốc phòng Mỹ và AnhQuốc tuyên bố rằng X-35 vượt trội hơn X-32, mặc dù cả hai đáp ứng và vượt cácyêu cầu đặt ra Tên đặt cho kiểu máy bay chiến đấu mới là "F-35" tạo ra sự ngạcnhiên 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 làLightning II nhằm tôn vinh chiếc máy bay chiến đấu cánh quạt 2 động cơ thời ThếChiến thứ II P-38 Lightning và chiếc phản lực thời kỳ chiến tranh lạnh EnglishElectric 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 đến93% tính từ kế hoạch năm 2001 Nhưng chất lượng sản phẩm thì bị chỉ trích là "Cókhả năng gây vấn đề nghiêm trọng" với tỷ lệ buộc phải sửa và làm lại là 16% Theodự tính ban đầu, mỗi chiếc F-35 sẽ có giá khoảng 70 triệu USD/chiếc (xấp xỉ giámột chiếc F-15), tuy nhiên do chậm trễ và các lỗi phát sinh, tới năm 2011 giá thànhmỗi 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 tháng1/2015 Cuộc không chiến giả định diễn ra trên vùng trời gần căn cứ không quânEdwards ở bang California Trận đối đầu này diễn ra hồi tháng 1/2015 nhưng bảnbáo cáo của phi công điều khiển F-35 chỉ mới rò rỉ cho giới truyền thông vào tháng6/2015.
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, mộtcách bóng gió hay cảnh báo rằng trừ khi được nhận nhiều hợp đồng phụ hay chuyểngiao 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 lầnđe dọa sẽ ngừng hỗ trợ trừ khi được đảm bảo gia tăng thị phần công nghiệp Tuynhiên, Na Uy đã đồng ý ký kết tất cả các bản ghi nhớ, kể cả bản mới nhất chi tiết
Trang 8hóa việc sản xuất của chương trình JSF trong tương lai Dù vậy, họ vẫn cho biết sẽtăng cường và cũng cố việc hợp tác với các đối thủ của JSF là Typhoon và Gripen.
Trang 9F-35A không chỉ tương đương với F-16 về độ cơ động, phản ứng nhanh, chịu trọnglực G cao, nhưng còn vượt trội ở tính tàng hình, tải trọng, tầm bay với nhiên liệuchứa 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 short take-off vertical landing) Về kích thước F-35B tương đương với F-35A củakhông quân, hy sinh một phần lượng nhiên liệu mang theo dành cho hệ thống baythẳng đứng Giống như AV-8 Harrier II, pháo trang bị được gắn trong một trụ treodưới cánh Bay thẳng đứng là một tính năng thử thách nhất, và sau hết, là yếu tốquyết định trong thiết kế.
(STOVL-Thay cho các động cơ nâng, hay là các đầu xoay trên cánh quạt và ống xả của độngcơ như kiểu Harrier lắp động cơ Pegasus, F-35B dùng một ống xả "hướng hànhtrình" ở đuôi máy bay (ống xả phía sau hướng xuống dưới), và một quạt nâng vậnhành 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 độngcơ được phân bổ một phần ra phía trước bởi một hộp số đến một cặp cánh quạt lắpthẳng 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, trongkhi 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 làHarrier với ống xả xoay được.
Động cơ của F-35B có hiệu quả khuếch đại luồng khí thổi, gần giống như kiểu độngcơ turbo-cánh quạt có hiệu quả đẩy luồng khí không cháy ở vận tốc thấp hơn, và đạtđược hiệu quả tương đương như động cơ chính của máy bay Harrier, vốn to nhưngkhông hiệu quả ở tốc độ siêu âm Giống như các động cơ nâng, các thiết bị bổ sungnày làm nặng máy bay hơn khi bay, nhưng lực nâng mạnh hơn cũng giúp gia tăng tải
Trang 10trọng hữu ích khi cất cánh Quạt mát hơn cũng giảm thiểu những tác hại của luồngkhí nóng và mạnh gây ra cho lớp phủ đường băng hay sân đáp của hàng không mẫuhạm Mặc dù mang đầy tính rủi ro và phức tạp, hệ thống được thiết kế đã hoạt độngtốt 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 thửnghiệm: khung X-35A (sau này được cải biến thành X-35B), và khung X-35C lớnhơn Động cơ cho F-35 cải tiến từ kiểu Pratt & Whitney F119 hay GE Rolls RoyceF136 dành cho máy bay chiến đấu, trong khi biến thể STOVL của F136 tích hợpcụm quạt nâng của Rolls-Royce.
Được tranh luận nhiều nhất là sự trình diễn đầy thuyết phục khả năng của X-35 ởvòng 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 cánhthẳng 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 HarrierJump Jet, là kiểu máy bay chiến đấu STOVL đầu tiên trên thế giới được đưa vàohoạt động Không quân Hoàng gia và Hải quân Hoàng gia Anh sẽ sử dụng phiên bảnnày để thay thế kiểu máy bay Harrier GR7/GR9 Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ sẽdùng 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 cáccánh điều khiển lớn hơn nhằm giúp điều khiển dễ dàng ở tốc độ thấp, và hệ thống hạcánh chắc chắn hơn để chịu tải trọng khi hạ cánh trên hàng không mẫu hạm Diệntích cánh lớn hơn giúp gia tăng tầm bay và tải trọng, tầm bay đạt gấp đôi F/A-18CHornet 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, Cvà D – vốn đã đưa vào để thay các loại máy bay tấn công tầm xa tốc độ thấp A-7Corsair và A-6 Intruder Nó cũng được dùng như lực lượng bổ sung có tính tànghình cho đội bay F/A-18E/F Super Hornet Vào ngày 27-06-2007, phiên bản F-35Cđạt được quy trình duyệt xét CDR (Air System Critical Design Review), điều nàycho phép bắt đầu đưa F-35C vào kế hoạch sản xuất thử (Low Rate InitialProduction).
Trang 11CHƯƠNG 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 thứnăm sử dụng kỹ thuật tàng hình đầu tiên trên thế giới Ban đầu nó được thiết kế đểtrở thành một máy bay chiến đấu giành ưu thế trên không trước Không quân Xôviết, nhưng cũng được trang bị cho các nhiệm vụ tấn công mặt đất, chiến tranh điệntử và trinh sát tín hiệu Với giai đoạn phát triển bị kéo dài, nguyên mẫu loại máy baynày được định danh YF-22, sau đó là F/A-22 trong suốt ba năm trước khi chính thứcphục 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 hệthống vũ khí, và lắp ráp hoàn thành chiếc F-22 Boeing cung cấp cánh, khung đuôivà 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 hiệnđang được phát triển do Sukhoi đứng đầu Đây là tên viết tắt của PerspektivnyiAviatsionnyi Kompleks Frontovoi Aviatsyi có nghĩa là Tổ hợp Hàng không Tươnglai cho Không quân Chiến thuật.
Máy bay chiến đấu được thiết kế để có khả năng bay siêu âm, độ cơ động, tàng hìnhvà hệ thống điện tử hàng không tiên tiến để vượt qua các máy bay chiến đấu thế hệtrước 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 khôngThành Đô sản xuất nhằm phục vụ cho Không quân Quân Giải phóng Nhân dânTrung 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 ViVinh (He Weirong, 何为荣), tư lệnh phó Không quân Quân Giải phóng Nhân dânnói trong tháng 11 năm 2009 rằng ông hy vọng J-20 sẽ đưa vào phục vụ quân đội từ2017–2019.
J-20 có thiết kế hình khá độc đáo trông giống như dự án máy bay tàng hình MiG1.44 của Nga vốn không được sản xuất hàng loạt Còn vật liệu công nghệ tàng hìnhđược cho là có thể làm dựa trên chiếc F-117 vốn bị bắn rơi tại Kosovo năm 1999hoặc của chiếc B-2 Spirit có thể lấy được theo cách nào đó Dù vậy Trung Quốc đãkhẳng định rằng máy bay là sản phẩm được phát triển hoàn toàn trong nội địa và cóthể sánh ngang với chiến đấu cơ thế hệ thứ năm F-22 của Hoa Kỳ hay Sukhoi T-50của Nga.
Trang 12TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Joint Strike Fighter Misson Statement
2 F-35 Aircraft Structural Integrity Program Overview - Joseph B Yates & RobertJ Burt
3 High Angle of Attack Aerodynamics: Subsonic, Transonic, and Supersonic Flows- Rom, Josef
4 What aerodynamic characteristics arise from trailing edge sweep angle? – StackExchange
5 F-35, Stealth and Designing a 21st Century Fighter from the Ground Up –Lockheed Martin
6 F-35 Lightning II – Lockheed Martin