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标题: 垂直起落之路上的匪夷所思（四） [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 03:43
标题: 垂直起落之路上的匪夷所思（四）
本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:00 编辑
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9 ~( e5 n+ y. U0 C5 d) I, i最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。
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在F-35B之前，“鹞”是最重要的垂直起落飞机。F-35B以短距起飞-垂直降落为主，但有垂直起飞能力，只是基本上不能携带武器弹药了5 `" A, ]4 @7 ]3 x+ z4 G  y9 f
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“鹞”式的罗尔斯-罗伊斯“飞马”发动机活像趴着的乌龟，这是精妙之所在，也是阻止改进的命门- v& u  M. }1 ]  z) y

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; |& }) w$ T% t/ k, h- k1 W4 Q“鹞”式用“四立柱”原理，四个喷口在垂直起落和悬停中保持平衡0 t) z5 a3 M5 l! Z

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喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流
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' y4 M: N5 Q, e* C3 E3 T# k“鹞”式的“四立柱”决定了发动机的四个喷口必须推力均匀，而且围绕在飞机重心周围。这是很要命的限制。
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就战斗机而言，发动机靠后才是常规，这样前半机体可以用于座舱、航电、武器、燃油等。发动机把中间的黄金位置占了，总体和气动布局就很不好布置。“四立柱”必须平衡出力，这也决定了需要单发、四喷口，否则很难保证同步，而不同步的结果是任何不平衡都在刹那间就导致失事。垂直起落和悬停都是在极低空，根本没有时间作出反应。
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3 L, \, a; y- K6 G5 l/ `# T“飞马”的独特要求决定了必须是高涵道比涡扇，前喷口从压气机引出，后喷口才是“热”的。这也限制了“飞马”没法用加力燃烧室，也没法用收敛-扩散喷管，“鹞”式在原理上就不可能达到超音速。罗尔斯-罗伊斯想过在前喷管里引入某种形式的“加力燃烧”，但因为各种技术问题，更因为英国政府不给钱了，没弄下去。
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8 _9 q3 K& a) `, ~- N) ?9 `! i2 h9 \F-35B把四立柱改成三立柱，用翼尖姿态控制喷口保持横滚方向上的平衡，但升力风扇和发动机保持机械传动，不仅免除升力发动机，也保证绝对同步3 e" H5 t2 J# G& A1 G8 V; G2 V7 G: M

* O% F- {! G( `) L: X# I+ B在“鹞”式之后，英国研究过很多垂直起落的超音速战斗机，其中不乏奇思妙想。' k6 B6 }7 h8 y3 R1 I
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. r* B( L+ E, M7 [; A4 T2 c这些设计还相对常规，用了各种升力发动机、引射增升等技术，但思路上与50-60年代的构想没大两样
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BAe P.103看似貌不惊人的双发战斗机，只是采用了已经很少见的翼下发动机布局
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但发动机可以倾转，实际上用于垂直起飞可能吃力，但短距起飞还是很能胜任的# a7 J9 v/ v8 q# ~9 s
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在“鹞”式之后，英国做了大量研究，试图研制超音速垂直起落战斗机。实际上根据“鹞”式的使用经验，重点已经转向短距起飞、垂直降落（STOVL）了。利用一点机翼气动升力的短距起飞比垂直起飞的起飞重量大得多，才能携带有用的作战载荷。即使在机场受到严重破坏的情况下，总还是有一些平整的铺装地面可供短距起飞，死抱着零滑跑的垂直起飞（VTOL）实际上缺乏实战意义。+ Y4 S$ r+ @" l

" A1 Y. D% [! g除了在常规战斗机布局前后左右打补丁、贴膏药地加装升力发动机、升力风扇、引射增升，有意思的是P.1214和P.1216设计方案。
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: j" b* |$ i! |4 h比较惊人的是P.1214。这里当然是玩具模型，但这是一个真实的设计方案+ j4 F0 n' t1 \# K3 {3 [* \4 t$ ]8 a

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如果成真，看着就很科幻，很提气7 X5 w- e) T& p" {& d
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肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼
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双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须) u& I( L1 C% M1 }
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  P! f+ a& T* |2 q大面积的机翼很适合外挂
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P.1214采用非同寻常的X形机翼，可以看作前掠翼和后掠翼的组合。
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3 E4 m. t+ T' V5 _! R+ s/ D前掠翼的气动优点在二战末年就发现了，纳粹德国的容克-287就采用前掠翼。
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/ ^# h0 B+ n" u& K  s2 q0 f6 u容克-287
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: v# m5 T; |$ x3 K0 ~% j/ x后掠翼的气流有展向流动，在翼尖“滑落”，有翼尖损失。翼梢小翼可以降低，但不能避免。前掠翼没有这个问题，气动效率高，也不容易失速，因此低速机动性特别好。但前掠翼有气动弹性发散问题，机翼的气动弹性变形容易造成横滚失控，直到定向编织复材机翼出现才解决这个问题。这正好是P.1214的时代。. E7 `, [: j9 D) n

0 }: E# w" J) \; hX形机翼不仅极大增加了翼面积，降低翼载，提高机动性，还解决了垂直起落和悬停要求发动机的“四立柱”（或者“三立柱”）推力围绕重心，但机翼气动升力中心需要为超音速考虑而向后移动过的问题。前机身设计也容许更加宽松的进气道设计，不像“鹞”式那样，几乎没地方安排进气道，空气一入进气口就是压气机，然后就是前喷口。: h* Z, x: _( Y

9 ^8 f' v0 [" x' S在理论上，更多的机翼也提供了更多的翼下挂载武器和副油箱的空间。最重要的是，这样的X翼战斗机看着就很涨士气。不过这个方案太前卫了，悄悄出台，悄悄搁置。
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' T% X4 f+ \- ~( H5 \P.1216常规一点，改用双尾撑
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! ?2 F6 a, P$ |; l- R) f$ [发动机还是一样的三点式布置6 d' X4 _0 K, w: I

' G; T, f. Z2 H9 t. iP.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。: U1 P( {9 k/ ^) d# S9 V
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英国已经没钱了。慢说自己单干搞先进STOVL战斗机，常规战斗机都需要拉上欧洲国家一起干，最后成事的还是“台风”。积攒的STOVL研究最后“孝敬”美国了，一些经验最后体现在JSF计划的竞标方案里，波音X-32就是“鹞”式看着一点不像的远方亲戚。
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波音X-32采用“三立柱”推力6 S* J: N  ~) _' {7 d# \* Q" [

/ D& F2 G/ y; v" x波音X-32采用“三立柱”推力，但机尾喷管只提供推力，不提供升力。重心后两侧的向下转向喷管实际上通过导流阀引导过来，推力喷管方向在垂直起落和悬停状态下关闭；平飞时导流阀关闭向升力喷管的通路，打开向推力喷管的通路
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波音X-32落选了，但其他英国经验还是用上了。“鹞”式的一个大问题是炽热喷流回吸。在X-32上，前喷管前方有一道向下的“气帘”，降低炽热喷流向机头进气口方向的流动；在X-35（最后成为F-35）上，升力风扇的排气是“冷”的（实际上由于压缩作用，还是升温的，只是没有喷气排气那么高），对发动机进气影响不大。姿控喷口更是英国经验，“鹞”式用四立柱，横向和纵向控制力臂都很短，不利于控制。在X-35上，升力风扇和尾喷口的距离很长，很有利于纵摇稳定。在X-32上，前后“立柱”之间的距离也比“鹞”式更长。
作者: mezhan    时间: 2024-10-30 06:05
"“鹞”式在远离上就不可能达到超音速。": G* E! ~1 i9 F
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原理?* a/ t( _- f0 {  d7 Z+ N( O
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作者: huma    时间: 2024-10-30 08:30
好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 08:43
huma 发表于 2024-10-29 18:30" ?! i: K2 J  _! Z+ z% U1 {
好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

# W6 Y7 |! i, H+ k  x# f# C为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？
作者: 牛腰    时间: 2024-10-30 09:50
晨枫 发表于 2024-10-30 08:43
* C  V& H7 M1 n& y9 x8 l7 l/ I! H为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

9 R3 H* j2 k; L5 ^8 `据说俄罗斯为了偿还意大利的债务，在90年代把雅克130的技术资料交给意大利了
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 10:11
本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:15 编辑 2 t2 C* `6 S! v$ d( q5 h$ p- l
牛腰 发表于 2024-10-29 19:50% x6 S* R3 F% z& v) k/ e/ o
据说俄罗斯为了偿还意大利的债务，在90年代把雅克130的技术资料交给意大利了 ...
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4 g! a+ j  A" G6 f6 ?& a没错，不过那和垂直起落没关系啊。
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还有，主要不是为了偿还债务，而是为雅克刚研制得差不多（但还没有完成）的雅克-130寻找西方技术援助，希望打开国际市场。3 Q& u: ^. C* w5 @6 t4 U
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Alenia笑嘻嘻地收下，然后把雅克踢开，雅克只好自己完成剩余研发。所以现在有两个很相像的飞机：M349和雅克130。  w# Z) {- N# n8 r. A2 q
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作者: 牛腰    时间: 2024-10-30 11:23
晨枫 发表于 2024-10-30 10:11
, o4 Q! }5 Z5 R) u& K  ~- u( E没错，不过那和垂直起落没关系啊。9 H9 A1 m' H0 Z, h# T& T
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还有，主要不是为了偿还债务，而是为雅克刚研制得差不多（但还没有完 ...

( D& {. }6 P5 h/ q, ?那我就不知道意大利还有什么雅克的技术可以让美国偷了



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