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本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:00 编辑 # `: O$ J5 U% G6 M
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最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。) [1 I. w t) l* _4 u
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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 k" X! r9 n z" B C! E5 E
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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
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+ Y0 d" T' e' q2 x. C# H“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8 D. S0 |$ R) [8 [9 Y1 y, }0 b- M
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( X( c- y3 M! {% x# k喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流) j) G* J8 g7 N7 V ]7 w+ X
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“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。3 l" \& p$ r; g1 `
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“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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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" d2 e' z" O" e8 g
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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。( y. a: c9 {" R* R0 g5 p8 S
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0 ~4 m- P! |( \* M1 a7 w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4 ?/ g9 G `( d; m0 }7 G
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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
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# B+ S! t, S6 u1 n1 s3 c! d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。- ~. Z4 e( }6 `+ c" F2 o0 y
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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。5 k: f% Q O; b' E( X
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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) p7 @* ]( w4 T, E9 v0 v) i5 d1 C
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8 N" O3 E! Q. w如果成真，看着就很科幻，很提气 d* R& G* V# q$ ~4 K. Q; a
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肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼
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) I; i. c: @' M3 A. n, g双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须
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5 t( y' n4 @. y) a+ N大面积的机翼很适合外挂" E; Y9 q$ j6 k6 X2 c
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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。# w5 @0 d, G; @1 G0 ~. P
6 I" d" B' O5 n. ~$ I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。 }% t0 h5 @! ]8 Q' t- I
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容克-2870 W B# n3 ?2 R2 v) |: J G1 _/ M5 q( v
+ P" N+ k8 _, Z1 f! l# }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。
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X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。
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8 \4 b- f' r/ k4 U; d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。) O! w4 J# f; e. `/ \/ z% p$ e# {
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P.1216常规一点，改用双尾撑
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发动机还是一样的三点式布置" e- i5 b$ @# Z& }& S" M" ?" k
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P.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。: f. T+ @; o# x4 R1 R6 M
# s0 C9 Y& k) E( _2 [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。# U; z5 H# k; S4 @' S& j
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' y/ E) U+ f, ^波音X-32采用“三立柱”推力) |5 i2 q! a; q8 u: s% d
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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) `; X9 `9 J+ I9 y, _4 A% T
* F+ V, X/ G, s/ N! Y/ @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。 |
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发表于 2024-10-30 06:05:59
