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垂直起落之路上的匪夷所思(四)

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 楼主| 发表于 2024-10-30 03:43:54 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:00 编辑
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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。4 G7 E# }8 o/ f) H% J9 i8 o5 p3 ], \
- H) G  l) d2 A
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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  M5 b/ G* n; x. 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& z3 H* V& v% {
) U2 J9 |, u4 W4 C

7 |' D4 s, f3 S3 H4 ?" Z' t“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
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* s8 H  Q: S& k# u' }/ N喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流6 o0 m+ \  v# E' t

; h* D* ?+ V& |9 k2 D/ z3 ?! Q1 w7 r7 g( C/ D8 O
“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。) M+ I) R* d9 n- w# A

! K0 _% B* g" ]( V1 f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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1 v$ `6 y4 F' a: R0 A' f“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。/ R' r" O5 w7 `5 }' a* k/ ^
# M1 X% a3 b& ?8 \

. B9 ]. T; l. Q( lF-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; D$ f4 a0 d, I+ x" Z& p8 X
# F; C4 m; s5 i4 G+ o
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。
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( `, M' t! e2 E" `, b% ?; ]5 w( S. n% H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: x7 U0 R4 G6 u8 \' I7 h

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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# D5 y/ q4 b0 i+ t4 P; D
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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。. ~$ f4 H2 e0 K- M, G9 Q5 S

6 Z; m. P$ a6 h2 D/ x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。0 `$ Q1 A+ }8 J4 _
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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" h  m% K! R4 C7 I
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如果成真,看着就很科幻,很提气
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肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼) P9 ~7 w) h1 L8 o
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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
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; l% j- n3 U& S" P! t9 S
( y  z; h! ~4 D1 ^5 m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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8 j3 {. j1 i* k3 }: Z- Y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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' J9 ^  ?) o) X2 N( Y% n6 t! C7 q& j
3 f) P$ S8 `+ [* C# \) t容克-2878 o, S  R& }3 ]& F- a6 c

; w2 G& X+ p8 D0 e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。" z- w8 O' A7 N+ z$ b4 a; w3 c( G

1 D4 b3 @5 J- A" F& BX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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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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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' B, Y+ L& v" X9 \% A& y) l
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P.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。
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1 P1 M" l) `- e7 s3 a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。! t9 ]& }# H' u$ k
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波音X-32采用“三立柱”推力
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! F& ]* \  a* E9 q/ F4 T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* W6 u4 Q" n1 ~7 T4 J% s

% B" q- s& T8 \  Q  l" T" A, {& K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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  • TA的每日心情
    慵懒
    13 小时前
  • 签到天数: 3720 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2024-10-30 06:05:59 | 只看该作者
    "“鹞”式在远离上就不可能达到超音速。"( n5 ~' F* }9 e# C3 a
    , T& S# ^2 q& k
    原理?" O; b9 q) i$ i) ~* ]. n
    ; ^, n" V+ o, O) [7 \

    点评

    谢谢抓虫  发表于 2024-10-30 08:25
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44
  • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2024-10-30 08:30:51 | 只看该作者
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
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    该用户从未签到

    地板
     楼主| 发表于 2024-10-30 08:43:23 | 只看该作者
    huma 发表于 2024-10-29 18:30
    : T. i$ [& L& f; F6 D+ }好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
    4 G) I) A3 u) \  ]( {4 o
    为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
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    该用户从未签到

    5#
    发表于 2024-10-30 09:50:10 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-10-30 08:43
    . o1 V. l2 I4 x& o) \( p5 o" [# k为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
    : V# N. i7 P% g) f
    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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    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2024-10-30 10:11:53 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:15 编辑
    " e( o/ [6 N2 N5 _5 l8 H
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50% P/ ]0 s0 m3 o2 q0 k$ g1 f$ e
    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 ...

      F: R. [' l1 V; Q/ p! b; l% |9 G5 \, i
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。
    4 ^9 j* }+ U" z5 r; V4 ~1 _) Q$ f' L+ H2 \: U' W
    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。
    ) q% M/ E4 o* r" x* i2 r, F. h4 |! N8 z" |6 F. i
    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。
    & S7 E: _! S. |7 z0 Z/ c: i; k( R9 E3 ~

    5 m+ q* [7 Z/ y6 l6 ~/ k5 s9 p- `( A8 }
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    该用户从未签到

    7#
    发表于 2024-10-30 11:23:17 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-10-30 10:11
    1 c& K3 l" W/ }, r没错,不过那和垂直起落没关系啊。' J3 S) t( W* o2 W

    ! q0 z" y+ w+ }3 v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 ...

    : E' L9 z* Q- V' `$ X" {9 f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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