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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
4 t: d% X  ]* Q9 u3 ]* Q" }; L
0 @, J2 g! p8 ]3 \- Q8 ]: a最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。' M! I" D6 o$ D9 e
' n' T, ?: K# s
4 W; V, z" N0 S( ^% @$ }
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. f& j) R0 U; U9 L6 c3 h( p( ?9 f! J
; ?" W, {3 F4 A  n: Z; s: ~7 ]

# b5 p/ p3 v. B5 c- r“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5 c/ N2 n; e- R8 J2 N) r9 R! H5 x) i

4 D" B- a/ _% d( w9 }   T- ^3 O# ~) W9 f' l
“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 {% ~1 ~5 q, h7 t! t! Z6 C3 `
$ o. |! R* D9 a! u4 F# A2 V4 O

. p+ W: B8 S" V0 d7 D; i. T喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流
: u7 |6 Y7 d% f
  D' Q5 G% R# @  e' n% l! C# R. p$ k3 [! @# l5 G( E/ G- t
“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。
: S1 C7 y' D0 Y7 w* n) T5 x- R# d4 _
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。
, Z. I  t) u' Z  n2 b% j( w0 @7 j) p
“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。
% w9 i' K4 C/ U+ o0 |. Y. p& H: s5 d6 Y) b# l; c+ J

  v% Y2 d4 E- P1 P& G6 JF-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. Z. E1 q3 B; J6 V

0 G% a, w0 R  W- F7 F! 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。. M" ]8 @" `5 W9 X7 k$ c

. N- v; y; F+ O- c2 m% H1 W9 @7 w& @( }9 u0 ?! b  D- H' \7 P6 Y
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% \$ |& j! @0 T* f8 l( F. j

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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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8 z3 p& V2 X+ \5 z$ H, K& K" ~/ s$ C
6 u% x7 {( F1 ~: z# y7 y7 a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0 L( y9 C* n! N/ l1 N( S
& P( v* k0 ]1 D, \/ U3 y
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。
* |9 \( |; H$ W; Y; N( W( [! U- A( d% s3 U8 V) @
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 \. O3 @  t2 J# l& `- T
: |% l+ S: r; p8 u7 z3 a) u
9 b" e  Z- j2 O  O! Y
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
# V3 a9 \' l. x! Q) p; N( a) o) y0 B2 j

5 f( Q& \9 ^! j+ E+ J& O1 j如果成真,看着就很科幻,很提气8 `( i8 L% ~* t# L6 ~

0 f6 e$ Z: |$ ?' E" {0 u1 ^& X. L, p1 @7 P! [- L% ?
肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼
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5 I- E( k/ L. ~8 @! U& x2 P5 p; Q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 }( L; L: {0 D* G4 {
" I! V! v* [4 y" w$ U& ]4 D大面积的机翼很适合外挂8 f& w' K& w( H3 ~* f5 @; J

6 d2 M- [/ e+ v# `- m# cP.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。
: e8 ?5 X9 \7 i! `7 Y( W" w  L- @, g. \
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。2 B/ s: z1 r' r
4 u* Y1 x2 X( @# M$ A- t, B

, B" Z, Y4 G# U+ W容克-287
% q4 m5 L: U$ |. ]6 y' ~' l  o, r8 k: Y4 i% Y
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。9 [; B* d1 N6 a( y# f

, \! z' @! z' }% I- H8 uX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。
6 L, I2 F* h9 {5 f; e& s: L+ s5 T9 K' Q
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。# Q# s9 c- k/ i# S* o/ p  k% }1 n

; r! V8 R5 F/ D9 D" k+ z5 B" G' b; F
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
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* b: I5 F6 N; g2 i7 f6 aP.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。8 |# V5 u- d# Y# o- \
' i1 i$ G& Y  ~! m
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。) y' n; b7 X4 X, x6 N8 Y3 V* M
: b1 B$ j; J. c* h! p' G

0 F" x7 {" q- z: s# O3 H6 L) A$ U波音X-32采用“三立柱”推力
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0 R- S, N# [6 `' 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
8 Z3 y( q  z# R+ b( d4 c. E- T. J  [% `
: Z9 p# `$ [: t6 G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
    19 小时前
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    [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。"; K$ O/ W7 f3 p! ~6 M# ^
    + I! y+ H4 s( E- w
    原理?
    1 Q. P0 ^/ y- \6 O7 r7 E- D1 J6 t# `" f- [, C7 k5 m9 h: O8 D) ]% C& @

    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 18:303 E3 O1 J0 l, h) _: `
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
    4 J: v/ h3 p" T3 z% ]
    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
    5 f1 }) b& i& X1 _; J' F9 O+ \$ ~为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
    * c0 a4 t8 A7 |) G4 Q& j
    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
    $ Q2 R& I8 N8 z; U9 ^: F/ p
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    1 ]3 k/ `, l- S  W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 ...
    6 _4 Y7 y1 @- ~* K+ }4 h

    3 d! @: p& {: d% m2 Z没错,不过那和垂直起落没关系啊。0 ^6 ^* k* |* _# ^  _. P: G
    & N" B4 [+ ?9 |
    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。
    $ H# |% g2 b* Z! H1 U. u! v" a
    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。
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    4 u5 r* I& f3 L/ V: u+ I2 H% i* Q! U7 M* Y
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    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
    8 G5 g4 n* T( G  T. L* ]0 X没错,不过那和垂直起落没关系啊。9 f* ~9 a; j4 I0 u
    * V6 R' J: ^! i4 U" L" }8 }
    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 ...
    # f$ \* |" C( P! V
    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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