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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。1 }3 r9 H+ \/ \$ W
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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
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, q3 P! l7 n6 @ t“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: q* N5 Y1 S' b3 t( S0 }5 O& H
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( q6 W( a6 j$ @“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/ G8 K/ j2 W6 ^8 H* n! n
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+ } \6 o2 y; C喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流1 X/ \2 k" ?9 N$ |" Y
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4 S0 D; o8 H$ R: g" 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。
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: u. V4 Y' f& c. t' i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。( L1 A/ ~9 j& c8 S3 J2 x, |6 U) P. B
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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' n) D1 l& z) C) Z4 a
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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。' O7 Y0 j# D1 N9 A! x' X# ?
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3 ~# K; s# W+ K$ N, p, f3 S t4 i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
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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。
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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。
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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% E! ] {+ p6 R- [$ A) E
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6 w$ W9 ^3 o1 y: Y! j' O+ \如果成真，看着就很科幻，很提气$ Y s, x# y. G- D$ x8 `
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" }! A0 v& C- v肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼" ^. R7 p# W$ l( |
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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/ ^$ s: Y9 z' Y: T% E$ E
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大面积的机翼很适合外挂
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5 \9 Y" f" T$ ]3 k0 fP.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。2 p! v6 g# \, N/ j
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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。5 J; N$ B0 ]9 J! _
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容克-287
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# f; Z3 W. ~( q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。6 P% i5 M* G7 G) Y3 a! @+ {
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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。+ |3 k) U" I9 t5 u# a/ _
( p' }/ H4 ~( ]0 S+ 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。$ `+ G; I" g" A4 R4 n( n% M
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P.1216常规一点，改用双尾撑9 s# {1 }4 N5 _3 a0 ?
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发动机还是一样的三点式布置
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P.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。
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. U, l% r: W) E/ ?' F6 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。 X1 y% J1 q. Y/ y9 F1 M
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波音X-32采用“三立柱”推力
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& [) ?, `3 |' F" y' r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/ D. J0 Q, `5 f8 B7 B
/ ^$ {! q o& f* _2 M# v/ p. z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
