垂直起落之路上的匪夷所思（四）

晨枫

3 O0 o. }+ s9 W, z, D
( `9 e$ b/ W+ F' ?3 F8 f6 X最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。
% p" D' g; F9 S1 e( e- ^7 A

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
& R5 F9 W# Y2 Z+ F5 @$ v! R) K

9 t$ ]( ^/ k0 ~2 r, W9 |5 }“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


“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


2 }, d4 @  f+ s: S$ h喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流

$ B( @9 ]' T# W* H. B/ o$ c/ s9 n- V
“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。
7 t9 w! |0 z% H4 p& m0 w3 c% k0 C! m
! ^5 ~1 b! L) W( N' w- `7 ?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。

% r. ]1 ]7 |4 Y$ X( S0 H- {“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。


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

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。


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
0 b# \6 q5 F% Y9 Z0 _
, c0 C. j' e* T% g* g/ v* [
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


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
6 L3 w/ I3 r* M
# O4 h- ^% i  @- H2 `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。
2 w9 X* |! F& K! n$ g
$ o2 o/ m8 b1 W. }$ t, A$ 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。

$ a+ z$ g: v6 [  Y5 x9 Z/ f1 C
  q" l: z) H2 c9 w" I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- b% [9 f- J7 O3 W/ _/ C如果成真，看着就很科幻，很提气
: b' Q( r! ]% b+ P) n* W, b

肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼
* _6 G* W) ?6 u) o/ j
- g# V- D2 A+ G  r1 i4 s
双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须

" G7 x$ t( H3 a. Z* \- d- E. j
  W- A. `. C& w9 m7 V# r/ \+ C' J大面积的机翼很适合外挂

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。
4 g) i7 j; y% V8 J" g, B) n
1 C. d  m7 j5 [4 {* _4 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。

; W" l8 \8 }5 ^+ b! M
  [- f+ W% b1 z  T0 V: T: u容克-287
' v3 v' M9 s5 ^( A
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。
5 W  k1 K$ x- d' S3 `
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。
: o9 a  O: J0 A- ?
4 G6 V! @! h" a  Y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。
& f+ ~; W0 `; f/ X" `

/ r/ A( N3 i+ e; Z' D( d! T% oP.1216常规一点，改用双尾撑
" Y; c4 n/ u5 t* Q5 w6 T! x" v
* V* @$ L, o* R8 B5 [
发动机还是一样的三点式布置

P.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。

5 b) u- i/ M* I) G2 M% y$ I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。
' A0 k- |6 g( F1 Y. N' z% m1 j, p1 f

波音X-32采用“三立柱”推力
* j- |# P& @8 [
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

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。

mezhan

"“鹞”式在远离上就不可能达到超音速。"

原理?

) u+ ?+ Y( ]+ F0 s

huma

好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

晨枫

huma 发表于 2024-10-29 18:30
好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

牛腰

晨枫 发表于 2024-10-30 08:43
1 U4 X* ?  h5 G# L3 T为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

" M5 L! E  q/ k1 F" _+ J& S2 T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

晨枫

牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
! E8 g: i+ Y7 p  O7 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 ...

( C! r- z! Q/ j( l+ D# T7 D没错，不过那和垂直起落没关系啊。
* c# _, P0 h) L% T1 Q6 x
8 D4 j$ G$ O" N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。
5 B% u! o( S& O9 q4 N7 k
9 V1 z, e* J" X+ p+ `. |6 Y. HAlenia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。
) S+ i# L5 r. f3 P9 A- l7 i


& D& w% e3 o" n. l2 y  D

牛腰

晨枫 发表于 2024-10-30 10:11
没错，不过那和垂直起落没关系啊。
4 {7 o, }4 d9 o) ~' X
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 ...

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