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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 ( T$ B" ]$ z5 c: e9 |3 c

1 g" T  \" J9 _6 `* D( R( u最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。
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2 w; i9 u' X. g9 Y7 a3 F7 f( q
% Y( [  c* l& h0 o) N/ ^9 w. _2 |3 w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3 D/ c0 i0 f' W# I4 ^, |

! L0 P5 o( r- Y& `7 h) b) [$ Y" T
7 F1 }. [) X5 g6 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) h3 I9 J* Q' m& M
9 l6 U! A# |  z& n3 ]( a
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“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' L. J2 j* a# _% @
, C' e* M" I* z

+ K. N; R* S2 t/ ]; a) V喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流$ |8 e8 \4 s4 j0 S9 t! a& ?

- h0 ?- T. K- E# A
5 v0 p$ I& F2 u8 s4 j; ^“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。) P1 X# E$ y, a2 I8 y

8 y+ [; i& q) F, l% s& L& t; p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。" x" C9 q- z" P" Z$ _# W- e

4 f# O. f7 \) t( `8 j. i$ m“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。" K+ G) r9 R$ s: v# _+ e; m
; O/ p8 p4 }) H  s! G: i

" x$ i* `/ O6 M% \/ C8 i! ~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) g1 k9 A1 y5 V# M) n8 n

0 R" j- g/ q. L* u" B  M2 Z+ |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。2 l6 p, @1 E! h: r/ J

. Z3 ]( N! H& P( L% ~6 ^; V. {9 B. f  u, h* a" P* k
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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; c2 F* S; v1 G* r, \& B' c0 X) W( o8 E9 V2 L. v- X
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# m, H/ y# {2 I" |; c4 W
' G. e4 W# q0 A  S2 q& _
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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。# K; R% R- b, ]+ F& n+ B

& C5 i9 g0 J! e1 y1 D5 s9 G' m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。
3 @1 n, w4 I  H. n9 J) D. s' Y2 J& c6 D" p

& Q9 k' |( b, J9 s* _& f4 l0 T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
7 j, t- o6 |: D" ]" k2 ^! _0 A3 c# A5 c: ?
" Q2 }5 X# X% n
如果成真,看着就很科幻,很提气
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( H5 I1 k: ~7 @/ ?. c0 Z肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼
9 R. z6 r9 m2 K6 R$ u4 B+ V# w3 A( {* Z# G
) ?9 N7 @# y, ^( O( o; s
双垂尾是高机动战斗机的标配,也是后置X翼的必须
! m( u: c5 H+ p4 c: `7 _. T
( a( N( N. A  }" S( k& f
" |/ ]5 O, q3 \+ g" y6 y6 A5 H大面积的机翼很适合外挂: q* \8 l5 q( {+ x( u4 v7 ^# s
6 u& K3 R6 j! g; ^, k/ F/ Z
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。; H" t, v5 C$ e4 {: _& z* f0 ^) H
1 P/ b$ x& {9 D) o( K: K# M( _
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。/ [7 Q  W3 [0 k, ~

' Q1 C& y- H- r/ e# {, h& E: j2 l6 P. f0 N) {
容克-287
. u, [! A4 R. Y* K
1 J5 n( x. K( G# ^, W# L' X- D. D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。
* V& o2 M% F( n( U: A
1 ^/ y' y/ L, V9 a; f2 B+ aX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。
0 f) _1 ^0 }" D) P5 F. Y( h% y, z* y/ t
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. w$ d  C4 I

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P.1216常规一点,改用双尾撑6 n3 F% Z1 J9 q

8 e+ X+ ?, X% k7 }% |7 S& e' i/ u0 o; j5 U/ I8 @" _% L) W' I
发动机还是一样的三点式布置
; A; a5 K: P% ]% b( S
  n) v3 @( ^. gP.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。8 @/ E; L, v% @) w% N' g6 Z

- m4 X% N; E( {  b. 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。
. G6 m9 _3 d9 h8 d" _/ b, T8 R& A1 @( ~$ o+ K% P

" Z3 u& ~7 w' C2 f9 \1 u波音X-32采用“三立柱”推力/ ?1 z1 Y8 j7 ~0 {5 m

1 O4 l; B5 h' A& Y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
1 B( U: A+ L6 A3 b9 J5 L
, k4 [$ N5 {. z; x2 t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: 3675 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。"
    / J, Q+ ?* ~8 |2 ^8 v
    : L, q  z+ S9 N1 ~" {, A2 q原理?
    " ]; D2 Q9 D6 B2 ^- K* t" a& i" P; O  j, X# y1 v

    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
    1 z+ R+ L" E* t  L5 B; s好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

    + s5 ^4 k5 [2 s- m+ P3 J- s0 v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 08:436 P1 Z; N. a+ m( r4 N+ Q# y0 J
    为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
    ! @3 L1 b, |8 W( q# L7 t9 b
    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 / t+ K& z+ e9 M) Q* i0 e
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    , x) o+ W+ O' K7 z2 l+ Q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 ...
    , k8 Y3 F; n6 N+ U

    9 h# ?7 B0 Q% @9 M8 I4 g3 ~没错,不过那和垂直起落没关系啊。* X/ ]8 s" f  @! m& `3 x

    & K9 d) a2 i6 Y. r8 j' N; Y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。
    4 I) o7 ]( H5 W, W  ?) H! L9 ^
    8 x" a4 G8 z1 P3 D/ Q# \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。3 i3 b) x# Z/ R& p7 b" t0 N
    4 B6 @# G( I" ]6 o( _; L3 s+ C2 N

    & ?7 _8 Q$ ]$ {: M4 s- X3 Y. Q: U- M- k' p2 V9 u+ Q! m3 l; \& P
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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
    6 A" {: F5 g9 q9 c& i没错,不过那和垂直起落没关系啊。. Q( A0 ~2 j8 x4 q' p$ ?
    " H+ L5 E& J' S6 A
    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 ...

    , N4 G" L& D! t" z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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