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垂直起落之路上的匪夷所思(四)

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楼主
 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 & z) `  U+ Q3 J  n
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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。
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9 T( t# n  `1 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
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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# |1 {8 d! F9 i  q5 l
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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; Q  H, g9 A& S2 \( u) d

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喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流
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0 `4 N9 \6 V; R$ B) q- y) W3 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。8 R* ^! Q, g$ T9 j+ D, W/ W
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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。, |* [% B3 q$ D* u& s2 {
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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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  @$ Y8 t2 U7 J1 d0 NF-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
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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。/ n) c/ l  s, V2 f( q

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5 k% k7 d4 u1 u. W& h+ B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( [  I, S1 R$ n( T! {4 X$ j
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2 l: a+ C5 u5 r; VBAe 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; ]) D* _' ^: t. U! u$ L, |- Y6 y

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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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5 L) V8 t4 n8 R+ }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 n, o' c% I" F3 L8 p
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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0 h$ S6 k7 k) s- E
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如果成真,看着就很科幻,很提气
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) s- Z% S! O! k6 b. ]" v/ I肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼" L0 y4 G, m+ `1 T1 ?0 ~
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/ @; [' z# J. k' S5 s1 u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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大面积的机翼很适合外挂+ I1 E4 Y4 Q; r1 c3 S! W. t0 g

6 _/ d- d6 e- Z5 m0 SP.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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! p' B  f( ~: L7 ^* ~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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7 }) A+ n+ v2 i0 S  z容克-287/ M2 f1 j% u: a. p/ h* l( A

% b: r  D& h, a% d. X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。
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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。
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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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( n9 h8 P, y& g
P.1216常规一点,改用双尾撑
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6 x5 b: H7 A1 k# H, V- v* i- w  E发动机还是一样的三点式布置- b1 m' W0 M8 x) w5 \: x

( Z! p7 _3 o0 d0 N/ @P.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。2 W6 [! S' h6 t0 ?/ h& }, Q8 o

/ O! q3 m3 u! b( g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。& A5 g1 J) m! }- N6 H

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波音X-32采用“三立柱”推力" L3 L" @7 @$ T0 P5 S
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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0 g! ~, Z* O0 r! P4 l) T
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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
    17 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。"
    1 F1 G' @# K+ Y9 H. R% g: r
    5 N8 l3 x9 e6 i8 o$ d" u原理?
    # A$ Q, R2 }# N/ E7 A1 I; |' n7 c5 v( K8 j/ z9 _

    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
    ' T0 }9 ?" x0 U" ]( m7 ^好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
    7 H$ Q# r  Y, O* F, p% h# T
    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
    7 T, P+ Q* ?0 G! `; r: F为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
    3 O4 I0 g: p# Y. g' @  G
    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
    $ U2 p" g3 p9 }0 W4 B* f
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:507 P7 L5 H! [7 s. 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 ...
    + @& q% {8 X" ^7 [$ X" [
    2 g( q+ F4 F3 C
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。
    9 }9 L9 \: k5 k( O. r8 i1 }" b, Q4 O
    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。
    6 C4 R) Q  K( |5 u9 @" a) k' l6 I! L6 T; y6 u$ 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。
    ( i7 G* x) w$ ]2 J' R
    % w5 f  z5 ~3 W( A
    ! @3 N* {: c' S, `9 [" i0 J5 [
    ; B2 t7 x" |" }" q7 i
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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
    ) R' U3 ~. z2 `( L没错,不过那和垂直起落没关系啊。
    & Y6 l& f- c% L, p3 }
    & _6 U0 \% L0 V: E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 ...
    ) k6 O7 H3 ?7 b6 a- {, X
    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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