垂直起落之路上的匪夷所思（四）

晨枫

+ k+ x8 L( Z& z: f9 {
最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。

- G8 C2 X# h7 x7 p
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
; l0 E0 z2 H: }5 D% k

+ k4 ?2 y* ~& M7 y2 ]“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
; E. z- B# Q3 G6 g% X7 M
. Y# s8 Y" X7 e( V3 h3 E* Y
  H* b- l1 p* J8 @喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流


! p! @9 l3 M. K% A% {4 S3 s0 i8 Z“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 e' u. m5 W! \0 i# K2 x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。

“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。

2 e; |& [/ D; M# L4 _. m
8 }5 J/ p- ~5 E; |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

! s9 N* e. O/ Y' ^1 C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。
: ?: ~! H0 a) n0 G: M* C! Z0 |

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

5 _, D. N% k9 L8 k" V, [
# b6 W$ k- ^0 z8 b4 U8 eBAe 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
, Q* p5 y+ y. u
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。

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。
5 U* q9 W' _8 @/ c

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

- b# T6 b! H; _8 X: P5 }3 D
, C* E- i) D2 D( T& ^( W如果成真，看着就很科幻，很提气

0 D& t7 B& ]8 S/ s
肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼

8 t9 D) R* s. A
) n  f, F" ~5 s6 c3 K双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须


" U* D$ ?, p; f6 D2 B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。
0 C( M. y: f5 w  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。


+ v2 T/ f" T. m2 ]. ~容克-287
0 Q9 [: J5 F* a) h* `
' U/ H# K2 s( Q$ s6 u; H1 C, `2 i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。
  |1 }# K% X6 b1 h3 k4 c
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。
( L$ a# {( S7 a4 g$ n4 `0 j
; [* g# H3 d: k' t& h8 y; S- _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。
$ V' d, j8 a+ B
* v  m( k: J- s% L9 F
P.1216常规一点，改用双尾撑
3 _2 A: L) {* v; \4 @3 @( x9 c$ C" t

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。

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。


波音X-32采用“三立柱”推力
% U6 {/ }* Q9 J$ j0 ]
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

% A- T, y$ x% r7 D- z, K2 \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。"

- b2 v6 y1 T) T0 r6 B5 |9 g原理?
; n5 T# ?" z# a# [, i, {
3 `' `; ], M, s- H0 f% R

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
! f' S- ]4 W4 ~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
2 r% |0 I! O5 Z+ t5 L2 S为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

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
6 W; x  g+ J8 N1 a1 ?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 ...

! n7 e$ P' b/ S2 A7 K5 P
2 K% v  m1 X: _- j1 m! y没错，不过那和垂直起落没关系啊。

3 }6 R% b8 P: l  i$ b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。
* Q' [3 T0 l) e- x& \# C; h7 q. ]$ l
2 H+ Z9 a5 R3 G5 x3 p: dAlenia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。

. d, J: j3 }. ~; n. g0 V
2 Q8 C1 S* j& c: @: P
1 W" _; ]( H9 |2 |5 v! {8 r, B5 f

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。
+ E9 |% z6 i; R$ x$ X" I! 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 ...

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