垂直起落之路上的匪夷所思（四）

晨枫

; b3 N5 `0 l9 i/ G
0 m4 i" O0 Y$ \: Y3 I) \* i5 d! P最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。

* g) }; [, q6 X5 P9 Q$ _* E
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
2 m$ r& \% ]# C, J

“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

" L# o' p8 ~+ L' M
! e) R8 H% S# Q“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
0 c( s6 q! M; G+ O: N& Z' x; s& a8 k
" M6 B6 w+ P% U9 O" a/ e) F3 J
喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流
( N" U8 i; H5 X2 T
$ L1 [8 i0 K. f9 ~, z- 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。

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。
& K' [% \- v$ f: |% S8 g

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


& Q. ^# {; O$ O# v7 s7 gBAe 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

# Z1 u* ]7 h: E6 P. i$ }8 e
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

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。
& W- h* z4 p) L1 l, L
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 f' [! Y0 \2 ?" t6 |  ^8 w, F

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

9 G4 r* P4 z* Y. |% \
如果成真，看着就很科幻，很提气

1 ]. R% t% j0 e# C% t5 L/ o; s
7 M& q; N9 W! r/ |1 ~% B. t肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼
% r! `. {! E) x# ]0 [2 b

双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须
) T5 q- O4 I' a; @" u
  F- S7 A/ d. ?& {
- L- Y/ G5 J' O. E& X+ D大面积的机翼很适合外挂

  j# a" G( E" P0 w) `* L6 H$ P) pP.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。
$ i& X% X; D2 Q' ?
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。

* g$ k* ]) @& P6 m" U: `
# P8 B& @, m' c/ T+ x1 ], `8 Z- S容克-287

2 \( }$ i: V9 F7 t3 Q7 @- ^7 p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。
  e  ]! o$ j8 @, Z' h6 e
3 r) Y( h9 b8 M% \- U# GX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。

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。
$ A' M/ r7 _2 n  K9 ~. w8 y
3 R4 }/ i- Y- ]# f+ {2 J
P.1216常规一点，改用双尾撑
' M: g" d* n2 ]. T6 s' i/ _; E
% |& \6 W5 |" q2 K: V
发动机还是一样的三点式布置

+ g1 D: P! ^9 Q0 g. G& b2 D% F4 IP.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。

" y9 N: J8 k# Q( `! U* ]5 [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。
: d: d3 w/ t8 N1 ^# w& M

4 T; N( }7 C+ e& m) P: l+ V( |$ u0 j# t波音X-32采用“三立柱”推力

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
* I  G5 x! @  f
- a8 P9 ^8 }5 U7 d5 W9 J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?

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
! U3 \7 k6 }( k0 q! Y! ]3 U( o+ C好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

% ?, `! ]# R% s& e1 R# }8 `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
为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

; `9 M6 W0 h6 u3 H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
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 ...

4 {" V( ~% G9 |$ d+ E1 s4 n' C
% z4 D4 b+ H4 q- C4 ^; H没错，不过那和垂直起落没关系啊。
7 H; Y4 E+ j9 _/ u
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。

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。


! |  L. C0 f% v5 v
) K& l/ T. t  N' x

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。

# _- h: B) B" r4 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 ...

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