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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 " l3 T) l2 v4 S# d2 u

  N' V6 g- {; A# g最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。6 V! e: l7 x2 N% u3 }+ g- \* r4 v
# @0 G( F9 O+ x
* }$ [" S+ e# n3 s8 Y  j% u$ j
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+ U$ ]. w( R% L( q8 \3 u4 ?! L
3 f1 T% I& {1 }
6 {, W0 n, j' S9 m* d
“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+ X1 t2 ]) @8 U: v3 V- e; |' r

( q: H  Z8 q2 O1 \: \ " c9 o& q, o9 Q; k, c, P
“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; P& C+ ~  z) _" b: A' {
) O0 ~4 h" F# Q; N! C) s' {
  k# P7 v1 F. ?) b; V
喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流
* k& }4 k0 u/ \( |- _* r! f2 q, o3 f8 o; Y! k

' K6 x  c* ~2 l3 [% C1 c“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。+ k. S& {, P% |1 U1 A

* M  T' Y; A4 W  U6 Y6 J# w( 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。
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1 F: V0 w5 _6 p' O/ N“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。  q$ S( ?+ D% b* w( V* `! A4 C# O" l

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% K' r& B' K5 O! ~" vF-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0 I1 C9 H: y; _

4 O1 I3 Y" I" N/ w  u' E6 S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。8 m% G: b0 Z+ L4 m8 A- V8 L

% |* J/ V  ?8 w: x1 @7 n
8 W6 `' m5 n" _7 m# l+ _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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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. T2 r! i3 Z' G/ R/ C

, N4 E- A2 U( z/ Q3 H: ]6 d4 \" l# m" U+ i. H
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, F9 ]& l1 h- M, E7 f# \

" H/ k4 H9 j- F/ ?0 ^/ o$ ^' v' o* x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。  {6 Y1 ?7 _! w. i' ]$ e
: X/ g8 x+ \2 R3 g
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。
, O* C8 ]. D) x/ F8 R$ h
5 C1 o" l9 G9 X# i) p2 e2 d4 k1 t4 v5 w* c- Y2 D; E4 ~( ?
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
; y6 Y- e0 Z4 `) z( w! w
# Q% v: i$ ?; Q 2 F+ O5 q* ?* O8 v
如果成真,看着就很科幻,很提气
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4 r. s8 e' g8 i% f肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼
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: d# ], S' D! T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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, U; V1 J4 ^$ h3 E3 [0 b4 N0 i" g大面积的机翼很适合外挂
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; J/ Q8 Y. ?6 T. n9 s: P- H9 |  i# }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。. O2 C& w' c- a

2 n4 {' g8 u6 w5 n+ z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。- t7 W) \; q; j: T1 n

" K/ S8 T( g5 d7 ~( P# o" t- T' t1 Z. a+ w: z' p0 j7 {7 E
容克-287
& X5 y! i! d- R- C2 p: K0 U9 l2 m5 A4 K  ?
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 V6 n. v" ^- w. N" m3 A! D& ^8 m+ }; _( L! n0 `/ w: k
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。- W3 y8 w+ T4 v( G

. Y2 m5 w) M- B; R3 _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。% Q8 t; \6 `& `. s, j

' z/ E2 B) D( {8 e& l5 l; p7 Z' p# d! X0 F
% ^/ R4 A0 f1 m. cP.1216常规一点,改用双尾撑1 J  b8 O: b, ]! T$ I! K! c& ~
  w0 F7 ^" d3 X, Z

- ]4 d3 d0 F+ q9 b: y' m: O$ Y发动机还是一样的三点式布置- A, S+ \: x; h1 |9 G' {0 o, V2 p

  L$ X4 d9 a. [; Y; m5 sP.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。
) D2 @2 [; [5 a- U' U  z- y
2 `7 t3 H6 _4 l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。8 T7 {% p* ~' N9 m
; M, }* ^4 ?  P9 x6 ~! l. L/ T

% n( W8 _9 i% n1 h. X, y9 T0 L$ h. Q波音X-32采用“三立柱”推力* a' P$ @' W# H' f+ ?% Q& O6 B

3 R3 f. l3 z% [& t/ ^0 v6 N; W+ H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
/ _, Z3 U# P) k9 s, N6 t6 @
9 J, D+ f' k, X* Y  H: X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
    21 小时前
  • 签到天数: 3514 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。"6 t/ X, ]9 X6 i! }. `. R

    3 k. w& ]6 L% l% j5 m原理?
    2 r. o4 h) S/ K9 `9 r% k
    0 h, }* |% O4 j! ~

    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
    ( c% o0 ~; J. u) a好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

    6 J7 j# N2 Z' g6 M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 08:435 i  [* C. ~2 ]2 o
    为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?

    , ?+ k3 _  L# z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 ) x0 U) O5 a: ?. }. l+ U$ B/ _
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    . `- i' D- Q/ L+ Y5 v' z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 ...

    6 w: l' `; E7 \$ s" ^% [6 C2 Z6 y! F3 t8 n3 y% Q
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。4 M1 I% O. A3 P% `3 U

    2 \  h& e' v) O8 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。
    8 k& Y6 F: X6 c# ^
    ; ^! p- V0 F- I6 l8 FAlenia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。  A2 \- l/ c6 h" v

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    ! C' Q$ }( T6 r4 O
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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 10:112 n# c* h, I! O
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。
    7 K) l) V2 S& k* Y3 E8 D
    ( y/ s& `* f# D9 K) `4 L8 ^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 ...

    ( L( l8 N/ `# d+ _6 |$ a/ g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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