爱吱声

标题: 垂直起落之路上的匪夷所思（四） [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 03:43
标题: 垂直起落之路上的匪夷所思（四）
本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:00 编辑
4 ^, o4 W" K) @' k; c) Y  W9 U, z% B" v" k* K' z0 Q" h
最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。% P) |  R$ j) E$ O" P/ @

+ R6 x' f0 N+ a) T# c9 u, }/ ~* H: Y- a7 E4 x( a6 q- p+ Q
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 V$ Z& z" y* M

/ B3 ~% |, f1 m5 j  d! T
, @, n/ j& Y  t$ _0 g7 X9 ?“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2 g2 P) h3 _7 d/ R7 J+ K5 z
# F( |! ?& k* ~, \$ B9 k2 Y
# K, z1 t8 a" [" C; i
“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
. r9 }# r/ f/ r6 {& @$ _+ {5 A" P* H' Y
% @) H% }2 N' n3 W- R1 |
喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流, y1 A5 j- }0 e: G8 u# Q
8 u% Z. `2 s2 T$ }$ t$ ?) N
[attach]115363[/attach]( s2 L9 i, r1 [$ d9 `+ C7 c# O$ O1 K
“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。: J& w( y8 C4 D0 U- }* t( \

- F. [/ g) k! f( n" {( y4 k' z1 U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。; h4 I  D" B# J4 \9 i) J

7 M0 m6 _( u5 n, h5 p( z, }" Y“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。
0 S8 u# }/ p6 K* }/ x" c4 ?; J& H+ a0 a  ?# ?- Q$ n' a0 c  E
4 O3 y( J  ?+ O' E7 C
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0 ]; n! k' }& N6 I# V+ A5 W
  |; A5 m; C- L9 |& ?: V
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。. K1 F9 k% T, i" N5 t! i# B

$ I, x, W  q; M/ M% o5 T, _! ?7 c# V, L  k, O% b6 I0 R2 Q# ?# A
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* H$ E* t1 ~  r* H
2 X- d( h8 m" o6 E2 v. }; a

( q+ w' ]; H3 Y* A' m+ QBAe 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; z0 o; ?* n3 @

8 O4 @8 o# D% D: k7 h# w' s/ h% v* F5 B5 U# S
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* i6 q: `3 n( i7 @& |  F

- t, z* W  S# G0 p+ {  L: y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。
) z1 [0 I8 C9 ?! G8 z) {% I: F4 u3 Y+ 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。* c" S! l% _7 Y. W) I6 J8 M. [1 m+ T
. V, {8 I) X7 C2 g; d
- M& X$ {& u: T- O, S
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2 K; ]9 B; u9 `) P
) a0 C' J& ]4 H) N
4 A  j$ L4 A9 a0 Y
如果成真，看着就很科幻，很提气  u* S- V0 V+ N( Y2 _

* H$ @" w" O; z7 w; R: c% M$ D" B4 u9 Z; e! L
肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼
$ q% g6 `( `+ I5 U) c" r
  [* R* J) B2 x  g' Q# D7 c7 X/ |" W3 A' T
双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须& z! f( M: p6 X
0 p/ r6 j; K" |: }6 a- f8 q- }+ _
1 x4 |4 h% _: @( l  [" t
大面积的机翼很适合外挂6 p, L! G/ V( Y) Y

- f. \+ X  H) iP.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。" w* y$ Q2 _: f3 L+ O4 o- N

- ?+ ^# L" W: A' K9 u0 V) k" i% G( |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。* d4 ~) z  c7 U0 j7 @# s' l) ^0 }

, ~, |! d1 U* W, T6 t, ^- H& J" }
0 P: B0 x; M$ ?9 ~" S. h容克-287
4 }2 _) o6 M0 G) ~. }7 \7 F* V/ ?: @0 E; R0 `
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。4 Q" H1 W5 N3 V9 d+ i) g

7 v9 j: w7 |6 L4 ~% O5 _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。5 b% \! ^- e- J6 n& H) S

4 L# m) u- a( ^' T- k. K* ^% H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。- ?  w, Z2 w2 x6 |( X
* J* a4 Q- Y2 v4 H7 M1 |: j

7 w( T6 p4 M1 T/ G. _6 zP.1216常规一点，改用双尾撑5 v# U" ~, p, J3 `2 c
7 \# x( f$ k/ |' `" ^1 m% ?* W

. N& x6 m  n( o发动机还是一样的三点式布置
5 i7 w& J) A" j/ F/ U, h/ k9 B" T# z1 I4 n+ E
P.1126没有那么前卫，但还是悄悄搁置了。
0 l& B) S6 _- q6 T* C
* @( ^. b  A! r' v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。$ }3 R1 ~  r6 X6 o3 B

9 x( H: J" n3 ^; f  V; V$ J; t. S: J: U
波音X-32采用“三立柱”推力6 q% V: o1 k0 L9 Q; q

4 j$ ^+ r: G5 ]" f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
5 K) }* _/ |- T3 }6 T1 h1 n$ f, j" o3 `8 {. |
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。
作者: mezhan    时间: 2024-10-30 06:05
"“鹞”式在远离上就不可能达到超音速。"9 H" w( D4 T# X  l9 ?0 B

8 u2 p5 h1 A0 h+ v# V原理?, s5 C6 @$ S: k$ d. y! f; d. W
! I! @' _  R5 E9 P2 j' L
作者: huma    时间: 2024-10-30 08:30
好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 08:43
huma 发表于 2024-10-29 18:30
$ \2 C! B, e6 E. f好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

) g+ z! m4 e% a/ w$ ^( J4 w为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？
作者: 牛腰    时间: 2024-10-30 09:50
晨枫 发表于 2024-10-30 08:43+ f" S! c  V' ^1 N6 t
为什么到意大利去偷俄罗斯的技术？

  P4 T. k. c7 r6 i( 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
作者: 晨枫    时间: 2024-10-30 10:11
本帖最后由 晨枫 于 2024-10-29 20:15 编辑 1 L0 K" p$ @6 [5 U  o
牛腰 发表于 2024-10-29 19:506 j$ C& ?" o$ u
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 ...
8 i# Q0 G" H' U

" c* c- {% l1 ~( @! Y没错，不过那和垂直起落没关系啊。+ V! s) Y1 N4 G

) e/ A/ u6 H5 y" V2 E* V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。; j8 Z6 q" ]/ @3 G& i0 G
$ K  A2 [2 f4 N! H0 v
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。
6 l- D+ c- C2 E# T1 T. e2 S* k+ i# Q; ~2 U% M
( h+ s8 A& r( S/ b2 r  F% Z

; b' ~- d# A: d) _9 h
作者: 牛腰    时间: 2024-10-30 11:23
晨枫 发表于 2024-10-30 10:119 m) @- D$ S% R4 S: i0 g8 E+ V& t
没错，不过那和垂直起落没关系啊。
! ~/ x" J* `7 E  A& {1 |
( ^/ Y. d3 p- A3 J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 ...
1 q3 R5 V1 _8 M2 u5 m+ ]- 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



欢迎光临 爱吱声 (http://www.aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2