垂直起落之路上的匪夷所思（四）

晨枫

最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向，“鹞”式是经典。
9 T: t* K+ y/ h! t' P' E

- @3 z9 {- S8 x$ P- l0 W! {% e/ V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


+ }/ O9 j9 r. K7 H“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

( ]) Y0 [- F0 I6 u
2 i0 F9 q: z; D" \/ ~- {/ M“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
" g6 q3 n+ Q. n* O; g
" D7 m  g9 i- ^6 H
# W( v6 Y3 h# w0 d( ?4 r喷口有“关节”控制上下偏转，还用“百叶窗”导流

5 s4 V! o' x3 J8 R" y4 P4 G8 X! m3 n
1 W8 k' R$ w( l- V! i( [“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。

2 s, U& E# Q+ U1 M* V  I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。
0 o  t; c: `: o4 ^! i$ x; d+ U8 r
“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。
; x  i8 z8 y! H( x

7 y8 J7 r% P0 |. o& w* u$ TF-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

- t6 u5 w8 p: |2 m& Y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


7 X- h4 N7 @8 T7 G7 SBAe 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
: |) F$ S! h5 y7 L% q; b+ Q
5 n; J8 ^' [! `. \" [! R
4 x0 ?0 a4 x3 d$ F% H; L, H! C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

5 v( P3 U9 @  A) }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。
) u0 j" u5 N% H2 V& K
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。


& K  K. ^# Q2 m; R/ R4 o% \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
) H8 ^5 j1 @! l) w1 L

如果成真，看着就很科幻，很提气
8 g+ Z. f, t1 p( x' V# v/ s: m
0 c0 |; w! O  P
肚皮翻过来的话，马王爷真是有三只眼


双垂尾是高机动战斗机的标配，也是后置X翼的必须

4 D$ t7 j0 r& ?+ W8 @  c
# Z# Y7 I& p4 U7 s- g大面积的机翼很适合外挂
# S( B. p, j' z% I; h' t
! d3 `" N3 R0 ]2 CP.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。
8 J8 ^3 t4 d8 U2 o$ k
3 C9 N7 Q: f; \: E/ B' v; ~( J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。
+ T% {% n( g8 o- j/ I

容克-287

; G: |" e' a9 a" Z. C+ y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。

. G: v* m8 y) f' e1 WX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。
/ b1 {; c+ _+ r3 i" ~% @

P.1216常规一点，改用双尾撑
; p+ m+ F2 v+ R
1 [8 e- o* y2 z) m& y1 p: m
. F9 x- Q# ^; d5 l+ {) X5 P发动机还是一样的三点式布置

1 |7 v8 U+ R; m& K' K- eP.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。


1 e1 X. l+ C( V: B! H' c+ U* Z波音X-32采用“三立柱”推力

+ F  F7 r% A$ I. P, K1 _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
1 c1 a0 I/ I9 V/ ]& \% [
' o* _* }1 O: {1 [* X( z: P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。"

8 D& i3 h) s! b' W, H* b" R8 R& u原理?

( [% y5 U6 C3 f" W% J! d' ~: H& Z

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
4 E9 l: i) d- F# ?+ V5 J  Y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
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
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 ...

5 i$ h8 B" y8 G  y' Y3 \9 z
- t( i# \- y3 I- u4 m: ?没错，不过那和垂直起落没关系啊。

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。
) V- e9 y7 O: W/ v9 A) P# E
5 h6 V! o1 ~5 K- ~$ k0 ^) lAlenia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。

: m. d" }/ Z1 _9 X9 K2 m

- a3 A  B- l5 `8 ~) e* d

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。
6 L. t- R, \) @: Y& Y' c
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