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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
9 d# B8 J0 d: W0 l0 ^) H7 O9 S
) Y1 P9 n3 r! O1 a4 M2 l最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。
3 b# y( h4 t! z' V; u6 E4 R1 x- ^" k7 s5 g; z( ^

  d2 \) i" G  W& U" r. O! x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
5 \5 u1 v. t1 e' x) D
9 Y/ R& j3 T. I- p
: _: V3 B( l2 Q, x4 v“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) J2 ^$ L, d1 R- f, e

4 V. A; A3 j, K0 y 9 M$ X0 n( W5 z
“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. V2 l! s# D1 N0 J

, }  r! o, q2 d; d3 s- F
  q. p, Y  I; w% G5 Y喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流" b6 Z2 i- m9 H8 f" X1 z- s
7 T7 M  w, o, T1 ]' [- b  j
8 ]" g" ~& Z$ {. Y0 d* f$ Y0 s* q& t
“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。' }+ v' b+ |3 b2 L  o9 y

. P3 @* d/ j; ?1 O1 P: Y6 ~9 N- L: V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。( `8 ?* F1 w0 e

+ k1 }5 y& k" e3 o( L“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% H, o6 R$ U1 R: @" e1 P) i  [6 r( x5 A% ~' D9 @" Y- v8 {

7 A; G3 K* |7 s; ZF-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
+ W5 u" S1 Q8 B) V0 N' n$ ^) L# U0 T/ a
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。
. Q3 M+ ?( C% s$ }+ d0 m4 ?+ M# N
7 ^, F! i9 j* ?; ?  `
' G6 t7 A' u! D: G1 \" ~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& g5 c/ a- b: k2 r9 k

) C+ y# {, X7 K; N  C( ^3 N
" G2 B" `( D9 k5 P4 A% W! o! 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
. [2 Z# [3 w7 E, P0 y- L8 j# A% {" \. _. k% O
1 \$ \. n/ C; Q. c! w: \& G
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
6 A' [  R) |! A0 p: r9 _0 a( T9 m# Q  G6 b; |
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。" r: e; M- N5 |

& \' w& m  ^: ~6 ]5 @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。
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5 o: P# ^6 S2 ]& T  z* i) x5 v$ s2 r5 c& C) J( g9 ~
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4 Q+ Z1 ?' b. V3 Y
+ P3 s4 M7 v0 ^  D2 j8 X! G

& g4 X9 M) f. G, L& M) c如果成真,看着就很科幻,很提气! x4 C6 r# b" I' g6 l6 ]
: J( s% @  L% R1 ^0 c1 r1 `

. E/ w9 w/ i0 f# e* F3 t1 V肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼* i, p/ E, W. D7 ~# P- o" T+ I

. d) M; ^9 j6 w2 d
6 p- N5 l. Q  e, ]+ H; s0 ^6 i双垂尾是高机动战斗机的标配,也是后置X翼的必须4 B5 ]6 Z: d' ^: c; u" }# Y
" t7 q5 a* u- K

- f2 J/ _7 S+ D. e$ U3 X大面积的机翼很适合外挂
& a. k. N* l( M9 E) u, w0 g. d
3 X2 L  m4 g0 e' ^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。
5 \2 b0 v, g8 |8 R1 h: G5 r) e) _
# R8 u! c3 D/ w% b3 I3 g  M8 E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。4 Z+ Y2 w% g9 c- e7 }8 Y1 V

- F% q" v8 J' [
, c$ \+ E* ^5 s1 u' V$ T容克-287  h( |: l$ A) f$ ^
% d5 O9 a8 v# i9 g# `/ c
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。3 D2 j) N* B; I/ G( B
8 e$ M0 l9 ~  Y
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。
3 l6 t/ K7 N8 D7 h: @3 N" u' a
! r6 W  J  y7 m2 l2 \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。
8 _( ]) a$ V5 N3 M5 o
& V4 ^% _9 \. V! E" E: _; C- O3 `2 K' m
P.1216常规一点,改用双尾撑
( `1 y, n) N8 r, n2 C. `
& K7 t- D2 r. E: ~1 v( u# O/ S3 g! c
$ s  l* W3 [7 X4 d0 `发动机还是一样的三点式布置
; `) ?2 E$ f6 f! b
& d5 x9 Q9 {/ x  M! TP.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。5 e" p' U( @( m. Q$ g; C
3 s1 f+ n* G2 S: a( \  v! f( |, S
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。" e* Y% Y) _+ x% x" e

! c( K7 e7 q1 `5 S( M; @7 Z
; N. @9 X5 O0 g* N$ y; B波音X-32采用“三立柱”推力
! T9 I9 j+ L9 u1 ~# z; m+ S; N2 D5 s+ b' g0 Z  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) q* V$ L. n) l/ l# s7 v# L  h

; [6 l1 n1 ]6 M5 ^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
    3 小时前
  • 签到天数: 3788 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。"
    0 x9 ?( k: i: R$ b, a* Q3 s, S" O9 v4 _- k/ W; ~
    原理?6 Q- ^! M1 g  v9 m1 U: O0 ?* S

    8 U* {/ O- Z7 T, R

    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 18:302 G& W# Y1 G3 b# ^. e0 u, d
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术
    1 U& `- b* |& z; b3 ^& E3 K
    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 08:43
    * C# k/ R% J( z$ n) Y为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?

    ! \) i% V1 V& ~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 ! h. ], b/ Z. p. A0 K
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    " P) E6 K$ d; R# m% V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 ...
      X5 ?: m9 {% a3 |8 X

    : i& v9 z+ `0 ~% h没错,不过那和垂直起落没关系啊。/ Y4 W, [$ s1 J6 L3 T, Z: w" m

    " U, A3 A$ n4 h- H) O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。
    / f# n( G3 }8 w. I% X0 R& {# w2 h1 J$ V9 \+ X
    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。4 s7 e" X3 u+ J3 X& E9 K2 M$ K
    , Z, O' e; T% q% {! E( b
    5 m7 R5 e1 M) v

    6 L4 U3 k0 z. Q$ e+ ~
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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 10:11
    ; n5 w$ U& u+ ~' d7 d9 `没错,不过那和垂直起落没关系啊。5 A# m( V0 s, o- }( |. s  u

    4 c9 F$ |1 G1 L8 s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 ...
    * z! L( }+ K8 [/ F/ o7 N, ]
    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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