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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
; L, U! ^  n$ d* U6 c
( F# P8 J' R4 @7 G/ j  b最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。
2 D( h7 g7 h. E  v
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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
; v( G% T% L0 [
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“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  c+ [9 R& }' m* W& g4 }

7 _. s- }1 J5 C4 X# v, L" \. o# x
$ ]4 P& ?* ]% 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  M3 D% o' R0 y8 i2 t5 h2 {
* U; A( F4 J! @0 A9 t2 ]* J( t, u
; r+ A' }" Z0 e
喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流
+ S1 [; c1 Z$ ~1 ?- d
, L3 m* C+ H3 }0 X+ y( D
7 g1 {0 r5 p" [' F! w- {4 Q' w$ ^“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。
* F* y" l: B" ?: A4 K9 M7 b( d8 T. J/ s5 C9 V# Q
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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“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。2 C4 }2 l+ ?6 b, `& }8 ~

" B" l% M3 N4 ?% @4 N2 K2 `% w# c2 K5 w& ^  f
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4 `  p0 j1 j% r0 h# Q

+ f3 x% Z& c( |$ L3 r5 [( _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。
  L0 U2 K' k- y/ f) _* Y/ L; U6 b& S2 {

" Q( ]6 o& g+ [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& ~& o2 @1 }9 P- A; M6 X
: a( q" A9 M: \; v8 C+ ?
4 ^# f4 |* ]2 p* |8 S8 E! O+ N
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( c$ U& \' E4 W7 Y* \

" L3 a' J! X$ ?9 O+ E9 [. g/ Q3 P) j& y3 K" O
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
! O& c: X2 c: t8 s4 r$ y, a8 s9 B+ i( z- Z
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。9 V: G$ W. {# m6 V
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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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# A7 j- r# P. M! F5 i6 b& c! W. u
3 O2 {9 ]8 n. t, d3 S* h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 |/ t: R# k0 {  c% D, `0 W
2 a, z+ e! Y! K+ u# o, I& ]% r
: h$ \* d8 E4 Y  y) s
如果成真,看着就很科幻,很提气
/ e" a  ?8 f: G$ f7 |* Q
  v% }1 C4 Z3 S5 Q( @
& \  R5 T6 A) E. X7 r2 e肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼. Y$ I' u( L+ ?8 {+ r$ E1 O3 E! l
; J* N1 o6 c7 b$ P( J
3 {  J3 P- U2 d7 s8 O
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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. F! q# ^7 q" z; g. p8 g# |% ]( @  r
大面积的机翼很适合外挂
+ A7 t, d8 Z5 v) ]& |% j! q& ~& B  _: J1 e  W# k
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。
7 H( {9 g8 j% o( j! y' N
/ `# g$ X" R# x* ?, @7 a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 Z1 ^: E$ q& N  R/ c5 j( I/ t
, q+ }# p1 O7 k. J" ]9 N! O' F9 |+ w( U% B4 H5 \
容克-287) q3 N' A4 \9 w! r2 l
% [" P8 i0 V, N; B! Z: r  Z
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。
0 N; q' ?0 I9 h7 h* B5 W: |! n$ a- C2 \8 g
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。+ j: Z" t. q* s- A! }
5 |" z1 R1 j" o; U
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。
. C- p) X3 _0 C" N. ?  h' y% U6 `* F& e7 `6 r2 N8 M7 w
) ?' y& v5 a: V
P.1216常规一点,改用双尾撑
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& V/ y' t) [4 g. `. E$ s$ [发动机还是一样的三点式布置
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- J2 g6 C( B  D+ r# PP.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。& ^" ?. D1 f1 b  ^* Q: k1 v
7 b- G7 h, L# K3 E& 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。
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' w  G0 v0 J- i% C) {# V( z- ~波音X-32采用“三立柱”推力2 ~4 E' H7 ]8 B% U

! r  G! a1 G5 V+ K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  N# [5 N6 U; e

6 S" W7 e% l4 W) |4 @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
    15 小时前
  • 签到天数: 3433 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。"
    " z: {2 d7 {0 k9 E
    ' V0 X4 T; g$ g! `原理?9 `* R, Q1 l9 S
    9 L) k2 w4 O1 L# H# p: v& O# 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 18:30. D4 [& Z* d+ v0 z. B5 {$ W1 W: v
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

    5 B8 Z; C$ _) v* }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
    9 W7 F  w1 K+ a# u' c0 `为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?

    " S- F5 o7 S/ d1 P& X: H$ T- J, a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 8 G2 m- b# e4 q1 o' C1 y9 [1 H
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    6 j' A& N& B5 i5 N- Z$ e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 ...
    3 x( L* S; C5 P/ \

    ) g! ^- D% q9 g没错,不过那和垂直起落没关系啊。" d- F! B6 Q4 j) X& @$ S' Q
    " n$ V, U8 y& R, 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。
    + P  ^( j# d! P' c
    % b+ r. ?  G3 d& V! }9 EAlenia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。- [0 ?- g% M: {
    . e  R4 n1 k2 y: {  y# `
    " P* i6 [4 ]7 N+ ^/ @) Q
    : X- G: `  }$ s9 h% n& Y; t7 A
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    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- h( U! j5 F$ r; C
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。' \$ J; }  f, R9 g' v" f
    4 T/ C* r7 m  o+ @9 ]
    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 ...

    / M6 {! D. {* M4 Z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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