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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 ]* [( A1 f1 |: A8 p

: E7 T8 d; |+ C) }最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。" U' j8 G+ L  F+ s# i7 G

, V; [2 O6 o9 U" T: y- j, y. M$ ?  ~0 d% T: T- Y+ w3 o8 W
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! Y% u0 J7 i* m, q  s
* K. K$ q* z/ \# |
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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
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“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
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喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流
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“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。
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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。) S" Y) p8 @: t4 s

$ l: _( M+ p2 i0 [/ K$ n* 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。
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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% e# z3 R, l+ p# @8 I
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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。
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7 y4 ]0 W, v" r3 m* P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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* ~" `5 S4 u/ n- _  N# }( tBAe 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$ \) {3 H) g* U& S; G5 v& q6 g

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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- h4 p* i; m3 ~

8 x+ D3 G/ t' ?7 @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。# N+ V% A' A/ I7 t3 X2 a. V% i
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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。4 _) c1 ]8 D; {' j) B8 {
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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. {- }; d  Y) a2 y' c/ Y. M
+ K: H% Q. [9 _' J

; o. I7 H) C7 b! N7 R7 b如果成真,看着就很科幻,很提气
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肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼1 O+ J& n6 H$ H

) Z1 B6 e; O3 F
4 p- M% [9 w; d! @# a4 J/ q双垂尾是高机动战斗机的标配,也是后置X翼的必须; u2 v1 t2 c1 ~+ E8 K- G+ `

" Q& r) I( r2 A7 _
/ K5 U; f  R6 D8 Q) T2 C" }大面积的机翼很适合外挂. c8 K' A9 M8 ~: B! H

" E, W$ \6 b+ L0 X( \, 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。
( {) Q  x; l5 L" P9 n0 Z5 G; O; Q( |* {+ V; Q7 m
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。, \5 s- s" ~# u. ~

+ }" q" G% S  e5 ?# Z. J0 g4 X9 S0 S7 K$ p- h( x" ]
容克-2874 T7 f* J  O/ Q' }  b/ ?1 i

+ j+ |, f" D. a( _* g. t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。
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* e  j  B1 A% n4 I5 L, ]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。$ A; D% v6 i% E. F3 l9 N

2 h" {, a1 O( {+ i# \0 M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。
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P.1216常规一点,改用双尾撑
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发动机还是一样的三点式布置
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P.1126没有那么前卫,但还是悄悄搁置了。5 a7 j: ~. J- F. S% ?" B$ E

: W0 H0 r- Y, ~* L1 K$ c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。+ {6 B- k# v( Z/ E3 \7 \2 {, k) L

* F' ]+ m4 `% H/ p+ t
6 a8 }: J' h6 f" j9 ~8 X波音X-32采用“三立柱”推力! u2 S! H  F1 W" \! z

0 w5 O$ J3 u$ v- `  S5 s: K3 Q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' T3 |6 C9 c& U, @4 C- O
) e- y& z8 ~; U1 m4 h, i) K
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
    18 小时前
  • 签到天数: 3603 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。"
    ( ]$ Q4 b4 L/ l4 Y4 P* a- u" {- A
    原理?; m6 K9 P7 w6 y% Z- a: d
    / k; q: ~' y' T/ Z6 y2 R1 I

    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( o# \' S. w% s4 _" d, \& p
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

    4 p# B! Z3 @! U, P7 @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
    $ u* |5 O/ g& V" N8 Z( e' ]为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?

    & V* R  b+ D' J$ L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
    : y8 \; }% N! ^$ l& [9 ~* J+ v
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50
    & k- j1 \$ |9 Y" u. K3 z4 r  Y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 ...

    " ]  w( Y" w5 W  N
    # @$ ]# e$ i& U5 p% W没错,不过那和垂直起落没关系啊。, U0 I# \) b0 f

    * `2 @. @$ V- A" K# f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。) e; C7 `$ b* v. l. W2 N3 S! a
    + w- Y8 M. u( j6 ]: a5 {
    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。
    ( y  e2 A: D  L# Y  d( c( r& `$ i# }
    1 ?5 c2 M: w" ~, o; M; z6 l/ F6 Y- A; ^) U) T

    2 S( |8 n$ y3 G" t/ U7 J' l
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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
    ' ]* N' {1 @9 O0 r, ]没错,不过那和垂直起落没关系啊。
    # Z& c, a( i+ W/ z
    8 s' C( @6 D, B- W$ p+ O5 T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 ...
    0 l0 S/ B8 M9 c0 Q& b7 u4 `# _, h
    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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