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垂直起落之路上的匪夷所思(四)

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楼主
 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   ?# ~+ V: v/ I% Z  S5 S% z
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最“循规蹈矩”的垂直起落还是推力转向,“鹞”式是经典。1 p$ v$ T" Q! p5 b3 a2 ^

/ ^/ s) s1 f4 H8 n6 U) v- Y
/ P7 b0 ~; b) m' T$ s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
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6 K: h9 ]: A" H5 R# b* g“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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6 q. V/ X" ]& K0 q$ B+ \ 1 p3 Z8 M1 r4 a
“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6 q( H+ c7 \9 Q: k
" N/ |& e6 P0 t" {& j# c$ ~

. [4 x% j! ~5 B" ]! ~2 ^2 C喷口有“关节”控制上下偏转,还用“百叶窗”导流7 C4 }8 T. J8 i5 k  g6 B

$ O+ V; _3 _8 ?) C9 o0 Q9 d
2 w; Y5 r9 w" P7 ^; Z“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。# }$ P' f: H$ K) a* V# M& ~3 y

% ]0 b; G! m7 V# L: w3 I“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。' I5 N- W5 c8 [* l4 \$ P! u* k

1 I: a5 b# d, ]2 ?
6 K% e4 o4 r3 e0 GF-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
6 b3 C, x' a( k  f5 Y+ r
6 [$ _7 j. k/ X7 \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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( l& }6 G  _* L+ ]6 r+ Q  X4 ?$ o/ n" R* X( F" I( g9 E
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, |, v& \( e8 W9 t! C4 v4 r5 H# N
; _7 c% S) G  R! h- Y2 B

1 l0 V( K9 w- u) c# o$ w$ \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
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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
5 S8 w3 a1 @2 Y( U& a! |
3 R# n/ S) P6 Q8 a1 W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。$ k/ {5 {* i  H; B
3 O# k6 @+ t) Y
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。0 @  e% m- `: M" E* [3 o% N' H  V
' v. e& P: P0 r- c

) U- W& a/ D' E) W0 t0 F3 K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- J6 D+ H% Z$ m9 x

; D; R, U7 Z9 n; S& r+ U$ z/ d
) v% L% f- |' d8 i9 n/ r如果成真,看着就很科幻,很提气
' X) _7 g2 L. w# l: I# o7 H. @! F! [/ D! J$ K2 i) j+ V4 y& M! p

8 i, j, J6 P$ U8 |肚皮翻过来的话,马王爷真是有三只眼
0 P( h& f- R1 h; ]* v
" W9 e9 M  q$ j% ]; g. ^7 `9 @$ _% ]9 ]  @0 x5 J
双垂尾是高机动战斗机的标配,也是后置X翼的必须, r2 c& O( S; L  e% n  {
0 u+ i: z# Q+ T1 b7 \# t

. T' {, P1 m! p7 U+ M" X% i( ~- B大面积的机翼很适合外挂
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+ u2 C) k" y+ a6 x& VP.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) S. c9 V" O# N/ N$ d1 Y& T6 V
  D1 w6 W" k. u: w" |' {3 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。
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$ f/ ]2 s  a+ s: m5 E0 Q* u) }8 s1 c5 I* T1 _. @9 N- G" f
容克-2870 H$ \- |( r6 w7 v, o  r

& V* g. Z% l) C% e0 g8 B2 o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 k1 E+ I& H' V( S7 z
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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。; ~, [% R$ L: ?; O! v" W5 f

' [$ W6 C2 K) e7 \. b3 G8 I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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/ c( p( ~6 g4 I6 I- n3 ?4 Y" s; ~
P.1216常规一点,改用双尾撑' _4 }+ d( u+ ^4 s- D1 J+ Q

3 w; s4 u+ x- K3 r) \. _2 {% O( q6 D' t" @. {/ a5 M
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。
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  d& B2 F3 z' K5 x: e/ b* D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。( \* S, d& H$ {
- m; u/ B, @1 m

& t$ \' j4 [6 ~  `9 n波音X-32采用“三立柱”推力
/ B8 ]$ f/ J" W4 T
- L- W" I) K  w  r) e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
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; m0 ]. T6 q( q5 @5 B/ W2 n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
    16 小时前
  • 签到天数: 3734 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。"
    . V- c; D' `: F- i- ?
    ; Q+ r8 N" n( E; [! D" Q原理?
    8 F) h, b) d( f+ _* }  i+ t# X3 g* H3 Z3 p- h) P

    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# D  ~5 i; p9 H, ^
    好像老美在意大利偷了不少雅克的技术

    8 w8 ?) s( {. I( f& _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
    ' Z& O# S1 j+ S/ f为什么到意大利去偷俄罗斯的技术?
    0 e4 d& D! r& z/ j- u) h4 H
    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 ' e3 o2 O6 O1 K
    牛腰 发表于 2024-10-29 19:50$ _  W6 C# ^7 ^4 j3 j9 k  L/ P
    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 ...
    " [; I1 Y3 N6 T0 ?4 ]$ v) ?
    " J9 Y* Y& O6 |0 w' B$ t
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。  x1 x9 W/ c3 {# _
    6 x! y# i8 d" I# }# c6 D: }
    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。
      i2 R4 e3 V4 E! H( @  y0 Q* o, Z( |* ~% ^7 P1 _8 P
    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。
    2 s. f- E; U, y4 `' A: x5 k! ^; b4 ]& H; c* z6 }
    ! C0 |/ o9 I1 z# z  F* P
    7 [: V2 ~( r. d7 h
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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$ u# {+ Q5 k3 G
    没错,不过那和垂直起落没关系啊。2 S) `' _# ~3 O9 Q& F5 B) f  R

    - I# F# O/ x1 }0 y- l! b2 v5 P3 W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 ...
    # c8 J$ y* `+ t9 J
    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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