在核戰(zhàn)爭之下,所有機場的跑道都會被破壞,那么如何讓戰(zhàn)斗機在機場跑道被破壞之后,依舊擁有作戰(zhàn)能力?而不是只能停在機場,任人宰割,這是一個任何國家都需要解決的問題,在這種大背景下,一方面研發(fā)火箭助推原地起飛,另一方面研發(fā)的就是讓戰(zhàn)斗機自身擁有垂直起飛能力?;鸺怪逼痫w思路最終夭折。
垂直起降思路獲得了最終的成功,這個家族曾經(jīng)枝繁葉茂,在現(xiàn)在卻已瀕臨凋零,僅剩f35b戰(zhàn)斗機。
第1代的垂直起降戰(zhàn)斗機,設(shè)計要求,垂直起飛第1代的垂直起降戰(zhàn)斗機,只要有能力研發(fā)戰(zhàn)斗機的國家,都在研發(fā)包括德國的vj101,英國的P-1127,法國垂直起降型幻影 III V,美國的XFV-12,咱們的4號計劃
但是這些戰(zhàn)斗機固有缺點,那就是機動性弱,最大起飛重量低,戰(zhàn)斗半徑小,垂直起飛時戰(zhàn)斗半徑在100公里以下。
第2代垂直起降戰(zhàn)斗機,更強的雷達,更遠的作戰(zhàn)半徑,更大的載彈量,超音速能力
戰(zhàn)斗機有大量的相關(guān)計劃,英國有一大群,但是因為英國工黨以削弱英國海軍為己任,所以一個都沒有下文。
蘇聯(lián)在這一時期研發(fā)的雅克141以及雅克141m系列但問題是蘇聯(lián)解體了,這兩中戰(zhàn)斗機自然也就無疾而終
第三代垂直起降戰(zhàn)斗機蘇聯(lián)雅克201戰(zhàn)斗機(夭折,但是俄羅斯有計劃重啟雅克201計劃)
F-35b
短距起飛之時冷戰(zhàn)是籠罩在核武器的陰影下的年代,在火箭助推原地起飛的思路失敗之后,各國海軍轉(zhuǎn)向了一個新的發(fā)展節(jié)點,那就是垂直起飛
英國鷂式垂直起降戰(zhàn)機的原型機——p1127
德國的 vj-101
VAK191
道尼爾DO-31
在機翼兩端增加生理發(fā)動機的起飛模式。
再比如說蘇聯(lián)的諸多pd系列,比如米格21pd,米格23pd,雅克36垂直起降驗證機,雅克38鐵匠垂直起降戰(zhàn)斗機,再比如說蘇聯(lián)最后的垂直起降戰(zhàn)斗機計劃雅克141計劃為代表的座艙后方安裝生理發(fā)動機的模式。
蘇聯(lián)雅克-36垂直起降實驗機
米格-21PD短距/垂直起降戰(zhàn)機
米格-23PD短距/垂直起降戰(zhàn)機。
T-58BD(蘇-15VD)短距/垂直起降戰(zhàn)機
雅克-38垂直起降戰(zhàn)機
法國的垂直起飛版幻影戰(zhàn)斗機
法國垂直起降型幻影 III V
美國自己也有一大群的垂直起降戰(zhàn)斗機計劃,可以說在當(dāng)時的美國各大戰(zhàn)機研發(fā)公司,財大氣粗的美國人他們將所有的思路都試了一遍,有科幻的,也有保守的
比如上面這個看起來就非常帶勁兒的,洛克希德公司提出的XFV-12戰(zhàn)斗機計劃,要求擁有超音速能力,但是依舊是造了一兩架原型機之后就宣告終結(jié)
第1種推力轉(zhuǎn)向發(fā)動機模式(pcb發(fā)動機),這種發(fā)動機的典型代表就是飛馬發(fā)動機通過4個發(fā)動機噴管實現(xiàn)垂直起飛能力,在起飛時發(fā)動機噴管轉(zhuǎn)向下方,隨著起飛過程中噴管角度逐漸減小并轉(zhuǎn)為完全水平轉(zhuǎn)化,
水平時戰(zhàn)機為正常飛行模式。
這種發(fā)動機的優(yōu)點是只需要使用一臺發(fā)動機,是諸多方案中使用發(fā)動機數(shù)量最少的一種。
但是缺點也很明顯那就是4個噴管扭來扭去,你得為這些噴管騰出來多少空間?
而且如此碩大的發(fā)動機噴管也會體現(xiàn)大量的掛載空間以及增加阻力,從而降低最高速度,所以說唯一一種實用化的采用本種起飛模式的鷂戰(zhàn)斗機,它的最高速度也超不了音速。
而且這種發(fā)動機布局還有一個重要缺點,那就是發(fā)動機位置必須位于戰(zhàn)斗機的重心位置,否則的話會出現(xiàn)嚴(yán)重的偏航問題。
所以更大程度上的限制了戰(zhàn)斗機的掛載能力
第2種思路,則是在常規(guī)布局戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上,在機翼兩端增加一群的發(fā)動機。
比如德國的do-31計劃,這種計劃整體而言,優(yōu)點很明確,設(shè)計思路最為簡單,那就是在普通戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上加裝2~4臺,甚至更多數(shù)量的垂直發(fā)動機,這些垂直發(fā)動機的工作時間僅僅是垂直起飛時
首先德國人自己也知道,在機翼兩端的發(fā)動機吊艙內(nèi)裝載每組4臺共計兩組的發(fā)動機,這種思路確實有點一言難盡,所以說在他那兩個常規(guī)運輸機布局的吊艙式發(fā)動機下,他所使用的是英國的飛馬發(fā)動機,這種發(fā)動機就是鷂所使用的那種擁有噴管旋轉(zhuǎn)能力的發(fā)動機。
加起來總共10臺發(fā)動機?。。。。?/p>
10倍的故障率!10倍的操作難度!以及至少三倍以上的油耗。
綜上3點,這也就導(dǎo)致了這一種布局的運輸機,可以說沒有一絲一毫的可取之處,最大的合理之處在于有效的消滅我軍的戰(zhàn)爭潛力,為敵軍的勝利創(chuàng)造良好條件。
為敵軍的勝利創(chuàng)造良好條件。
這種布局的飛機可以說堪稱地勤的公敵,所以說道尼爾公司的折戟沉沙是他自己活該。
而且這種布局還存在著極度嚴(yán)重的廢氣干擾問題,那就是發(fā)動機所噴出的垂直向下的氣流可能再度被發(fā)動機吸入,就一句話發(fā)動機憋氣火了,墜機。
所以這種思路涼了
第3種思路垂直發(fā)動機加可旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(發(fā)動機整體旋轉(zhuǎn))的垂直起飛模式。
首先在飛行員座艙后方加裝1~2臺的垂直起飛發(fā)動機,這臺發(fā)動機只在戰(zhàn)機垂直起飛時使用。
然后再戰(zhàn)斗機機翼兩側(cè)的最頂端安裝,可旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機,垂直起飛時垂直向下,水平起飛時水平向后。(如果技術(shù)允許的話,那么自然會將發(fā)動機數(shù)量從6臺減到三臺)
這種思路整體來說,戰(zhàn)斗機格局最為接近常規(guī)的戰(zhàn)斗機格局,擁有超音速潛力,至少比鷂那種思路強的多。
但是問題依舊很明顯,那就是,發(fā)動機數(shù)量過多所導(dǎo)致的油耗問題(以上圖為例,在發(fā)動機技術(shù)上升之后,可以緩解)
第2個問題則是兩側(cè)的可旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機距離機身的重心過遠,偏轉(zhuǎn)過程中因為力臂長的原因,所以兩側(cè)的發(fā)動機變動對戰(zhàn)斗機影響很大。
第3個問題則是這種布局嚴(yán)重影響戰(zhàn)斗機的機動性,懸吊在機翼兩端的發(fā)動機慣性過大,在戰(zhàn)斗機機動時,復(fù)原平飛難度大。容易成為一個停不下來的陀螺。
實際上在現(xiàn)代戰(zhàn)機當(dāng)中,別說是將發(fā)動機安裝在機翼翼尖,就是將副油箱安裝到翼尖,都會讓飛行員想打人。
飛行員完全接受不了這種布局的情況下,這個戰(zhàn)斗機能有什么結(jié)果呢,自然就是一首涼涼送給大家。
第4種模式,升力發(fā)動機+升力巡航發(fā)動機
這種發(fā)動機模式的典型代表就是蘇聯(lián)思路的雅克-38垂直起降戰(zhàn)機
發(fā)動機布局模式為布置在中軸線上的兩臺升力發(fā)動機以及一臺可旋轉(zhuǎn)噴口的主發(fā)動機
在垂直起飛時,擋板打開,升力發(fā)動機工作,主發(fā)動機的噴口旋轉(zhuǎn)向下方,在兩翼末端以及艦載機最后方各有一個噴管用于提供穩(wěn)定戰(zhàn)斗機姿態(tài)的動力
這種布局的缺點就是升力發(fā)動機所產(chǎn)生的高溫廢氣非常容易進入主發(fā)動機的進氣道,從而導(dǎo)致發(fā)動機停車或者推力下降的問題。
但是即便如此,這種思路也獲得了最終的成功,因為他至少比其他思路靠譜,在那個比爛的年代,鐵匠成功了,鐵匠戰(zhàn)斗機和海鷂戰(zhàn)斗機是整個冷戰(zhàn)期間唯二投入實際使用的戰(zhàn)斗機。
第5種方式為垂直發(fā)動機加升力巡航發(fā)動機模式,典型代表是蘇聯(lián)的雅克141戰(zhàn)斗機。
這種發(fā)動機方式避免了在之前的海鷂,鐵匠必須將發(fā)動機布置在重心附近的缺點,允許讓發(fā)動機向后布置,從而提升燃油搭載量從而增加戰(zhàn)斗機的續(xù)航能力增加沒有避免主發(fā)動機吸入升力發(fā)動機高溫廢氣的問題。
屬于第4種思路的升級版。
第6種思路為升力風(fēng)扇,升力風(fēng)扇加升力巡航發(fā)動機模式。
這種發(fā)動機模式整體而言是最成功的一種模式,通過一根大軸將主發(fā)動機的動力傳輸?shù)纳︼L(fēng)扇上,一方面提高了效率(動力的邊際效應(yīng),在技術(shù)水平相同時,讓發(fā)動機的動力在提升兩噸遠大于在前面再給它來個風(fēng)扇,讓這個風(fēng)扇動力提升到4噸的難度)
這種布局避免了像雅克系列飛機吸入高溫廢氣的可能性。
整體來說,垂直起降布局僅此6種,要注意在這里說的是布局而不是戰(zhàn)機。所以不要將戰(zhàn)斗機的優(yōu)缺點過多的套到這6種思路當(dāng)中。
垂直起降戰(zhàn)斗機在冷戰(zhàn)垂直起降戰(zhàn)斗機的時代到來了。
帝國雄鷹,鷂式戰(zhàn)斗機,首飛時間196620世紀(jì)50年代,英國開始醞釀垂直起降戰(zhàn)斗機的相關(guān)研發(fā)工作
1957年,英國霍克飛機公司和布里斯托爾航空發(fā)動機公司開始研制P.1127型垂直/短距起降戰(zhàn)斗機。
1959年6月,英國政府與兩家公司簽訂了試驗原型機的研制合同
第一架P.1127原型機于1959年開始制造。
1960年10月21日開始系留懸停試驗,隨后又進行了自由懸停和常規(guī)試飛。
1965年,P.1127計劃轉(zhuǎn)正。
第1架原型機在1966年8月31日首飛,并在1967年被正式命名為"Harrier",
機長14.12米
翼展9.25米
機高3.55米
機翼面積22.6平方米
整體空重6745千克
最大起飛重量
垂直起飛時最大起飛重量為8.59噸。
滑跑起飛時最大起飛重量為14噸。
最大飛行速度0.87馬赫。
發(fā)動機1臺勞斯萊斯飛馬105 推力向量 渦扇引擎發(fā)動機加力推力96.7千牛。
但是英國皇家海軍對于海鷂戰(zhàn)斗機非常的不滿,因為這個戰(zhàn)斗機的作戰(zhàn)半徑實在是太短了雷達能力也太差了,這起飛重量實在不怎么的,所以說英國一度計劃在1982年將無敵級輕型航母出售,并且取消后續(xù)的卓越和皇家方舟的建造工作。
紅海軍的鐵匠首飛時間1963年在火箭垂直起飛戰(zhàn)斗機的思路失敗之后,蘇聯(lián)海軍開始圖謀建造擁有原地起飛能力的垂直起降戰(zhàn)斗機。
1967年的蘇聯(lián)航空節(jié)上,曾展出過三種裝升力發(fā)動機的短距起落戰(zhàn)斗機和一種西方稱之為"自由畫"的垂直、短距起落轉(zhuǎn)噴口實驗機。而這架垂直短距起降戰(zhàn)斗機就是雅克38的原型機之一,在這個階段他被叫做雅克36。
1963年雅克36的原型機階段進行了起飛試驗
1963年9月16日成功地完成了從垂直起飛到水平巡航的首次轉(zhuǎn)換飛行
1966年秋,布萊第姆夫駕駛著雅克-38在進行了表演飛行
1967年7月9日,鐵匠戰(zhàn)斗機在特莫代托堡機場的航空展覽會上首次亮相。(雅克-36狀態(tài))
1971年雅克38進入雅克38狀態(tài)
1973年,鐵匠戰(zhàn)斗機登上了莫斯科號直升機航母的飛行甲板,并進行了相關(guān)的實驗
1976年7月,鐵匠戰(zhàn)斗機和基輔一起亮相地中海
雅克-38戰(zhàn)斗機
翼展7.32米(折疊時)4.88米
長15.50米
機高4.37米
空重6.8噸。
因為蘇聯(lián)的用法比較特殊,所以說鐵匠戰(zhàn)斗機一般情況下起飛方式都是垂直起飛,因此它的正常起飛重量為7.48噸。也就是說垂直起飛狀態(tài)下,他只能搭載不到一噸的油和彈。作戰(zhàn)半徑根本不能看
最大起飛重量為11.7噸。
最大飛行速度0.95馬赫
正常情況下的作戰(zhàn)半徑為240公里。
上圖是兩級戰(zhàn)斗機的同比例對比圖。
能夠很明顯的看到雅克38的尺寸要小于海鷂戰(zhàn)斗機,但是在機身尺寸更小的情況下,雅克38的空重量卻要更大。
第二在基輔級載機巡洋艦上搭載的雅克38垂直起降戰(zhàn)斗機,使用時擁有非常嚴(yán)苛的使用標(biāo)準(zhǔn),已盡可能避免的出現(xiàn)墜毀情況,但是即便如此墜機層出不窮這個也是因為蘇聯(lián)的電子水平落后導(dǎo)致更考驗蘇聯(lián)飛行員的操作水平。
第3雅克38戰(zhàn)斗機的機翼非常小,而這也就嚴(yán)重的限制了雅克38在航母上的短距起飛能力,使其在基輔級載機巡洋艦上只能通過垂直起飛的方式起飛,而垂直起飛的起飛方式會嚴(yán)重限制戰(zhàn)斗機的載重。因此他被稱之為基輔機載機巡洋艦的桅桿保衛(wèi)者。
為什么雅克38的各方面問題如此突出?蘇聯(lián)在整體技術(shù)落后的情況下,能夠制造出與海鷂戰(zhàn)斗機各方面半斤對8兩的戰(zhàn)機已經(jīng)是非常的不容易了。(在這里說的是最初形態(tài),鷂的后續(xù)發(fā)展層出不窮,鐵匠的后續(xù)發(fā)展一個沒有,這也就導(dǎo)致了蘇聯(lián)根本沒有機會彌補失誤。因為蘇聯(lián)購買戰(zhàn)斗機是一買一大群,蘇聯(lián)空軍以及國土防空兵自然是非常高興的,但問題是蘇聯(lián)海軍對此就非常的無語了,根本沒有機會彌補。我也很絕望呀)
那么雅克38有多小?在做同比例圖的時候發(fā)現(xiàn)雅克38戰(zhàn)斗機尺寸比海鷂戰(zhàn)斗機小的不是一圈兩圈,
我知道這個畫的有點丑,主要原因是不會用photoshop,我用的畫圖處理的
這個尺寸小的扎心不扎心?
機身尺寸小,等于內(nèi)油少。
機翼尺寸小等于翼面積小,等于翼載荷大,等于機翼載油少等于空氣效率低等于短距起飛能力差。
兩臺升力發(fā)動機加升力巡航發(fā)動機的動力組成等于油耗大。
只能說鐵匠戰(zhàn)斗機真的是為難蘇聯(lián)的設(shè)計師了,這也證明了蘇聯(lián)設(shè)計師的整合能力是多么的碉堡。
而蘇聯(lián)這種設(shè)計的后續(xù)問題,也就導(dǎo)致了雅克38戰(zhàn)斗機在基輔級載機巡洋艦上,只能通過垂直起降的方式起飛,只能通過垂直起降,也就意味著無法通過空氣動力學(xué)來增加雅克38戰(zhàn)斗機的起飛重量,而海鷂卻能通過滑躍起飛來極大的增強自己的作戰(zhàn)半徑,使它的作戰(zhàn)半徑從98增長到498甚至598.
如果在當(dāng)時鐵匠不是這么螺獅殼里做道場,那么雅克38的表現(xiàn)將會好很多。
在后續(xù)的問題彌補方面,蘇聯(lián)海軍直接放棄了雅克38的后期升級計劃,在雅克38戰(zhàn)斗機尚未服役的年代,雅克141戰(zhàn)斗機就已經(jīng)開始研發(fā)。按照蘇聯(lián)海軍的想法,鐵匠戰(zhàn)斗機先頂上10年,在90年代直接全部退役,并且由雅克141取代。
然后英國在這個階段,好像有點問題,我得改改再換個雷達吧,發(fā)動機也換一換吧。畢竟海鷂戰(zhàn)斗機賣的好,英國皇家海軍,意大利海軍,印度海軍,美國海軍陸戰(zhàn)隊等均有購買,銷量杠杠的。
實際上無論是雅克38還是海鷂戰(zhàn)斗機,均屬于第1代垂直起降戰(zhàn)機,而這一代垂直起降降機要么不能超音速要么起飛重量低,要么雷達不怎么地,總之就沒一個好的。
第2代垂直起降戰(zhàn)斗機英國有計劃,但是問題是英國皇家海軍沒錢,以削弱海軍為己任的工黨根本不給錢,你就是說的天花亂墜,英國工黨也不會通過那么造個啥?
而蘇聯(lián)表示我是要和美國爭奪全球霸主地位的,你讓我拿雅克38戰(zhàn)斗機和美國的f14的對抗,你要不要這么坑???
升級趕緊升級!
例行勘誤總有一些創(chuàng)作者口口聲聲的稱。
雅克38的首飛時間是1963年,海鷂戰(zhàn)斗機的首飛時間是1966年8月31日。
說蘇聯(lián)比英國更早的擁有的垂直起降戰(zhàn)斗機。
但是問題是在1963年的雅克38,他還是雅克36的原型機階段。而1966年的海鷂戰(zhàn)斗機,那已經(jīng)是海鷂戰(zhàn)斗機的原型機階段。
如果說兩者都以定型的戰(zhàn)斗機的原型的話,那么雅克38是1971年,海鷂戰(zhàn)斗機是在1966年。
海鷂戰(zhàn)斗機的原型機P.1127型首飛時間是1960年。也就是說無論是技術(shù)還是戰(zhàn)斗機的實際服役英國都要更早。
說蘇聯(lián)是世界上第1個擁有垂直起降戰(zhàn)斗機的國家,是一種詭辯,刻意混淆雅克36戰(zhàn)斗機與雅克38戰(zhàn)斗機的區(qū)別
(注意這兩個時間點說的都是相應(yīng)原型機的時間點,實際上蘇聯(lián)海軍在這一方面取了一個巧那就是蘇聯(lián)經(jīng)常因為發(fā)現(xiàn)敵方也在造和自己差不多的戰(zhàn)機的時候,會推翻原有的計劃,比如說雅克36升級成了雅克38,再比蘇27從原先的直脖子變成了后來的彎脖子)
那么在知道第1代垂直起降戰(zhàn)斗機各方面的數(shù)據(jù)著實不怎么地之后,各國又會如何應(yīng)對呢?
第1代戰(zhàn)斗機的缺點必須予以補齊,否則的話垂直起降戰(zhàn)斗機根本無法從常規(guī)起降戰(zhàn)斗機進行對比。在爆發(fā)戰(zhàn)爭的時候,垂直起降戰(zhàn)斗機會被常規(guī)戰(zhàn)斗機像餃子一樣從天上打下來。
在六七十年代的技術(shù)條件下在那個發(fā)動機技術(shù)不足的情況下,就注定了垂直起降戰(zhàn)斗機的起飛重量要遠低于常規(guī)布局戰(zhàn)機的起飛重量。
現(xiàn)在看來,第1代垂直起降戰(zhàn)斗機有這樣或者那樣的問題,至少這些戰(zhàn)斗機還是有人獲得了準(zhǔn)生證的,就算在今天有人為當(dāng)年的德國法國的垂直起降戰(zhàn)斗機,沒有有真正進入空軍而感到惋惜至少他們依舊誕生過實體機,至少他們依舊曾經(jīng)翱翔于天空。
而第2代垂直起降戰(zhàn)斗機不要說天空了,他們進入實體機階段的都沒有幾個。