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我國的垂直起降戰鬥機

我國的垂直起降戰鬥機

垂直起降戰鬥機,是戰鬥機家族中的新秀,這種飛機構想最早誕生於上個世紀60年代,在當時由於冷戰正酣,東西方都擔心壹旦將來爆發大戰,自己的機場被對方炸掉以後,戰鬥機該如何升空作戰,所以從那時起,多種型號的垂直起降戰鬥機相繼問世。

在垂直起降戰鬥機領域,我國顯然是壹個“後來者”,不過最近成飛申請的壹項全新專利,或許已經證明,我們在垂直起降技術方面,已經實現了“直道超車”。

之所以會有垂直起降戰鬥機出現,就是考慮到壹旦機場遭到敵軍打擊,普通戰鬥機無法正常升空的情況下,即可以動用垂直起降戰鬥機,繼續執行各項空戰任務,以保障己方部隊不受敵方空軍的威脅。到2023年6月,國外比較成熟的垂直起降方案主要有三種:

第壹種是以英國“鷂”式戰鬥機為代表的單發型設計,英國的“鷂”式戰鬥機只裝備壹臺“飛馬MK104”型發動機,不過這臺發動機卻有4個噴氣口,而且這些噴氣口可以90°旋轉。

在垂直起飛時,發動機的4個噴口轉向下方,這樣發動機運行時噴出氣流就能產生向上的反作用力,從而把飛機“托”起來,等上升到安全高度後,4個噴氣口再轉向後噴氣,這樣飛機就可以像普通噴氣式戰鬥機那樣,向前飛行。

不過“飛馬MK-104”發動機的設計過於復雜,導致“鷂”式戰鬥機操作性能非常不友好,稍不留神就會機毀人亡。壹個典型的例子就是美國引進“鷂”式戰鬥機後發展的AV-8B“鷂II”型戰鬥機,總***制造了360多架,卻有半數因為操作不當而墜毀,事故率高達每10萬小時31.44起。

而且有意思的是,由於AV-8B獨特的設計,這架飛機壹旦墜毀,飛行員基本無法逃生,大多都是機毀人亡,堪稱是“寡婦制造者”。

第二種是以前蘇聯雅克-38、雅克-141為代表的三發設計,雅克-38和雅克-141都裝備了3臺發動機。以雅克-141為例,該機裝備有1臺圖曼斯基R-79發動機和2臺克裏莫夫RD-41發動機,其中R-79帶有可旋轉90°的矢量噴口,可以用於推進和垂直起飛,而RD-41則采用上下結構安裝,也就是發動機進氣口在飛機背部,而噴氣口在機腹下方,專門用於垂直起降。

這種設計的優勢在於,3臺發動機各司其職,在安全性方面要大大優於“鷂”式戰鬥機,但是這種設計也有自身的缺陷,那就是2臺專門用於起降的RD-41型發動機在飛機改平飛後就要關閉,從而成為“死重”,這無疑大大占用了飛機的有效載荷,導致雅克-141的載油量、載彈量都不高,僅僅略優於AV-8B“鷂II”戰鬥機。

第三種設計也是目前最為成熟的,是美國F-35B戰鬥機所使用的的矢量發動機+升力風扇的結構。F-35B針對雅克-141設計上的缺陷,拆除了飛機前部的專用升力發動機,改為安裝壹具大型升力風扇,同時用傳動軸將風扇和主發動機連在壹起,這樣當主發動機啟動後,通過傳動軸就可以帶動升力風扇旋轉,向下噴出氣體,從而托舉飛機升空。

這種設計升力風扇噴出的是冷空氣,不會炙烤飛機機身和機身下方的地面,從而減少了對飛機的燒蝕,同時升力風扇的重量要明顯小於發動機,從而減小了飛機正常飛行時所攜帶的“死重”,從而讓F-35B擁有了比較令人滿意的載荷和航程。

不過上面三種設計思路可以說都是西方(畢竟俄羅斯理論上也算是歐洲國家)的發明創造,而我國成飛這次以申請的發動機專利設計則和西方的思路完全不同,用老祖宗的話說,叫“另辟蹊徑”。

根據專利內容來看,成飛采用了獨特串聯式發動機設計,也就是把兩臺渦扇發動機“串”在壹起,構成壹個升力系統。其中前壹臺發動機從飛機背部進氣,排氣口則分別設計在飛機機身兩側,這樣可以起到平衡的作用。

而後壹臺發動機則使用矢量噴管設計,正常從飛機機頭兩側的進氣道進氣,然後尾噴管可以90°旋轉,當尾噴管向下,並且同時啟動2臺發動機時,飛機就可以在兩臺發動機的作用下起飛,等到飛機上升到安全高度後,機身兩側的發動機排氣口和尾噴管同時向後轉,這樣飛機就可以像普通戰鬥機那樣正常飛行。

成飛設計方案的最大特點在於,在雅克-141上平飛時變成“死重”的升力發動機,在成飛方案中即便是正常飛行時也可以使用,因為前臺發動機的噴口在機身兩側,並且也可以90°旋轉,這樣在當飛機平飛時,前臺發動機不需要熄火,而是可以繼續工作,為飛機提供額外的推力。

而後機身的設計和F-35B則大致相當,通過主發動機噴口轉向,在起降和正常飛行之間自由切換。

雖然成飛的設計還沒有拿出具體飛機型號,但是從成飛公布的方案來看,很像是壹種深度大改的殲-10戰鬥機,改進型號采用了和殲-10類似的氣動方案,都采用機腹下進氣,但是取消了鴨翼,同時把單垂尾改為V字型雙垂尾。

考慮到我們現在已經裝備了3艘075型兩棲攻擊艦,和美軍相比我們唯壹的差別就是缺少固定翼垂直起降戰鬥機,因此075的綜合作戰效能比它的美國同行要差壹截,如今成飛的垂直起降戰鬥機專利曝光,這意味著我們有了自己獨立的垂直起降戰鬥機規劃,或許用不了多長時間,我們就能在075型兩棲攻擊艦上,見到國產的“兔版F-35B”戰鬥機。