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词条 垂直起降战斗机
释义

垂直起降战斗机,指以英国“鹞式”战斗机等为代表的战斗机,故名思义:不需要跑道可垂直起降的战斗机。当然,英国“鹞式”战斗机也可以借用跑道起飞,最短距离435m。

介绍

目前性能比较好的垂直起降战斗机是美国的F-35当中的F-35B型号。但尚未装备部队。美国在垂直起降技术方面已经超越了创始国英国,拥有目前世界最先进的垂直起降技术。

使用历史

提出设想

最早的垂直起降飞行器设想是几位英国人在1875年提出的,设想是由一对装有螺桨推进器的可旋转机翼组成的飞行器,在进行垂直起飞和降落时机翼与地面为垂直状态,依靠螺桨产生的升力进行上升与下降,当飞行器上升到空中时,机翼旋转90度,变成与普通飞机一样的方式前进(类似与美国现在现在在研制的鱼鹰。)。按照该设想,飞行器的动力由一台蒸气引擎提供。

计划出炉

到了1881年,在俄国有人提出了需要制造由旋转机翼和引擎组成的能进行垂直起降的飞机的计划,并且,该计划第一次提出来由喷气式引擎做为垂直升降的辅助动力。同时,发明家C.I.Baranovski提出了一个具有历史意义的设计图,这是一架两个螺桨引擎的单翼飞机,机头装有一个与地面水平的螺旋桨,整个机身与地面接近垂直(比较恐怖),该飞机在停机坪时,机翼还可以折起以便减少占地面积,而飞机所用引擎,发明家并未明确说明。

制造约束

之后,以旋转机翼做当时主流的垂直起降飞机计划被各地提出,不过限于当时的制造工艺,缺乏强有力和轻的引擎以及无法解决两侧机翼同步旋转的问题,这种设想并未成为可以进行试飞的实物,直到二十世纪这些想法作为参考用在了新型飞机的设计上。

事实证明

无数的事实表明,性能最好的常规起降飞机,也只是在跑道完好时才可能起降。那么,能不能使飞机摆脱跑道的束缚,垂直起降呢?不是已经发明了直升机吗?为什么还提出使战斗机垂直起降的问题呢?这是因为,直升机的飞行速度在喷气式飞机的面前,就显得太慢了,它不能满足战斗时以速度取胜的需要;而且,直升机本身的设计及装备,也不能担当起战斗的重任。所以人们才设想让喷气式战斗机也能垂直起降。40年代初,就有一些人在探索飞机垂直起降的方案。当时,英国有人提出将喷气升力发动机装于飞机上,来实现垂直起降的设想。40年代末,美国也开始对各类的垂直起降飞机模型进行研究,但因当时的喷气发动机的起飞推力,达不到将喷气战斗机垂直升起的要求,终归没能获得成功。50年代中期,核大国的战术核武器已对准了每一个已知的机场跑道,这就使研制垂直起降和短距离起降飞机成为当务之急。航空技术的发展,也为研制这种飞机提供了可靠的基础。首先,英国开了头炮,设计出一种有实用价值的垂直起降飞机,这就是世界上最早的垂直起降“鹞”式攻击机。垂直/短距起降攻击机具有直升机和固定翼飞机两者的长处,它能像直升机那样起飞和着陆,又具有固定翼飞机的速度和攻击能力。假若战争一旦爆发,垂直/短距起降攻击机就可迅速疏散隐蔽。战争中它可以从任何一块坚硬的地面上垂直起降,或是从受到轰炸破坏的机场跑道的弹坑之间进行短距进降,还可以在中、小型军舰甲板和尾部小平台上垂直起降。这种飞机还特别适合渡海登陆作战,当部队强行登陆战领滩头阵地以后,垂直和短距起降攻击机可以立即从军舰甲板上起飞,对陆、海军提供空中支持,摧毁敌方防御工事。 “70年代,英国研制出一型十分成功的“鹞”式垂直起降飞机,并装备部队。“鹞”式飞机的发动机设有4个喷口,都在机身两侧而且可以转动。当喷口向下时,产生的推力可使飞机垂直上升;当喷口向后时,产生的推力可使飞机前进。飞行员调整喷口的方向和角度,便可改变飞机的飞行姿态。这种飞机在一起35×35米大小的空地便可起降,对作战条件要求较低,适应性特别强。“鹞”式飞机有一个致命弱点就是时速只有1000千米,属高亚音速飞机,无法在空中进行高速格斗作战。而一般作战飞机都达1倍音速以上。由于垂直起降时受自身重量限制,挂载燃油和武器较少,作战半径100千米左右。为了增大航程和加大挂量,一般采用短距滑跑起飞,垂直降落方式,加挂副油箱,作战半径可增加到三四百千米。

二战结束后,德国作为战败国被禁止发展航空器。这条禁令直到1955年才被撤销。禁令撤销后,新的德国国防部讨论了发展一种新的截击机的必要性。作为北约前沿的德国办事效率很高,于一年后的1956年,选中海因克尔和梅塞施密特公司开始研发工作。当时的观点是:现代超音速战斗机尽管性能不断提高,但是起降所需的跑道也变得长而脆弱。因此1957年秋天,国防部给新截击机加入了VTOL要求(垂直起降)。在这种情形下,海因克尔、梅塞施密特和波尔科(直升机公司,研制过BK-117直升机)三家公司宣布共同研发并制造5架VJ-101原型机。1959年2月,3家公司共同组成EWR小组展开工作。 1964年7月的试飞中原型机速度达1.08马赫时,跨越了音障。这使VJ-101 C 成为史上第一架超音速的垂直起降飞机。俄罗斯一直有航空产品延续性发展的传统,1961年6月,北约技术委员会宣布开始研究能够垂直起降的舰载机。同时,苏联军方也意识到了此项技术在军事方面的优点,在60年代,为了使战机能在核战时期进行空战,战机需要有能垂直和短距起降的能力。于是,由米高扬,苏霍伊,和雅可夫列夫各自牵头进行了这方面的研制工作。之后,分别有米格设计局于1967年完成试飞的垂直起降的米格-21PD,由苏霍伊设计局于1965年进行式飞的苏15VD,和由雅克夫列夫设计的于1962年研制成功的雅克36。 雅克-38是苏联追赶西方国家的结果,但为赶超西方国家,苏联于1974年开始设计其后续型雅克-41超音速垂直起降战斗机。1989年3月雅克-41的第一架原型机首次试飞,在当年夏天突破音障,速度达到1400千米/小时。1990年代初研制了全新的雅克-141飞机。 美国军火企业洛克希德-马丁公司2010

年18号宣布,由他们牵头研发的F-35B型联合攻击战斗机成功实施垂直降落,F-35B可以在陆地或海上的小块区域内实施垂直降落,这在超音速隐形战机上是绝无仅有的能力。

除美国的F-35B战斗机具有垂直降落功能外,还有英国“鹞式”垂直起降战斗机、海鹞垂直起降战斗机、俄罗斯雅克-38垂直起降战斗机、雅克-141超音速垂直起降战斗机、美国AV-8B垂直起降战斗机(英美合作由鹞式改进而成)等。

原理

固定翼飞机能垂直升降,就要向飞机提供足够大的向上推力,这时就要喷管朝下.

而再往后就应该改变喷官的角度,但不能一下子变成向后.因为在改变喷管方向的时候要继续有足够向上的推力,同时提供一部分向前的推力.这也就要求有精密、准确的角度变化.而这个角度的变化就成了一个矢量的变化,也就是说喷管的作用力要很精确的能分解成向下和向前的两个分力(我想应该是一个倒平抛曲线).当然这只是理论,在现实操作中可不是一件简单的事情,比如提供向上推力是怎样保持飞机机体的平衡,角度怎样变化才是最佳,怎样来保证角度的变化精确度。

发动机

鹞式飞机是世界上最早实现垂直起降的喷气式飞机。 它的发动机与一般喷气式飞机不同,它能够产生2个方向的推力,即垂直向上的推力和水平向前的推力。从外形上看,它的发动机很像一套连裤,前后各有2个喷口,这4个喷口可以同时转动。当飞机起飞时,4个喷口同时向下偏转,直至完全垂直于地面,发动机产生的推力通过垂直喷口就像4根无形的柱子把飞机托起。飞机到了空中,飞行员便逐渐操纵喷口向后转动,此时便产生了一个水平的推力,飞机的重量便由机翼产生的升力支撑,发动机产生的推力推动飞机前进。

着陆

飞机着陆时,当喷口完全垂直于地面时,由于飞机悬停在空中,没有前进动力,机翼上的升力随之消失,飞机的重量又完全由发动机产生的垂直推力来支撑。而后,飞行员开始关小油门,减少发动机供油量,垂直推力渐渐变小,飞机开始缓慢下降,直至最后着陆。因而鹞式飞机的整个起降过程只需一块空地便可完成,从而结束了喷气式飞机只能依赖跑道起降的历史。机上多个甲烷喷口共同控制和调整飞机的姿态,实现在垂直起落和悬停时对飞机的操纵。

优点与缺点

优点

一,随时可以和地面部队机动转移,可以在狭小的地方起降,也可以在破损的机场起飞,必要时可以在公路,建筑屋顶起降,在地面容易伪装,不容易发现,所以战场生存率大大提高。

二,由于可以垂直起降,所以在寸地为金的航母可以增大载机数量。

三,因为独特,介于普通战斗机和直升机之间`可以在空中做快速巡航,空中悬停,倒飞原地转弯等其他飞机做不到的高难度动作,必要时可以通过悬停躲避导弹。

四,起飞时省去了跑道的准备,作战反应速度大大提高。

缺点

一,太费油,在垂直起飞的时候要耗掉总油料的3分之一,所以不具备远航能力。

二,载弹量太小,鹞式战机载弹量只有2271千克而同期美国的F-14有6577千克,对比一目了然在载弹量增加的时候,不能垂直起降了`,必须要一段跑道`这样还不如发展常规战机。

三,操做太难,飞行员不好训练,英国在马岛战争时就有5架因为操作失误坠毁了,所以费劲,费财。

四,发动机在全负荷运转的时候对环境要求高,一旦有因为起飞掀起的沙土被吸进运转中的发动机就有可能发生不可估量的后果。

五,维护频繁,需要的地勤维护时间普遍长于其他战机。

中国与垂直起降战机

歼-18战斗机是一款垂直起降战斗机,可以说是中国第一款这类战斗机,主要用于海军,空军,海军陆战队,机动力强,双矢量发动机,外加一台辅助升力发动机,双垂尾,无鸭翼,无尾翼,在隐身和空气动力又很好的结合,歼-18武器内藏,作战半径2200公里,拥有先进座舱系统,主动加油系统,该机最大M数达到2.5倍音速,因武器内藏,发动机推力大而阻力小,在考虑飞机重量因素后,其单位重量剩余功率(Ps,其绝对值等于同等状态下飞机的爬升率)相当惊人。具备良好过失速机动性,良好的大迎角飞行品质和有效的控制手段是必需的两大基础,歼-18战斗机拥有出色的超音速巡航能力,做战性能面对今天的飞行器有明显的无法相比的优势。其主要缺点是太过精密,维护性能较繁琐,这也是高性能战斗机的通病。总的来说这是一款杀手级别的战斗机.根据任务不同可分为有人驾驶和无人驾驶模式,也可能是最后一款有人驾驶战斗机

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更新时间:2025/2/24 21:14:45