垂直时代,第一代垂直起降战斗机,琳琅满目却
发布时间: 2022-11-12

在核战争之下,所有机场的跑道都会被破坏,那么如何让战斗机在机场跑道被破坏之后,依旧拥有作战能力?而不是只能停在机场,任人宰割,这是一个任何国家都需要解决的问题,在这种大背景下,一方面研发火箭助推原地起飞,另一方面研发的就是让战斗机自身拥有垂直起飞能力。火箭垂直起飞思路最终夭折。

垂直起降思路获得了最终的成功,这个家族曾经枝繁叶茂,在现在却已濒临凋零,仅剩f35b战斗机。

第1代的垂直起降战斗机,设计要求,垂直起飞

第1代的垂直起降战斗机,只要有能力研发战斗机的国家,都在研发包括德国的vj101,英国的P-1127,法国垂直起降型幻影 III V,美国的XFV-12,咱们的4号计划

但是这些战斗机固有缺点,那就是机动性弱,最大起飞重量低,战斗半径小,垂直起飞时战斗半径在100公里以下。

第2代垂直起降战斗机,更强的雷达,更远的作战半径,更大的载弹量,超音速能力

战斗机有大量的相关计划,英国有一大群,但是因为英国工党以削弱英国海军为己任,所以一个都没有下文。

苏联在这一时期研发的雅克141以及雅克141m系列但问题是苏联解体了,这两中战斗机自然也就无疾而终

第三代垂直起降战斗机苏联雅克201战斗机(夭折,但是俄罗斯有计划重启雅克201计划)

F-35b

短距起飞之时

冷战是笼罩在核武器的阴影下的年代,在火箭助推原地起飞的思路失败之后,各国海军转向了一个新的发展节点,那就是垂直起飞

英国鹞式垂直起降战机的原型机——p1127

德国的 vj-101

VAK191

道尼尔DO-31

在机翼两端增加生理发动机的起飞模式。

再比如说苏联的诸多pd系列,比如米格21pd,米格23pd,雅克36垂直起降验证机,雅克38铁匠垂直起降战斗机,再比如说苏联最后的垂直起降战斗机计划雅克141计划为代表的座舱后方安装生理发动机的模式。

苏联雅克-36垂直起降实验机

米格-21PD短距/垂直起降战机

米格-23PD短距/垂直起降战机。

T-58BD(苏-15VD)短距/垂直起降战机

雅克-38垂直起降战机

法国的垂直起飞版幻影战斗机

法国垂直起降型幻影 III V

美国自己也有一大群的垂直起降战斗机计划,可以说在当时的美国各大战机研发公司,财大气粗的美国人他们将所有的思路都试了一遍,有科幻的,也有保守的

比如上面这个看起来就非常带劲儿的,洛克希德公司提出的XFV-12战斗机计划,要求拥有超音速能力,但是依旧是造了一两架原型机之后就宣告终结


垂直起降战斗机实现垂直起降的思路包括6种

第1种推力转向发动机模式(pcb发动机),这种发动机的典型代表就是飞马发动机通过4个发动机喷管实现垂直起飞能力,在起飞时发动机喷管转向下方,随着起飞过程中喷管角度逐渐减小并转为完全水平转化,

水平时战机为正常飞行模式。

这种发动机的优点是只需要使用一台发动机,是诸多方案中使用发动机数量最少的一种。

但是缺点也很明显那就是4个喷管扭来扭去,你得为这些喷管腾出来多少空间?


而且如此硕大的发动机喷管也会体现大量的挂载空间以及增加阻力,从而降低最高速度,所以说唯一一种实用化的采用本种起飞模式的鹞战斗机,它的最高速度也超不了音速。

而且这种发动机布局还有一个重要缺点,那就是发动机位置必须位于战斗机的重心位置,否则的话会出现严重的偏航问题。

所以更大程度上的限制了战斗机的挂载能力

第2种思路,则是在常规布局战斗机的基础上,在机翼两端增加一群的发动机。

比如德国的do-31计划,这种计划整体而言,优点很明确,设计思路最为简单,那就是在普通战斗机的基础上加装2~4台,甚至更多数量的垂直发动机,这些垂直发动机的工作时间仅仅是垂直起飞时

首先德国人自己也知道,在机翼两端的发动机吊舱内装载每组4台共计两组的发动机,这种思路确实有点一言难尽,所以说在他那两个常规运输机布局的吊舱式发动机下,他所使用的是英国的飞马发动机,这种发动机就是鹞所使用的那种拥有喷管旋转能力的发动机。

加起来总共10台发动机!!!!!

10倍的故障率!10倍的操作难度!以及至少三倍以上的油耗。

综上3点,这也就导致了这一种布局的运输机,可以说没有一丝一毫的可取之处,最大的合理之处在于有效的消灭我军的战争潜力,为敌军的胜利创造良好条件。

为敌军的胜利创造良好条件

这种布局的飞机可以说堪称地勤的公敌,所以说道尼尔公司的折戟沉沙是他自己活该。

而且这种布局还存在着极度严重的废气干扰问题,那就是发动机所喷出的垂直向下的气流可能再度被发动机吸入,就一句话发动机憋气火了,坠机。

所以这种思路凉了

第3种思路垂直发动机加可旋转式发动机(发动机整体旋转)的垂直起飞模式。

首先在飞行员座舱后方加装1~2台的垂直起飞发动机,这台发动机只在战机垂直起飞时使用。

然后再战斗机机翼两侧的最顶端安装,可旋转的发动机,垂直起飞时垂直向下,水平起飞时水平向后。(如果技术允许的话,那么自然会将发动机数量从6台减到三台)

这种思路整体来说,战斗机格局最为接近常规的战斗机格局,拥有超音速潜力,至少比鹞那种思路强的多。

但是问题依旧很明显,那就是,发动机数量过多所导致的油耗问题(以上图为例,在发动机技术上升之后,可以缓解)

第2个问题则是两侧的可旋转式发动机距离机身的重心过远,偏转过程中因为力臂长的原因,所以两侧的发动机变动对战斗机影响很大。

第3个问题则是这种布局严重影响战斗机的机动性,悬吊在机翼两端的发动机惯性过大,在战斗机机动时,复原平飞难度大。容易成为一个停不下来的陀螺。

实际上在现代战机当中,别说是将发动机安装在机翼翼尖,就是将副油箱安装到翼尖,都会让飞行员想打人。

飞行员完全接受不了这种布局的情况下,这个战斗机能有什么结果呢,自然就是一首凉凉送给大家。

第4种模式,升力发动机+升力巡航发动机

这种发动机模式的典型代表就是苏联思路的雅克-38垂直起降战机

发动机布局模式为布置在中轴线上的两台升力发动机以及一台可旋转喷口的主发动机

在垂直起飞时,挡板打开,升力发动机工作,主发动机的喷口旋转向下方,在两翼末端以及舰载机最后方各有一个喷管用于提供稳定战斗机姿态的动力

这种布局的缺点就是升力发动机所产生的高温废气非常容易进入主发动机的进气道,从而导致发动机停车或者推力下降的问题。

但是即便如此,这种思路也获得了最终的成功,因为他至少比其他思路靠谱,在那个比烂的年代,铁匠成功了,铁匠战斗机和海鹞战斗机是整个冷战期间唯二投入实际使用的战斗机。

第5种方式为垂直发动机加升力巡航发动机模式,典型代表是苏联的雅克141战斗机。

这种发动机方式避免了在之前的海鹞,铁匠必须将发动机布置在重心附近的缺点,允许让发动机向后布置,从而提升燃油搭载量从而增加战斗机的续航能力增加没有避免主发动机吸入升力发动机高温废气的问题。

属于第4种思路的升级版。

第6种思路为升力风扇,升力风扇加升力巡航发动机模式。

这种发动机模式整体而言是最成功的一种模式,通过一根大轴将主发动机的动力传输的升力风扇上,一方面提高了效率(动力的边际效应,在技术水平相同时,让发动机的动力在提升两吨远大于在前面再给它来个风扇,让这个风扇动力提升到4吨的难度)

这种布局避免了像雅克系列飞机吸入高温废气的可能性。

整体来说,垂直起降布局仅此6种,要注意在这里说的是布局而不是战机。所以不要将战斗机的优缺点过多的套到这6种思路当中。

垂直起降战斗机在冷战

垂直起降战斗机的时代到来了。

帝国雄鹰,鹞式战斗机,首飞时间1966

20世纪50年代,英国开始酝酿垂直起降战斗机的相关研发工作

1957年,英国霍克飞机公司和布里斯托尔航空发动机公司开始研制P.1127型垂直/短距起降战斗机。

1959年6月,英国政府与两家公司签订了试验原型机的研制合同

第一架P.1127原型机于1959年开始制造。

1960年10月21日开始系留悬停试验,随后又进行了自由悬停和常规试飞。

1965年,P.1127计划转正。

第1架原型机在1966年8月31日首飞,并在1967年被正式命名为"Harrier",

机长14.12米

翼展9.25米

机高3.55米

机翼面积22.6平方米

整体空重6745千克

最大起飞重量

垂直起飞时最大起飞重量为8.59吨。

滑跑起飞时最大起飞重量为14吨。

最大飞行速度0.87马赫。

发动机1台劳斯莱斯飞马105 推力向量 涡扇引擎发动机加力推力96.7千牛。

但是英国皇家海军对于海鹞战斗机非常的不满,因为这个战斗机的作战半径实在是太短了雷达能力也太差了,这起飞重量实在不怎么的,所以说英国一度计划在1982年将无敌级轻型航母出售,并且取消后续的卓越和皇家方舟的建造工作。

红海军的铁匠首飞时间1963年

在火箭垂直起飞战斗机的思路失败之后,苏联海军开始图谋建造拥有原地起飞能力的垂直起降战斗机。

1967年的苏联航空节上,曾展出过三种装升力发动机的短距起落战斗机和一种西方称之为"自由画"的垂直、短距起落转喷口实验机。而这架垂直短距起降战斗机就是雅克38的原型机之一,在这个阶段他被叫做雅克36。

1963年雅克36的原型机阶段进行了起飞试验

1963年9月16日成功地完成了从垂直起飞到水平巡航的首次转换飞行

1966年秋,布莱第姆夫驾驶着雅克-38在进行了表演飞行

1967年7月9日,铁匠战斗机在特莫代托堡机场的航空展览会上首次亮相。(雅克-36状态)

1971年雅克38进入雅克38状态

1973年,铁匠战斗机登上了莫斯科号直升机航母的飞行甲板,并进行了相关的实验


1976年7月,铁匠战斗机和基辅一起亮相地中海

雅克-38战斗机

翼展7.32米(折叠时)4.88米

长15.50米

机高4.37米

空重6.8吨。

因为苏联的用法比较特殊,所以说铁匠战斗机一般情况下起飞方式都是垂直起飞,因此它的正常起飞重量为7.48吨。也就是说垂直起飞状态下,他只能搭载不到一吨的油和弹。作战半径根本不能看

最大起飞重量为11.7吨。

最大飞行速度0.95马赫

正常情况下的作战半径为240公里。

上图是两级战斗机的同比例对比图。

能够很明显的看到雅克38的尺寸要小于海鹞战斗机,但是在机身尺寸更小的情况下,雅克38的空重量却要更大。

第二在基辅级载机巡洋舰上搭载的雅克38垂直起降战斗机,使用时拥有非常严苛的使用标准,已尽可能避免的出现坠毁情况,但是即便如此坠机层出不穷这个也是因为苏联的电子水平落后导致更考验苏联飞行员的操作水平。

第3雅克38战斗机的机翼非常小,而这也就严重的限制了雅克38在航母上的短距起飞能力,使其在基辅级载机巡洋舰上只能通过垂直起飞的方式起飞,而垂直起飞的起飞方式会严重限制战斗机的载重。因此他被称之为基辅机载机巡洋舰的桅杆保卫者。

为什么雅克38的各方面问题如此突出?苏联在整体技术落后的情况下,能够制造出与海鹞战斗机各方面半斤对8两的战机已经是非常的不容易了。(在这里说的是最初形态,鹞的后续发展层出不穷,铁匠的后续发展一个没有,这也就导致了苏联根本没有机会弥补失误。因为苏联购买战斗机是一买一大群,苏联空军以及国土防空兵自然是非常高兴的,但问题是苏联海军对此就非常的无语了,根本没有机会弥补。我也很绝望呀)

那么雅克38有多小?在做同比例图的时候发现雅克38战斗机尺寸比海鹞战斗机小的不是一圈两圈,

我知道这个画的有点丑,主要原因是不会用photoshop,我用的画图处理的

这个尺寸小的扎心不扎心?

机身尺寸小,等于内油少。

机翼尺寸小等于翼面积小,等于翼载荷大,等于机翼载油少等于空气效率低等于短距起飞能力差。

两台升力发动机加升力巡航发动机的动力组成等于油耗大。

只能说铁匠战斗机真的是为难苏联的设计师了,这也证明了苏联设计师的整合能力是多么的碉堡。

而苏联这种设计的后续问题,也就导致了雅克38战斗机在基辅级载机巡洋舰上,只能通过垂直起降的方式起飞,只能通过垂直起降,也就意味着无法通过空气动力学来增加雅克38战斗机的起飞重量,而海鹞却能通过滑跃起飞来极大的增强自己的作战半径,使它的作战半径从98增长到498甚至598.

如果在当时铁匠不是这么螺狮壳里做道场,那么雅克38的表现将会好很多。

在后续的问题弥补方面,苏联海军直接放弃了雅克38的后期升级计划,在雅克38战斗机尚未服役的年代,雅克141战斗机就已经开始研发。按照苏联海军的想法,铁匠战斗机先顶上10年,在90年代直接全部退役,并且由雅克141取代。

然后英国在这个阶段,好像有点问题,我得改改再换个雷达吧,发动机也换一换吧。毕竟海鹞战斗机卖的好,英国皇家海军,意大利海军,印度海军,美国海军陆战队等均有购买,销量杠杠的。

实际上无论是雅克38还是海鹞战斗机,均属于第1代垂直起降战机,而这一代垂直起降降机要么不能超音速要么起飞重量低,要么雷达不怎么地,总之就没一个好的。

第2代垂直起降战斗机英国有计划,但是问题是英国皇家海军没钱,以削弱海军为己任的工党根本不给钱,你就是说的天花乱坠,英国工党也不会通过那么造个啥?

而苏联表示我是要和美国争夺全球霸主地位的,你让我拿雅克38战斗机和美国的f14的对抗,你要不要这么坑???

升级赶紧升级!

例行勘误

总有一些创作者口口声声的称。

雅克38的首飞时间是1963年,海鹞战斗机的首飞时间是1966年8月31日。

说苏联比英国更早的拥有的垂直起降战斗机。

但是问题是在1963年的雅克38,他还是雅克36的原型机阶段。而1966年的海鹞战斗机,那已经是海鹞战斗机的原型机阶段。

如果说两者都以定型的战斗机的原型的话,那么雅克38是1971年,海鹞战斗机是在1966年。

海鹞战斗机的原型机P.1127型首飞时间是1960年。也就是说无论是技术还是战斗机的实际服役英国都要更早。

说苏联是世界上第1个拥有垂直起降战斗机的国家,是一种诡辩,刻意混淆雅克36战斗机与雅克38战斗机的区别


(注意这两个时间点说的都是相应原型机的时间点,实际上苏联海军在这一方面取了一个巧那就是苏联经常因为发现敌方也在造和自己差不多的战机的时候,会推翻原有的计划,比如说雅克36升级成了雅克38,再比苏27从原先的直脖子变成了后来的弯脖子)

那么在知道第1代垂直起降战斗机各方面的数据着实不怎么地之后,各国又会如何应对呢?

第1代战斗机的缺点必须予以补齐,否则的话垂直起降战斗机根本无法从常规起降战斗机进行对比。在爆发战争的时候,垂直起降战斗机会被常规战斗机像饺子一样从天上打下来。

在六七十年代的技术条件下在那个发动机技术不足的情况下,就注定了垂直起降战斗机的起飞重量要远低于常规布局战机的起飞重量。

现在看来,第1代垂直起降战斗机有这样或者那样的问题,至少这些战斗机还是有人获得了准生证的,就算在今天有人为当年的德国法国的垂直起降战斗机,没有有真正进入空军而感到惋惜至少他们依旧诞生过实体机,至少他们依旧曾经翱翔于天空。

而第2代垂直起降战斗机不要说天空了,他们进入实体机阶段的都没有几个。

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