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垂直起落飛機

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1 垂直起落飛機 -簡介

  垂直起落技術顧名思義就是飛機不需要滑跑就可以起飛和著陸的技術。它是從50年代末期開始發展的一項航空技術。

  垂直起落飛機產生升力的辦法有三個,一個是偏轉發動機的噴管,第二種是直接使用升力發動機提供升力,第三個是前兩種辦法的組合,同時使用升力發動機和主發動機。目前世界上服役的垂直起落飛機有英國的「鷂」式系列,美國的AV-8系列以及俄羅斯的雅克36。俄羅斯還有另外一種編號為雅克141的超音速垂直起落飛機,但是由於沒有經費,並沒有進入工程發展。

  垂直/短距起落飛機也是海軍青睞的機種,因為艦船上的飛行甲板的長度總是有限的,垂直/短距起落技術就顯得尤為實用。裝備英國「皇家方舟」號航母的「海鷂」就是「鷂」式的海軍型。「海鷂」還使用了「斜曲面躍飛」的短距起落技術,通過在航母上安裝12度的斜甲板,可以讓飛機滑跑躍飛,再利用推力轉向,使飛機在推力不足的情況下仍能在空中穩定加速。

2 垂直起落飛機 -主要的飛機

鷂式攻擊機

  鷂」是一種亞音速單座單發垂直/短距起落戰鬥機,是英國原霍克飛機公司(已併入英國航宇公司)和布里斯托爾航空發動機公司(已併入羅・羅公司)研製的世界上第一種實用型垂直/短距起落飛機,其主要任務是空中近距支援和戰術偵察。1966年8月「鷂」式原型機試飛,1969年4月開始裝備英國空軍。「鷂」式飛機採用帶下反角的后掠上單翼,一台「飛馬」發動機,機身前後有4個可旋轉0°~98.5°的噴氣口,提供垂直起落、過渡飛行和常規飛行所需的動升力和推力,機翼翼尖、機尾和機頭有噴氣反作用噴嘴,用於控制飛機的姿態和改善失速性能。「鷂」具有中低空性能好、機動靈活、分散配置、可隨同戰線迅速轉移等特點。其最大缺點是垂直起飛時航程和活動半徑小、載彈量小並且陸上使用時後勤保障困難。

  武器裝備:典型帶彈方案為一對30毫米「阿登」機炮艙,三顆454千克炸彈,一對「馬特拉」155火箭發射筒,以及「響尾蛇」空空導彈等。

  尺寸數據:翼展7.70米,機長13.89米,機高3.45米,機翼面積18.68平方米,展弦比3.175,機翼後掠角(1/4弦線處)34°。

  重量數據:空重5580千克,最大起飛重量11340千克。

  性能數據:最大平飛速度1186千米/小時(高度300米),海平面最大爬升率180米/秒,實用升限15240米,作戰半徑垂直起落時92千米、短距滑跑時418千米,轉場航程(帶四個副油箱)3300千米。

雅克-141

  雅克-141是前蘇聯雅克夫列夫飛機設計局設計的世界上第一種超音速垂直/短距起落戰鬥機。雅克-141本來是前蘇聯用來接替已經在海軍航空兵服役了十幾年的雅克-36的,它搭載在輕型航母上,主要任務是艦隊防空,同時也可以對地面和海上目標實施攻擊,進行近距空中支援。首架原型機於1989年3月試飛,並於1991年在巴黎航展上公布了模型和照片,引起世界矚目。

  雅克-141的動力配備方式與雅克-36一樣,裝一台噴氣式升力―巡航主發動機,型號為P-79,兩台PД-36噴氣式升力發動機前後串列裝於駕駛員座艙之後,單台推力23干牛(2350公斤力)。主發動機的兩個進氣道位於座艙后的兩例,尾噴口位於機身後部約2/3處。主發動機還裝有推力轉向裝置,推力方向最大偏轉角95度,這有利於飛機進場時減速。當發動機噴管向下偏轉時,加力燃燒室與甲板的距離只有噴管直徑的1.5倍,所以對地面和甲板有高溫和腐蝕問題。垂直起落時,為了防止進氣道吸入地面反射的主發動機和升力發動機的燃氣流,在進氣道下部兩側還有兩個可伸縮的水平擋板。

  飛機在低速飛行時的姿態控制力是來源於主發動機產生的噴氣,前後發動機的推力之差控制俯仰,翼尖的反作用力控制系統控制橫滾,偏航則靠機頭的反作用力控制系統來實現。雅克-141採用上單翼,雙垂尾布局,中等機翼後掠角,翼根前緣有邊條,機翼可摺疊,翼尖有一較短粗的整流罩,其下裝有反作用力控制系統。機身較長,主起落架艙后的機身為兩個懸臂粱向後伸展,作為雙垂尾的支撐,兩個垂尾向外傾斜。

  雅克-141採用了大量現代飛機的先進技術。飛行控制系統採用三餘度數字式全功能電傳操縱系統,整個機身有26%由複合材料製造。雅克-141的性能水平和作戰效能大大超過了雅克-36,打破了許多由「鷂式」創造的垂直/短距起落飛機的世界紀錄。但是由於前蘇聯的政局變化和經濟困難,現在對雅克-141的發展狀況已經不得而知了。

  武器裝備:裝一門30毫米機炮,翼下有4個外掛架,可掛AA-8、AA-10、AA-11導彈和火箭等多種武器。最大武器載重量2600千克。

  尺寸數據:機長18.3米,機高5米,翼展10.1米,摺疊狀態5.9米。

  重量數據:最大起飛重量19500千克(短距),13675千克(垂直)。

  性能數據:最大平飛速度M1.7,實用升限15000米,垂直起飛時航程1400千米,短距起飛(帶副油箱)時航程2100千米。

3 垂直起落飛機 -f-35

  美國的F-35「閃電」有「世界戰鬥機」之稱。3年前,美軍的「通用低成本輕型戰鬥機」和「聯合先進攻擊技術」的新戰機理念在洛・馬-諾・格公司聯合研製的X-35上初現,美軍便選中它並命名為F-35聯合打擊戰鬥機(JSF)。眾多高新技術在F-35上匯聚,將使F-35掛上「世界最先進」的光環。F-35聯合打擊戰鬥機將成為美軍以對地攻擊為主的多用途戰鬥機,具有全天時、全天候地攻擊陸海空任何目標的能力。在未來的戰場上,F-35聯合攻擊戰鬥機將與F-22「猛禽」戰鬥機聯手,形成類似F-15與F-16的高低搭配。當F-22清除了敵方戰機以及地空導彈的威脅后,F-35將攜載導彈對分散的地面目標實施全天候精確打擊。與F-16不同的是,F-35具有隱形能力,可像F-117戰鬥機那樣隱形突防。這種飛機機動性、敏捷性優於F-16C和F/A-18C,作戰半徑為1000~1300公里。F-35共有三種型號:一種可以從海軍的航空母艦上起飛的航母型(CV);另一種是為空軍設計的,可以在陸地機場上起降的常規型(CTOL);第三種是為海軍陸戰隊設計的,用於快速飛臨熱點地區的垂直起飛/短距降落型(stovl)。三種飛機用相同的引擎、相同的導航設備,所有的零部件有60~80%是相同的。將不會安裝內置式航炮,但設計方案允許安裝一門外置式航炮。該型飛機在空中懸停時,在所有的軸向上都具有完全可控性。F-35/STOVL型在F-35/CTOL型的基礎上加裝了英國羅爾斯羅伊斯與埃利遜公司合作生產的升力風扇,並在前機背上開有進氣口,使其真正具備了短距起飛垂直降落的功能。F-35/STOVL將用來取代AV-8B和F/A-18C/D。

4 垂直起落飛機 -優點及缺陷

  垂直起落技術的飛機機動靈活,具有常規飛機無可比擬的優點,但同時也有許多重大的缺點。首先是航程短,由於要實現垂直起落,飛機的起飛重量只能是發動機推力的83%-85%,這就使飛機的有效載荷大大受到限制,影響了飛機的載油量和航程。同時,飛機垂直起飛時發動機工作在最大狀態,耗油量極大,也限制了飛機的作戰半徑。例如「鷂」式飛機的載重量為1060千克時,作戰半徑只有92公里。所以在實際使用中,「鷂」式飛機盡量使用短距起飛的方式,以延長飛機的航程。因此,垂直起落飛機又稱為垂直/短距起落飛機。另外,由於垂直起落飛機在實戰中,經常需要分散在野外,所以它的維護也非常的困難。

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