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飛機的發(fā)展與演變-文庫吧

2025-06-09 12:03 本頁面


【正文】 一代作戰(zhàn)飛機的影響,將雅克41 按隱身要求修形成雅克43,后來還進一步改進成雅克201,最后還是無果而終。然而,洛克希德看中了雅克41 的設(shè)計經(jīng)驗。盡管不能說 X35 抄襲雅克41,但 X35 的設(shè)計受到雅克41 的影響是沒有問題的,尤其是其升力巡航發(fā)動機的安排,這是和雅可夫列夫交流的結(jié)果,洛克希德也供認不諱。雅克41(也稱雅克141)是吸取雅克38 的經(jīng)驗后研制的,本來有望成為第一架實戰(zhàn)型超音速垂直起落戰(zhàn)斗機,圖中可以清楚地看到尾矢量噴管轉(zhuǎn)到垂直起落狀態(tài),升力發(fā)動機的進氣門、排氣門也已經(jīng)打開雅克41 在較高高度懸停,可以看到升力發(fā)動機正在工作。較長的尾撐和雙垂尾是配平全機重心的需要吸取雅克38 的經(jīng)驗后,雅克41 從一開始就是按可以常規(guī)滑跑起落設(shè)計的 / 雅克41 的主要用戶當(dāng)然還是海軍在 91 年海灣戰(zhàn)爭后,雅可夫列夫意識到隱身將是新一代作戰(zhàn)飛機的重要特征。在見識了 F22 的新姿后,雅可夫列夫急忙推出雅克43 的方案,明顯地采用一些隱身修形,但雅克41 的基本布局不變雅克43 將比 F35 更大,但性能就不好說了,畢竟是蘿卜、青菜,不好比還有更時尚的雅克201 方案,不過沒有走下紙面噴氣式垂直起落飛機的終極當(dāng)然是只用升力巡航發(fā)動機,沒有專用的升力發(fā)動機或巡航發(fā)動機,最大限度地減少死重。法國人 Michel Wibault 在 50 年代構(gòu)想了這樣一臺發(fā)動機,將發(fā)動機主軸延長,驅(qū)動四臺可以傾轉(zhuǎn)的離心式壓縮機,產(chǎn)生垂直升力,主發(fā)動機噴口也用百葉窗導(dǎo)流板,將剩余推力用于垂直起落。 用四臺壓縮機是為了同時提供前后左右的姿態(tài)控制力矩,即所謂“四立柱原理”(4 poster),用離心式壓縮機是因為當(dāng)時技術(shù)條件下,離心式壓縮機體積最小,產(chǎn)生的壓力最高。事實上,早期噴氣發(fā)動機很多都是用離心式壓縮機的。 Wibault 找上法國航空界,但法國空軍的興趣集中在看起來技術(shù)上風(fēng)險較小 tail sitter,后來導(dǎo)致 SNECMA Coleoptere 系列,對 Wibault 的“體制外”的方案沒有興趣,Wibault 只好去找北約的美國資助的“共同武器開發(fā)計劃”(Mutual Weapons Development Program,簡稱 MWDP),MWDP 的 Johnny Driscoll 很快把 Wibault 的設(shè)想轉(zhuǎn)交給英國的 Bristol 航空發(fā)動機公司,當(dāng)時 Bristol 正在設(shè)計用于 輕型攻擊機的M WDP 資助的 Orpheus 發(fā)動機,所以兩家互相都很熟悉。Bristol 的 Gordon Lewis 很快把 Wibault 的離心壓縮機更換成效率更高的軸流壓縮機,并把核心發(fā)動機更換成最新的 Orpheus,新的發(fā)動機成為 ,并申請了專利?! ristol 把 的方案呈交給 MWDP,MWDP 出資 75%,Bristol 出資 25%,兩者聯(lián)合起來,向 Short 飛機公司兜售。Short 正在打 MWDP 的主意,一口答應(yīng),但資金到手后,還是回到前面提到過的 研究機,把 (此時改名為 )為基礎(chǔ)的垂直起落研究機丟到腦后去了。Michel Wibault 的方案,用軸驅(qū)動的離心壓縮機產(chǎn)生垂直升力布雷蓋 1010 方案準備采用類似 Wibault 的設(shè)計,但法國空軍的興趣集中在 SNECMA 的 Coleoptere 系列 tail sitter 上,布雷蓋 1010 和其它類似的法國方案都無疾而終   但是上帝關(guān)閉了一扇門,一定打開了一扇窗。英國的另一家飛機公司 Hawker 這個時候正在琢磨 Hawker“獵人”(Hunter)式戰(zhàn)斗機的后繼問題。Hawker 的“獵人”是英國 50 年代很成功的一種噴氣式戰(zhàn)斗機,在英國皇家空軍和很多國外空軍(如瑞士、印度)中服役,但 50 年代航空技術(shù)發(fā)展飛快,Hawker 十分明白,必須立刻著手后繼機的研制,否則就會落伍。Hawker 推出了 方案,競爭英國皇家空軍的新型兩倍音速、掛載導(dǎo)彈的高性能戰(zhàn)斗機,但是落選。Hawker 不灰心,自費將 改進成 ,希望獲得英國和國外的“獵人”式戰(zhàn)斗機的升級市場。但 57 年英國政府宣布,國防研發(fā)重點轉(zhuǎn)向?qū)?,有人駕駛飛機項目大量下馬。Hawker 一面繼續(xù)寄希望于 ,一面開始尋求退路,希望在垂直/短距起落飛機上殺出重圍,Hawker 就是在這樣的背景下,開始和 Bristol 就 合作的。Hawker“獵人”式戰(zhàn)斗機,50 年代英國和英聯(lián)邦國家的主力戰(zhàn)斗機 / Hawker 本來是在用 方案競爭英國皇家空軍的新型戰(zhàn)斗機,無奈落選Hawker 不灰心,在 方案上,自費改進成 ,希望用來取代“獵人”式戰(zhàn)斗機 / 也在英國國防采購政策傾向?qū)椇笙埋R,Hawker 只好另辟蹊徑,在垂直起落戰(zhàn)斗機上出奇兵   Hawker 開始時還是三心二意的,對 也不是太認真,主管的 Ralph Hooper 馬馬虎虎畫了一個草圖,但這是 還是只有前面的四個轉(zhuǎn)向噴管可以產(chǎn)生垂直升力。尾噴管只向后噴,這嚴重影響了發(fā)動機和全機的重心布置,最后設(shè)計成一個在地面需要高高揚起的怪設(shè)計,只有這 樣,才有可能借助尾噴管的推力實現(xiàn)垂直起飛。Hooper 把先前的頜下進氣道改成兩側(cè)進氣道,再在翼尖和首尾增加了姿態(tài)控制噴嘴,這個時候靈機一動,把原本單一的尾噴管改成分叉的尾噴管,前后噴管都可以轉(zhuǎn)動,這 樣所有四個噴管都可以用于產(chǎn)生垂直升力和水平推力,這就成了現(xiàn)在“飛馬”發(fā)動機的基本布局。Bristol 進一步將發(fā)動機風(fēng)扇和壓氣機改成同軸反轉(zhuǎn),以抵消發(fā)動機軸向一個方向旋轉(zhuǎn)在懸停時產(chǎn)生的陀螺章動,前噴管的噴氣從壓氣機引出,而不再需要專門的軸流壓縮機 和相應(yīng)的進氣道,“飛馬”發(fā)動機成形了。但是,三心二意的 Hawker 這時候被英國皇家空軍的攻擊機競爭項目所吸引,但是又一次落選(入選的 也沒有好下場,試飛成功后下馬了)。軍方對 依然無動于衷,Hawker 只好又回到 上來。這個時候,英國皇家空軍才姍姍來遲地提供風(fēng)洞,但對于 Hawker 來說,這是軍方有興趣的第一個表示,而之前一直只是北約(其實就是美國)在資助。不過這又帶來了新的問題:皇家空軍和北約的要求不同,最后北約的要求演變 到德國的 VAK191。59 年時, 正式上馬, 發(fā)動機也改名為“飛馬”。  這期間,Ralph Hooper 帶著 Hawker 的試飛員到 NASA,和美國同行研究垂直起落飛機從垂直起落向水平飛行過渡時的飛行穩(wěn)定性問題,并在 Bell X14 上作了實地試驗。NASA 也主動幫助試驗自由飛模型,試驗結(jié)果對 Hooper 非常鼓舞?! ?0 年 10 月 21 日, 終于首次在系留狀態(tài)下升空。第一架 的垂直升力勉強能把飛機升入空中,連無線電通信裝置都要拆除,以節(jié)約重量。試飛員 Bill Bedford 的右腿剛在車禍中骨折,還上著石膏,但他還是帶傷上陣。姿態(tài)控制和系留索打架,飛機在離地不高的空中像喝醉的母牛一樣?xùn)|倒西歪。61 年 9 月 12 日,Bill Bedford 完成了第一次垂直起落到水平飛行的轉(zhuǎn)換,10 月 28 日完成了短距起飛,從一開始,人們就認識到短距起飛對增加載重航程的作用。最初的 方案,尾噴管只向后噴,這嚴重影響了發(fā)動機和全機的重心布置入選的 最后也沒有逃過下馬的命運 的原型“雀鷹”(Kestrel),已經(jīng)初具“鷂”式戰(zhàn)斗機的形象“飛馬”發(fā)動機示意圖 / “飛馬”發(fā)動機向量噴口的液壓作動機構(gòu)示意圖“飛馬”發(fā)動機,注意其四叉的噴口“飛馬”發(fā)動機首次裝入 Kestrel 研究機“飛馬”發(fā)動機的安裝位置 / Kestrel 的姿態(tài)控制系統(tǒng),注意首尾和翼尖姿態(tài)控制噴嘴和高壓空氣導(dǎo)管為了避開發(fā)動機噴流對起落架的影響,Kestrel 的起落架被布置成現(xiàn)代戰(zhàn)斗機上很少見的自行車式,除前后主起落架外,還在翼尖設(shè)置了輔助的起落架 / Kestrel 的向下的熾熱噴流很容易燒蝕地面,地勤人員正在噴水冷卻Kestrel 的四叉噴口在這張圖里很容易看見隨著各種技術(shù)問題不斷出現(xiàn),又得到解決, 最終被命名為“雀鷹”(Kestrel),Hawker 把“雀鷹”正
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