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中國要發展垂直起降戰斗機?

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成功者寥寥,服役者事故頻頻

1982年4月2日,歷時74天的英國和阿根廷馬島戰爭爆發,英國投入42架“鷂”式、“海鷂”式攻擊機。這是世界上垂直/短距起降戰機首次參加實戰,空戰中共擊落阿根廷21架飛機,自身卻毫無損失,取得了21∶0的驚人戰績。戰后有分析說,“鷂”式、“海鷂”式機動性超群,能在空中突然減速、轉彎,能變被動為主動,創造出一些全新的格斗樣式。現在看來,這不免有些“王婆賣瓜”的味道。

世界上有多個國家研發過垂直/短距起降戰斗機,但大部分都因為發動機系統、飛行控制系統、材料的制約半途而廢,成功的只有英國、美國和蘇聯的幾種。蘇聯的雅克-38非常不成熟,裝備部隊后從來沒有正式作為作戰飛機使用,后來的雅克-141也沒有裝備部隊。美國的AV-8A“鷂”和AV-8B“鷂”Ⅱ都屬于“鷂”系列,而由美國主導研發的F-35B卻仍在試飛中。所以,真正屹立不倒的也就只有世界上第一種實用型垂直/短距起降攻擊機“鷂”系列。且不論“鷂”式、“海鷂”式在英阿馬島空戰中是否運用了突然減速、轉彎等超群機動,僅從技術角度講,它就是一個奇跡。

研發垂直/短距起降戰斗機的最核心考慮,一是如何實現噴氣發動機動力由推力到升力和升力到推力的轉換,二是如何實現這一過程中飛行姿態的有效控制。“鷂”式在實現噴氣發動機動力由推力到升力和升力到推力的轉換時設計很巧妙。該機裝有1臺“飛馬”渦扇發動機,尾噴口一改傳統,做成了“褲衩”形,可由0度向下旋轉98.5度;在發動機高壓壓氣機部分對稱增加一對可從高壓壓氣機引氣、也可由0度向下旋轉98.5度的套管噴氣口。這樣,由前后兩對套管噴氣口所提供的升力和推力,就保證了飛機垂直起降、過渡飛行和常規飛行。機翼翼尖、機尾和機頭裝有從高壓壓氣機引氣的噴氣反作用噴嘴,用于控制飛機的姿態。

但“鷂”式的發動機狀態、飛行姿態的控制十分復雜,對飛行員提出了特殊挑戰。普通噴氣戰斗機只有起飛和降落兩種操作模式,而“鷂”式攻擊機飛行員則需掌握4種基本的起降方法。除了節流閥、控制桿和方向舵踏板以外,還必須控制好4個旋轉噴氣管。在垂直飛行時,還要密切注意風向。如果在夜間或航行中的軍艦甲板上起降,飛行員需要考慮的因素就更多了。

復雜的操作導致“鷂”式事故頻頻,安全記錄十分惡劣,被稱為“寡婦制造者”。自從美國海軍陸戰隊1971年從英國引進AV-8A“鷂”式之后,噩夢也就開始了。到2002年,AV-8A在非作戰情況下共發生300多起事故和900多起險情,A級事故率每10萬飛行小時高達31.77起,飛機多半意外墜毀,導致45名飛行員送命。即是“鷂”Ⅱ,截至1996年也摔毀了近1/4,每10萬飛行小時事故率也達11.44起。在老家英國,“鷂”式戰斗機的安全記錄更差。

隨著發動機、飛行控制、材料等技術的發展,美國F-35B的短距起飛/垂直著陸技術更加完善。該機動力由1臺F135-PW-600渦扇發動機提供。三軸承推力矢量尾噴口既可向下偏轉,也可向左右偏轉。座艙后機身裝有由發動機主軸驅動的升力風扇。飛機短距起飛、垂直降落、空中懸停時的升力由向下偏轉的尾噴口和升力風扇提供。每側翼根處各有一個從發動機引氣的反作用閥,用以控制飛行姿態。

即使如此,因短距起飛/垂直著陸技術相當復雜,它導致F-35B也問題多多。如超重問題曾一度困擾F-35B,重量減下來以后,裕度仍顯不足。同時,減重也伴生了一些其他隱患——風扇離合器溫度過高,導致重新設計驅動軸、選擇離合器材料、調整升力風扇艙門。發動機尾氣溫度過高,足以軟化艦艇甲板,這些問題至今仍未有效解決。盡管F-35B服役在即,但其技術成熟度、可靠性方面的問題始終沒有消除。

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