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文档简介
1、XF-109 全尺寸模型 西德德“全垂垂直起落落化空军军”计划划中的运运输机部部分由多多尼尔 Do.31 完成。DDo.331 采采用翼尖尖升力发发动机和和翼下升升力-巡巡航发动动机。为为了可靠靠性,翼翼尖的升升力发动动机组达达到每侧侧 4 台之多多,翼下下发动机机可以推推力转向向,增加加垂直起起落时的的升力,并并在巡航航时提供供推力。DDo.331 完完成了大大量的试试飞科目目,但在在试飞中中发现油油耗惊人人的问题题。同时时,垂直直起落时时,噪音音非常惊惊人。翼翼尖巨大大的升力力发动机机舱也在在巡航时时引起很很大的阻阻力,作作为战术术运输 机,并并不实用用。随着着北约战战略从大大规模核核报复
2、向向灵活反反应转变变,空军军对垂直直起落的的要求大大大降低低,Doo.311 也随随之下马马。多尼尔在战战后专注注于垂直直/短距距起落运运输机,这这是采用用翼尖升升力发动动机加翼翼下升力力-巡航航发动机机的 DDo.331,本本来要作作为西德德空军的的主要战战术运输输机,和和 VCC-1001、VVAK-1911 一起起,构成成一个“全全垂直/短距起起落化”的的西德空空军Do.311 在悬悬停中,可可以清楚楚地看到到所有升升力发动动机门都都打开了了Do.311 在平平飞中,可可以看到到,巨大大的翼尖尖升力发发动机舱舱形成很很大的巡巡航阻力力 / Do.31 已经远远远超过过方案阶阶段,多多尼尔
3、制制成两架架原形机机翼尖升力发发动机的的好处是是不占用用机内体体积 / 翼下下升力-巡航发发动机的的细节翼尖的升力力发动机机细节 / 打打开的翼翼尖升力力发动机机排气口口 600 年代代时,垂垂直起落落的风潮潮也席卷卷了欧洲洲民航界界,德国国航空工工业力图图在垂直直/短距距起落客客机市场场取得突突破,在在研制垂垂直起落落军用运运输机的的同时,举举办了一一个垂直直起落客客 机的的竟标,其其中不乏乏富有创创意的方方案,前前述 MMesssersschmmittt Boo.1440 和和 VFFW VVC-1180 也是其其中的候候选,更更有喷气气式的 HFBB-6000,极极有创意意地采用用涡喷发
4、发动机驱驱动风扇扇,而风风扇的推推力方向向由百叶叶窗导流流板控制制,在垂垂直和水水平之间间转换,实实现垂直直升力和和水平推推力。HHFB- 6000 在在机身内内另外布布置 44 台专专用的升升力发动动机,不不直接喷喷气产生生推力,也也是驱动动风扇产产生推力力,相当当于涡浆浆发动机机的变种种,比纯纯喷气的的低速推推进效率率更高,这这对民航航飞机更更为重要要。同期,德国国航空工工业力图图在垂直直/短距距起落客客机市场场取得突突破,有有国防部部和汉莎莎航空出出面,组组织竟标标,这是是 HFFB-6600 方案翼下的发动动机不直直接喷气气,而是是驱动风风扇,风风扇的推推力方向向可以由由“百叶叶窗”转
5、转动,在在直接升升力和巡巡航推力力之间转转换 / 机身身中段另另有 44 台专专用的升升力发动动机,同同样驱动动升力风风扇,而而不是直直接喷气气产生推推力 西德德的“全全垂直起起落化空空军”中中攻击机机部分是是 VAAK-1191,这这也是将将专用的的升力发发动机和和机身内内的升力力-巡航航发动机机相结合合的方案案,在机机身前后后各布置置一台升升力发动动机,在在中机身身再布置置一台类类似“鹞鹞”式的的 “飞飞马”发发动机的的升力-巡航发发动机。VVFW(VVereeiniigtee Fllugttechhnisschee Weerkee,包括括 Foockee-Wuulf、HHeinnkell
6、 和 Wesser)的的 VAAK-1191 是按北北约大规规模核报报复的要要求设计计的,用用来替代代 Fiiat G.991 轻轻型攻击击机,是是北约当当时最为为轻小的的垂直起起落战术术飞机。在在设计期期间,北北约战略略改为灵灵活反应应,VAAK-1191 设计要要求随之之改变,降降低核攻攻击的要要求,更更强调常常规攻击击和作战战灵活性性。VAAK-1191 最大的的问题是是携载能能力不足足,短距距起落靠靠滑跑中中启动升升力发动动机实现现,技术术要求高高,飞行行员工作作负担太太大,在在实战中中不实际际。意大大利退出出共同研研制计划划后,VVAK- 1991 作作为量产产型飞机机的计划划就中止
7、止了。VAK-1191 在垂直直起飞,注注意其打打开的升升力发动动机进排排气口VAK-1191 的发动动机试验验台正在在试验VAK-1191 的 RRB1993 升升力-巡巡航发动动机,注注意其与与罗尔斯斯.罗伊伊斯“飞飞马”发发动机惊惊人的相相似,这这是罗尔尔斯.罗罗伊斯和和 MTTU 合合作研制制的,难难怪 / 打开开的后升升力发动动机进气气口翼尖倾转的的升力-巡航发发动机有有减少向向下喷气气对机身身烧蚀的的好处,喷喷气回吸吸的问题题也相对对比较好好解决,但但沉重的的发动机机像哑铃铃一样 挂在翼翼尖,远远离重心心,横滚滚方向的的转动惯惯量很大大,对机机动性非非常不利利。像上上述倾转转喷气一
8、一样,在在垂直起起落阶段段,远离离中轴的的升力发发动机一一旦故障障或瞬时时出力不不足,非非 常容容易引起起灾难性性的事故故,所以以 VJJ-1001 和和 XFF-1009 都都在翼尖尖采用双双份发动动机,但但进一步步增加翼翼尖发动动机组的的重量和和复杂性性。如果果把升力力发动机机全部集集中到机机身内,这这个问题题就可以以得到解解决。苏苏联的雅雅可夫列列夫就是是这 么么做的,直直接结果果就是:雅克-38 只有两两台升力力发动机机和一台台升力-巡航发发动机。机机体内的的升力发发动机也也降低了了单发失失效对安安全的威威胁。但但升力发发动机安安装在机机体内,也也是有其其问题的的。首先先,炽热热的 喷
9、喷气里发发动机进进气口很很近,容容易造成成喷气回回吸问题题。第二二,高速速喷气在在机体下下延地面面向两侧侧流动,而而机体上上方除升升力发动动机进气气口附近近外,空空气相对对静止,造造成使机机 体向向地面吸吸附的效效果,即即所谓 succk ddownn。雅克克-388 在使使用中对对飞行员员的操控控要求十十分苛刻刻,一个个不小心心,就会会出事故故。雅克克为此专专门设计计自动弹弹射救生生系统,在在垂直起起落阶段段,一旦旦机体倾倾斜超过过一定程程度,就就自动弹弹 射,速速度和高高度达到到一定程程度以上上,自动动解除。从从某种意意义上说说,雅克克-388 是为为了和“基基辅”级级航空母母舰配套套而匆
10、匆匆投入使使用的。作作为作战战飞机,雅雅克-338 并并不成功功,只有有 6000 公公斤的载载弹量、100 公里的航程和有限的机载电子设备,在实战中,很难作为同时代的 F-14、F-18 的对手。雅克-38 的可靠性也十分糟糕,第一个中队的 6 架雅克-38 随“基辅”号出航时,出发伊始,就有一半不能飞,等到一个月后返航时,只剩一架还能升空了。为了尽可能增加航程和载弹量,苏联海军飞行员最后走上德国和英 国同行的路,采用短滑跑起落。但早期的雅克-38 没有考虑滑跑起飞,前机轮不能控制转向。雅可夫列夫设计局根据使用经验,设计了改进型雅克-38M,不光前机轮可以转向,而且在机背升力发动机进气口两
11、侧,增加了纵向的挡板,可以缓解一点喷气回吸的问题。苏联曾经想过将雅克-38 用于前线近距对地支援,并在阿富汗试验性地部署了几架雅克-38,但垂直起落时造成的巨大尘土大大增加发动机的磨损,也严重恶化了飞行员视界,危害飞行安 全。很高的地勤支援要求也使前线部署不实际,这个想法很快就放弃了,雅克-38 再也没有作为陆地起落的战斗机部署过。苏联解体后,军费剧减,鸡肋的雅克-38 在 92 年就 退出现役,配套的“基辅”级航空母舰也很快推出现役,其中的“明斯克”号成了中国人的海上主题公园。 最早在海上上遭遇雅雅克-338 时时,西方方很是为为之一震震:莫非非这是航航母化的的苏联海海军的前前奏?雅克-38
12、8 曾经经是苏联联海军航航母化的的希望,但但只有 6000 公斤斤的载弹弹量和 1000 公里里的作战战航程,使使雅克-38 的实际际作战空空域和图图中相差差不远 / 可可以看到到,前升升力发动动机的进进气门和和排气门门已经打打开,升升力-巡巡航发动动机的喷喷口也转转向垂直直按照设计,雅雅克-338 只只能垂直直起落,但但飞行员员们创造造性地使使雅克-38 短滑跑跑起落,大大大改善善了航程程和载弹弹雅克-388 试验验过在民民船上垂垂直起落落,由于于对甲板板烧蚀过过于严重重,只有有在紧急急情况下下偶尔为为之,没没有作战战价值,最最后放弃弃了雅克-388M 是是雅克-38 的改进进型,外外表上最
13、最明显的的改动,就就是机背背升力发发动机进进气口两两侧的挡挡板,用用于改善善喷气回回吸的问问题。不不太明显显的改动动是前机机轮改为为可转向向,便于于短滑跑跑起落时时的控制制 / 雅克-38 双座型型,这可可以竞选选选丑冠冠军了苏军曾试图图将雅克克-388 用于于陆上的的近距空空中支援援,但垂垂直起落落造成的的沙尘对对发动机机寿命和和飞行员员视野影影像太大大,其载载弹、航航程太低低,对地地勤的要要求太高高,远远远不如武武装直升升机实用用,很快快放弃了了 在雅雅克-338 的的基础上上,雅可可夫列夫夫设计局局进一步步设计了了超音速速的雅克克-411(也称称雅克-1411)。雅雅克-441 在在设计
14、上上比雅克克-388 要成成熟很多多,据说说作为战战斗机的的基本性性能不亚亚于米格格-299,那比比雅克-38 是一个个非常大大的进步步。雅克克-388 的发发动机喷喷口是 Y 形形的,在在中机身身向两侧侧分叉。这这是为了了保证升升力-巡巡航发动动机的喷喷口在机机体重心心附近。雅雅克-441 反反其道而而行之,采采用单一一的向量量喷口,但但尾翼安安装在喷喷口两侧侧的尾撑撑上。雅雅克-441 进进行了成成功的试试飞,但但雅克-41 生不逢逢时,正正好赶上上苏联解解体,军军购急剧剧缩水。雅雅可夫列列夫用自自己的经经费还勉勉强支撑撑了几年年,希望望能吸引引外国合合作伙伴伴,但没没有结果果。海湾湾战争
15、和和 ATTF 竟竟标后,雅雅可夫列列夫看到到隐身对对新一代代作战飞飞机的影影响,将将雅克-41 按隐身身要求修修形成雅雅克-443,后后来还进进一步改改进成雅雅克-2201,最最后还是是无果而而终。然然而,洛洛克希德德看中了了雅克-41 的设计计经验。尽尽管不能能说 XX-355 抄袭袭雅克-41,但但 X-35 的设计计受到雅雅克-441 的的影响是是没有问问题的,尤尤其是其其升力-巡航发发动机的的安排,这这是和雅雅可夫列列夫交流流的结果果,洛克克希德也也供认不不讳。雅克-411(也称称雅克-1411)是吸吸取雅克克-388 的经经验后研研制的,本本来有望望成为第第一架实实战型超超音速垂垂
16、直起落落战斗机机,图中中可以清清楚地看看到尾矢矢量喷管管转到垂垂直起落落状态,升升力发动动机的进进气门、排排气门也也已经打打开雅克-411 在较较高高度度悬停,可可以看到到升力发发动机正正在工作作。较长长的尾撑撑和双垂垂尾是配配平全机机重心的的需要吸取雅克-38 的经验验后,雅雅克-441 从从一开始始就是按按可以常常规滑跑跑起落设设计的 / 雅雅克-441 的的主要用用户当然然还是海海军在 91 年海湾湾战争后后,雅可可夫列夫夫意识到到隐身将将是新一一代作战战飞机的的重要特特征。在在见识了了 F-22 的新姿姿后,雅雅可夫列列夫急忙忙推出雅雅克-443 的的方案,明明显地采采用一些些隐身修修
17、形,但但雅克-41 的基本本布局不不变雅克-433 将比比 F-35 更大,但但性能就就不好说说了,毕毕竟是萝萝卜、青青菜,不不好比还有更时尚尚的雅克克-2001 方方案,不不过没有有走下纸纸面喷气式垂直直起落飞飞机的终终极当然然是只用用升力-巡航发发动机,没没有专用用的升力力发动机机或巡航航发动机机,最大大限度地地减少死死重。法法国人 Micchell Wiibauult 在 550 年年代构想想了这样样一台发发动机,将将发动机机主轴延延长,驱驱动四台台可以倾倾转的离离心式压压缩机,产产生垂直直升力,主主发动机机喷口也也用百叶叶窗导流流板,将将剩余推推力用于于垂直起起落。 用四台台压缩机机是
18、为了了同时提提供前后后左右的的姿态控控制力矩矩,即所所谓“四四立柱原原理”(44 poosteer),用用离心式式压缩机机是因为为当时技技术条件件下,离离心式压压缩机体体积最小小,产生生的压力力最高。事事实上,早早期喷气气发动机机很多都都是用离离心式压压缩机的的。 WWibaaultt 找上上法国航航空界,但但法国空空军的兴兴趣集中中在看起起来技术术上风险险较小 taiil ssittter,后后来导致致 SNNECMMA CColeeoptteree 系列列,对 Wibbaullt 的的“体制制外”的的方案没没有兴趣趣,Wiibauult 只好去去找北约约的美国国资助的的“共同同武器开开发计
19、划划”(MMutuual Weaaponns DDeveeloppmennt PProggramm,简称称 MWWDP),MMWDPP 的 Johhnnyy Drrisccolll 很快快把 WWibaaultt 的设设想转交交给英国国的 BBrisstoll 航空空发动机机公司,当当时 BBrisstoll 正在在设计用用于 GG.911 轻型型攻击机机的M WDPP 资助助的 OOrphheuss 发动动机,所所以两家家互相都都很熟悉悉。Brristtol 的 GGorddon Lewwis 很快把把 Wiibauult 的离心心压缩机机更换成成效率更更高的轴轴流压缩缩机,并并把核心心发动
20、机机更换成成最新的的 Orrpheeus,新新的发动动机成为为 BEE.522,并申申请了专专利。Brristtol 把 BBE.552 的的方案呈呈交给 MWDDP,MMWDPP 出资资 755%,BBrisstoll 出资资 255%,两两者联合合起来,向向 Shhortt 飞机机公司兜兜售。SShorrt 正正在打 MWDDP 的的主意,一一口答应应,但资资金到手手后,还还是回到到前面提提到过的的 SCC.1 研究机机,把 BE.52(此此时改名名为 BBE.553)为为基础的的垂直起起落研究究机丢到到脑后去去了。Micheel WWibaaultt 的方方案,用用轴驱动动的离心心压缩机
21、机产生垂垂直升力力布雷盖 110100 方案案准备采采用类似似 Wiibauult 的设计计,但法法国空军军的兴趣趣集中在在 SNNECMMA 的的 Cooleoopteere 系列 taiil ssittter 上,布布雷盖 10110 和和其它类类似的法法国方案案都无疾疾而终 但是是上帝关关闭了一一扇门,一一定打开开了一扇扇窗。英英国的另另一家飞飞机公司司 Haawkeer 这这个时候候正在琢琢磨 HHawkker“猎猎人”(HHuntter)式式战斗机机的后继继问题。HHawkker 的“猎猎人”是是英国 50 年代很很成功的的一种喷喷气式战战斗机,在在英国皇皇家空军军和很多多国外空空军
22、(如如瑞士、印印度)中中服役,但但 500 年代代航空技技术发展展飞快,HHawkker 十分明明白,必必须立刻刻着手后后继机的的研制,否否则就会会落伍。HHawkker 推出了了 P.11003 方方案,竞竞争英国国皇家空空军的新新型两倍倍音速、挂挂载导弹弹的高性性能战斗斗机,但但是落选选。Haawkeer 不不灰心,自自费将 P.111033 改进进成 PP.11121,希希望获得得英国和和国外的的“猎人人”式战战斗机的的升级市市场。但但 577 年英英国政府府宣布,国国防研发发重点转转向导弹弹,有人人驾驶飞飞机项目目大量下下马。HHawkker 一面继继续寄希希望于 P.111211,一
23、面面开始寻寻求退路路,希望望在垂直直/短距距起落飞飞机上杀杀出重围围,Haawkeer 就就是在这这样的背背景下,开开始和 Briistool 就就 BEE.533 合作作的。Hawkeer“猎猎人”式式战斗机机,500 年代代英国和和英联邦邦国家的的主力战战斗机 / HHawkker 本来是是在用 P.111033 方案案竞争英英国皇家家空军的的新型战战斗机,无无奈落选选Hawkeer 不不灰心,在在 P.11003 方方案上,自自费改进进成 PP.11121,希希望用来来取代“猎猎人”式式战斗机机 / P.111211 也在在英国国国防采购购政策倾倾向导弹弹后下马马,Haawkeer 只只
24、好另辟辟蹊径,在在垂直起起落战斗斗机上出出奇兵 Haawkeer 开开始时还还是三心心二意的的,对 BE.53 也不是是太认真真,主管管的 RRalpph HHoopper 马马虎虎虎画了了一个草草图,但但这是 BE.53 还是只只有前面面的四个个转向喷喷管可以以产生垂垂直升力力。尾喷喷管只向向后喷,这这严重影影响了发发动机和和全机的的重心布布置,最最后设计计成一个个在地面面需要高高高扬起起的怪设设计,只只有这 样,才才有可能能借助尾尾喷管的的推力实实现垂直直起飞。HHoopper 把先前前的颌下下进气道道改成两两侧进气气道,再再在翼尖尖和首尾尾增加了了姿态控控制喷嘴嘴,这个个时候灵灵机一动动
25、,把原原本单一一的尾喷喷管改成成分叉的的尾喷管管,前后后喷管都都可以转转动,这这 样所所有四个个喷管都都可以用用于产生生垂直升升力和水水平推力力,这就就成了现现在“飞飞马”发发动机的的基本布布局。BBrisstoll 进一一步将发发动机风风扇和压压气机改改成同轴轴反转,以以抵消发发动机轴轴向一个个方向旋旋转在悬悬停时产产生的陀陀螺章动动,前喷喷管的喷喷气从压压气机引引出,而而不再需需要专门门的轴流流压缩机机 和相相应的进进气道,“飞飞马”发发动机成成形了。但但是,三三心二意意的 HHawkker 这时候候被英国国皇家空空军的攻攻击机竞竞争项目目所吸引引,但是是又一次次落选(入入选的 TSRR.
26、2 也没有有好下场场,试飞飞成功后后下马了了)。军军方对 P.111211 依然然无动于于衷,HHawkker 只好又又回到 P.111277 上来来。这个个时候,英英国皇家家空军才才姗姗来来迟地提提供风洞洞,但对对于 HHawkker 来说,这这是军方方有兴趣趣的第一一个表示示,而之之前一直直只是北北约(其其实就是是美国)在在资助。不不过这又又带来了了新的问问题:皇皇家空军军和北约约的要求求不同,最最后北约约的要求求演变 到德国国的 VVAK-1911。599 年时时,P.11227 正正式上马马, BBE.553 发发动机也也改名为为“飞马马”。这期期间,RRalpph HHoopper
27、带着 Hawwkerr 的试试飞员到到 NAASA,和和美国同同行研究究垂直起起落飞机机从垂直直起落向向水平飞飞行过渡渡时的飞飞行稳定定性问题题,并在在 Beell X-114 上上作了实实地试验验。NAASA 也主动动帮助试试验自由由飞模型型,试验验结果对对 Hooopeer 非非常鼓舞舞。60 年 110 月月 211 日,PP.11127 终于首首次在系系留状态态下升空空。第一一架 PP.11127 的垂直直升力勉勉强能把把飞机升升入空中中,连无无线电通通信装置置都要拆拆除,以以节约重重量。试试飞员 Billl BBedffordd 的右右腿刚在在车祸中中骨折,还还上着石石膏,但但他还是
28、是带伤上上阵。姿姿态控制制和系留留索打架架,飞机机在离地地不高的的空中像像喝醉的的母牛一一样东倒倒西歪。661 年年 9 月 112 日日,Biill Beddforrd 完完成了第第一次垂垂直起落落到水平平飞行的的转换,110 月月 288 日完完成了短短距起飞飞,从一一开始,人人们就认认识到短短距起飞飞对增加加载重-航程的的作用。最初的 PP.11127 方案,尾尾喷管只只向后喷喷,这严严重影响响了发动动机和全全机的重重心布置置入选的 TTSR.2 最最后也没没有逃过过下马的的命运P.11227 的的原型“雀雀鹰”(KKesttrell),已已经初具具“鹞”式式战斗机机的形象象“飞马”发发
29、动机示示意图 / “飞飞马”发发动机向向量喷口口的液压压作动机机构示意意图罗尔斯.罗罗伊斯“飞飞马”发发动机,注注意其四四叉的喷喷口“飞马”发发动机首首次装入入 Keestrrel 研究机机“飞马”发发动机的的安装位位置 / Keestrrel 的姿态态控制系系统,注注意首尾尾和翼尖尖姿态控控制喷嘴嘴和高压压空气导导管为了避开发发动机喷喷流对起起落架的的影响,KKesttrell 的起起落架被被布置成成现代战战斗机上上很少见见的自行行车式,除除前后主主起落架架外,还还在翼尖尖设置了了辅助的的起落架架 / Kesstreel 的的向下的的炽热喷喷流很容容易烧蚀蚀地面,地地勤人员员正在喷喷水冷却却
30、Kestrrel 的四叉叉喷口在在这张图图里很容容易看见见随着各种技技术问题题不断出出现,又又得到解解决,PP.11127 最终被被命名为为“雀鹰鹰”(KKesttrell),HHawkker 把“雀雀鹰”正正式呈报报给军方方。但空空军又改改主意了了,把“雀雀鹰”的的速度从从高亚音音速改为为 1.2 倍倍超音速速,但这这超出了了“雀鹰鹰”的能能力,加加大发动动机推力力也不行行,需要要大动干干戈修改改。与此此同时,西西德在竟竟标垂直直起落攻攻击机(最最后 VVAK-1911 入选选),英英国试图图把西德德拉入“雀雀鹰”计计划,而而美国陆陆军又对对“雀鹰鹰”有了了兴趣,并并把诺斯斯罗普拉拉进按许许
31、可生产产“雀鹰鹰”的意意向书,所所以英美美德三方方商议成成立联合合评 估估中队,共共同评估估垂直起起落战斗斗机的飞飞行性能能、训练练和地勤勤支援要要求、对对空战和和对地攻攻击的战战术使用用。不过过这从一一开始就就是充满满了黑幕幕,西德德根本没没有把 P.111277 太当当一回事事,还是是一门心心思在自自己的 VAKK-1991 上上。美国国空军对对陆军介介入固定定翼飞机机感到不不满,因因此反对对陆军加加入三国国联合评评估中队队。英国国皇家空空军也对对 P.11227 性性能不能能达到超超音速不不满,正正想找借借口溜号号。这场场各怀鬼鬼胎的扯扯皮谈了了一年,最最后三国国中队在在 655 年 4
32、 月月 1 日(愚愚人节,不不是一个个好日子子呀)成成立,包包括了皇皇家空军军、德国国空军、美美国空军军、陆军军、海军军,演练练了垂直直、短距距起落技技巧,在在野外简简易机场场的隐蔽蔽和起落落,以及及模 拟拟对地攻攻击。 Kestrrel 由英国国、美国国和德国国飞行员员共同评评估,机机尾上就就是“三三国评估估中队”的的标志 / 按按照设计计,Keestrrel 要能够够在林间间空地起起落,以以实现核核大战条条件下的的分散部部署和隐隐蔽出击击。实际际使用经经验表明明,分散散部署对对地勤支支援的要要求太高高,在战战时根本本不实际际。以后后北约战战略转向向 强调调高性能能战斗机机,集中中部署,集集
33、中保护护,强调调打击敌敌人,而而不是分分散生存存P.11554“鹞鹞”式超超音速战战斗机下下马后,KKesttrell 得到到进一步步发展,作作为过渡渡,“鹞鹞”的名名字被转转用到这这个改进进型 KKesttrell 上 / “鹞鹞”式的的卖点当当然还是是垂直起起落“鹞”式垂垂直起飞飞 / 手动转转动向量量喷口的的示意“鹞”式垂垂直起飞飞时的计计算流体体力学示示意图进气口旁的的辅助进进气口,用用于垂直直起落时时增加进进气量在 实用中中,飞行行员发现现,如果果在垂直直起落中中有一点点前进速速度,可可以大大大降低喷喷气回吸吸的影响响,图中中地面尘尘土和飞飞机的相相对位置置,表明明这个飞飞行员正正在
34、向前前低速移移动 / “鹞鹞”式战战斗机上上的“飞飞马”发发动机在在这张剖剖视图中中清晰可可见,其其四叉喷喷口是实实现向量量推力的的关键,但但成也萧萧何,败败也萧何何,正是是这四叉叉喷口,极极大地限限制了发发动机 和飞机机的整体体布置,而而注定了了“鹞”式式只可能能用“飞飞马”发发动机,而而不大可可能有任任何别的的替代发发动机罗尔斯罗罗伊斯和和 BAAe 正正在试验验 PCCB(PPlennum Commbusstioon CChammberr,增压压燃烧室室) 但是是皇家空空军对超超音速要要求还是是念念不不忘,坚坚持要求求 Haawkeer 把把 P.11227 改改进成超超音速,否否则不会
35、会订货,北北约也有有相应的的要求。这这倒不是是皇家空空军和北北约出花花头,而而是大势势所趋。660 年年代是一一个追求求高空高高速的时时代,战战术飞机机不能达达到超音音速被看看作是一一个严重重的缺陷陷。Haawkeer 将将“雀鹰鹰”加长长,发动动机的前前转向喷喷管采用用喷管加加力燃烧烧(Pllenuum CChammberr Buurniing,简简称 PPCB)技技术,和和主发动动机的加加力推力力一起,使使飞机达达到超音音速,PP.11127 也因此此改名为为 P.11554,并并正式取取名为“鹞鹞”式。在在 622 年北北约竟标标中,PP.11154 赢得了了技术分分,但法法国的幻幻影
36、IIII V 赢赢得了政政治分,因因为幻影影对工作作量在北北约内均均匀分布布有利,否否则好事事全叫英英国摊上上了。不不过最后后结果实实在也是是无关紧紧要,因因为北约约并不对对赢者拨拨款,还还是要靠靠成员国国 自己己出资进进一步研研发。在英英国,军军方希望望用 PP.11154 取代空空军的“猎猎人”和和海军的的“海狐狐”(SSea Vixxen),但但是空军军需要的的是单座座攻击机机,海军军需要的的是双座座截击机机,很快快空军和和海军就就为了不不同的技技术、战战术要求求而争得得不可开开交。尽尽管 HHawkker 对于在在技术上上是否可可能同时时满足空空海军的的要求根根本没有有信心,但但先把鸭
37、鸭子煮熟熟,调味味以后再再说。但但钓鱼工工程不能能瞒过所所有人,最最后的妥妥协方案案空海军军同时拒拒绝了。 63 年底,军军方决定定海军的的舰载战战斗机由由装备罗罗尔斯罗伊斯斯“斯贝贝”涡扇扇发动机机的 FF-4“鬼鬼怪”式式战斗机机完成,海海军退出出“鹞”式式计划。“斯斯贝”日日后被中中国引进进,用于于“飞豹豹”战斗斗轰炸机机,不过过这是后后话了。HHawkker 终于可可以轻装装上阵了了,但这这是风水水又转了了,工党党政府对对英国航航空工业业的大砍砍刀下来来,P.11554(和和前述 TSRR.2)一一同下马马。不过过 Haawkeer 这这一头没没有一棍棍子打死死,空军军的“猎猎人”也也
38、有“鬼鬼怪”式式代替,但但是由“雀雀鹰”配配合,作作为对地地攻击使使用,“鹞鹞”的名名字也被被用于放放大的“雀雀鹰”。“鹞鹞”式在在外形 上和“雀雀鹰”十十分相似似,但要要增大一一圈,也也增加了了很多实实用的战战术装备备。但是是政府对对“鹞”依依然三心心二意,财财政部一一算,外外购“鬼鬼怪”式式和正在在和法国国合作研研制的 “美洲洲豹”(JJaguuar)比比自研“鹞鹞”是节节约一亿亿三千万万英镑。在在财政部部提议取取消“鹞鹞”式的的时候,科科技部强强烈反对对再砍硕硕果仅存存的“鹞鹞”式,“鬼鬼怪”式式的采 购计划划由于“斯斯贝”发发动机和和“鬼怪怪”式的的进气道道适配问问题而大大大拖延延、超
39、支支,“鹞鹞”式是是这样才才躲过了了下马的的大砍刀刀。政府府对“鹞鹞”式毫毫无感情情,军方方对“鹞鹞”式 更是充充满了敌敌意,三三年前取取消“雀雀鹰”的的采购计计划时的的理由一一个也没没有改变变,皇家家空军是是把“鹞鹞”式当当作过渡渡性的应应急之作作。Haawkeer 就就是这样样步履维维艰地开开始了历历史上唯唯一参加加过实战战的喷气气式垂直直起落战战斗机的的研制。经经过多年年的研制制、改善善,“鹞鹞”式从从单纯的的对地攻攻击型,发发展成具具有空战战能力的的 “海海鹞”和和“鹞 II”。 “鹞”式式战斗机机不仅在在英国空空海军服服役,还还出口到到美国、西西班牙、泰泰国、印印度,成成为战后后英国
40、最最成功的的战斗机机。诺斯斯罗普和和 Haawkeer 的的意向书书已经过过期,HHawkker 和这时时已经通通过“鬼鬼怪”式式和 HHawkker 有合作作的麦克克唐纳合合作,为为美国海海军陆战战队制造造“鹞”式式。Brristtol Sidddelley 被并入入当年试试图用带带推力转转向的“双双斯贝”搅搅局的罗罗尔斯罗伊斯斯,Haawkeer 也也和当年年的竞争争对手德德哈维兰兰、英国国通用电电气等一一起并入入英国宇宇航,真真是物是是人非。皇家空军的的“猎人人”战斗斗机,反反正老了了,打不不动仗了了,就做做做秀吧吧 / 皇家海海军的舰舰载战斗斗机“海海狐”(SSea Vixxen)“鹞
41、”式的的名字本本来是给给 P.11554 的的,计划划用来取取代“猎猎人”和和“海狐狐” / 这张张图比较较容易看看到采用用加力燃燃烧的前前喷管,进进气口可可以向外外张大,以以便在垂垂直起落落是加大大进气量量,在平平时则关关回去,以以减小阻阻力P.11554 的的 Brristtol Sidddelley BS.1000 发动动机P.11554 已已经进入入全尺寸寸模型阶阶段了,这这是发动动机喷管管转向时时的样子子 / 第一架架 P.11554 的的机身已已经开始始制造“鹞鹞”式是是至今唯唯一参加加过实战战的垂直直起落战战斗机。在在马岛战战争中,作作为皇家家海军特特混舰队队唯一的的舰载战战斗机
42、,“鹞鹞” 式式在实战战中,创创造性地地使用推推力转向向,极大大地增强强了空战战机动能能力,打打破了高高亚音速速战斗机机难以匹匹敌超音音速战斗斗机的谜谜思。采采用跳板板起飞后后,“鹞鹞”式的的航程和和载重 大大增增加,极极大地增增加的实实战性能能。垂直直起落能能力使“鹞鹞”式在在恶劣气气候的出出动能力力甚至超超过弹射射起飞、拦拦阻降落落的常规规舰载战战斗机。“鹞鹞”式不不仅在马马岛实战战中证 明了自自己的能能力,而而且重新新点燃了了中小国国海军的的航母之之梦,成成为意大大利、西西班牙、印印度、泰泰国海军军航母舰舰载机唯唯一现实实的选择择。美国国海军陆陆战队是是“鹞”式式的最大大的 海海外用户户
43、。在美美国海军军陆战队队里,“鹞鹞”式称称为 AAV-88,参加加了 991 年年的海湾湾战争、995 年年中的波波黑和科科索沃战战争以及及 20003 年的伊伊拉克战战争。尽尽管美国国海军最最终抛弃弃了“制制海舰”的的概念,美美国海军军陆战队队没有完完全放弃弃这个概概念,而而是把“制制海舰”和和大型两两栖攻击击舰结合合起来。大大型两栖栖攻 击击舰的大大甲板本本来是给给垂直登登陆的直直升机用用的,但但给“鹞鹞”式用用,也同同样合适适。美国国海军陆陆战队的的打算是是,在登登陆阶段段,“鹞鹞”式从从两栖攻攻击舰上上出击,提提供滩头头的 局局部制空空权和近近距支援援;上陆陆后,在在陆上用用钢板铺铺简
44、易起起落场,从从陆上出出击,随随陆战队队的地面面部队向向纵深滚滚动。然然而,在在实战中中,美国国海军陆陆战队还还没有遇遇到向离离岸 纵纵深进攻攻的需要要,在陆陆地上建建造简易易机场,也也不仅是是用钢板板铺跑道道的问题题,还有有油料、军军械、维维修和其其他地勤勤问题,不不如直接接从两栖栖攻击舰舰上出击击,所以以“鹞”式式没 有有在陆地地上前进进部署过过。不过过,“鹞鹞”式的的垂直起起落能力力和跳板板起飞要要求也给给飞行员员训练带带来更高高的要求求,垂直直起落和和跳板起起飞都是是容易出出事故的的时候,990 年年代,美美国海军军陆战队队曾在不不长的时时间内在在接连损损失 445 架架“鹞”式式,英
45、国国皇家海海军和空空军的“鹞鹞”式也也是一样样的问题题,原因因基本上上是垂直直起落阶阶段发动动机故障障或飞行行员操作作失当。发发动机的的问题通通过不断断的技术术改进得得到解 决,飞飞行员训训练也通通过双座座型“鹞鹞”式逐逐渐得到到解决。 “赫尔姆斯斯”号航航母上的的“海鹞鹞”式在在恶劣天天气中准准备起飞飞 / 油画描描绘了“海海鹞”正正在追击击攻击圣圣卡洛斯斯湾的英英国舰船船后撤离离的阿根根廷“短短剑”式式战斗机机“海鹞”正正在“大大西洋运运送者”(AAtlaantiic CConvveyeer)号号上着陆陆,这艘艘集装箱箱船临时时改装的的简易航航母后来来被阿根根廷的飞飞鱼导弹弹击沉,随随船沉
46、没没的还有有若干“鹞鹞”式和和 CHH-477 直升升机 / 英国国皇家海海军的“海海鹞”从从“无敌敌”号航航母出击击,执行行伊拉克克南方禁禁飞区任任务美国海军陆陆战队的的 AVV-8BB 出击击后返航航伊拉克克的 AAl AAsadd 基地地 / 英国皇皇家空军军的“鹞鹞”式在在伊拉克克作夜航航出击AV-8BB 在航航母上作作垂直降降落 / 美国国海军陆陆战队的的 AVV-8BB 正在在伊拉克克沙漠上上空作空空中加油油 用用单一的的升力-巡航发发动机最最大限度度的避免免死重,“雀雀鹰”/“鹞”式式不是第第一家。美美国的贝贝尔首先先用 XX-144 研究究机验证证了转向向喷管产产生垂直直升力的
47、的原理,日日后 HHawkker 的试飞飞员 BBilll Beedfoord 在 RRalpph HHoopper 访美期期间,在在 X-14 上作过过试飞,重重点探索索垂直起起落和水水平飞行行之间的的过渡,对对日后“雀雀鹰”的的设计和和试飞提提供了极极其宝贵贵的第一一手资料料。苏联联的第一一架垂直直起落研研究机雅雅克-336 也也是采用用转向喷喷管。XX-144 和雅雅克-336 遇遇上共同同的问题题:为了了确保垂垂直升力力的作用用点在机机体重心心附近,发发动机必必须尽量量往前安安装,这这样就需需要一个个长长的的后机身身来平衡衡发动机机的重量量,后机机身有一一个显著著的 “阶阶梯”形形,大
48、大大增加气气动阻力力,全机机布置也也极不平平衡。为为了保证证姿态控控制,雅雅克-336 在在机头还还特地向向前延伸伸出一根根又粗又又长的杆杆子,用用于安装装俯仰控控制的喷喷嘴。西西方情报报机关一一开始对对这根长长杆的作作用十分分困惑,有有人甚至至开玩笑笑地说,这这该不是是苏联恢恢 复了了海军在在风帆时时代的冲冲撞战术术,要用用这根“长长枪”把把敌机捅捅下来吧吧?这些些早期的的尝试作作为实用用型飞机机的气动动设计并并不成功功,尽管管苏联曾曾在航展展上为雅雅克-336 象象征性地地安装过过武器,想想使之实实用化,但但是这些些早期的的经验为为后来的的“雀鹰鹰”/“鹞鹞”式和和雅克-38 提供了了思路
49、:采用分分叉式尾尾喷管,从从两侧避避开后机机身,使使机身和和尾喷管管的流线线型大大大改善。但但是这还还是不能能避免单单一升力力-巡航航发动机机的另外外一些固固有的问问题。为为了 实实现垂直直起飞,发发动机必必须具有有很大的的推力。事事实上,“鹞鹞”式战战斗机的的“飞马马”发动动机曾经经是西方方推力最最大的战战斗机用用喷气发发动机。但但是,为为最大推推力而优优化的发发 动机机对巡航航油耗的的降低不不利。为为了最大大推力,发发动机的的核心加加大,进进气道也也必须加加大,但但巡航时时要不了了那么大大的推力力,过大大的进气气道和发发动机造造成不必必要的阻阻力和结结 构重重量。由由于升力力-巡航航发动机
50、机的特殊殊结构,极极其和机机体设计计的高度度一体化化,不经经过大动动干戈的的改动,在在别的战战斗机上上成功应应用的新新型发动动机很难难应用到到垂直起起落战 斗机上上,所以以“鹞”式式的“飞飞马”发发动机一一用就是是40年年,尽管管罗尔斯斯.罗伊伊斯一直直在不断断改进,但但“飞马马”的核核心发动动机依然然是 440 年年前的 Briistool OOrphheuss。这个个问题直直到 FF-355 采得得到解决决。贝尔 X-14 首先验验证了向向量推力力用作垂垂直起落落的原理理,Haawkeer 的的试飞员员在 XX-144 上获获得了宝宝贵的垂垂直起落落经验,大大大帮助助了日后后 Keestr
51、rel 的试飞飞 / 为了使使矢量喷喷口能够够安排在在重心附附近,两两台发动动机只能能拼命往往前放雅克-366 是苏苏联第一一架真正正的垂直直起落飞飞机 / 雅克克-366 的发发动机布布置和贝贝尔 XX-144 相似似,也是是拼命往往前放机头、机尾尾和翼尖尖有姿态态控制喷喷嘴,其其中机头头的姿态态控制喷喷嘴在延延长杆的的顶端 英英国皇家家空军从从一开始始就是把把“鹞”式式战斗机机作为过过渡性的的应急之之作,最最终目标标依然是是超音速速垂直起起落战斗斗机,所所以很早早就开始始研究“鹞鹞”式的的后继方方案。由由于位于于 Kiingsstonn 的 Hawwkerr 是“鹞鹞”式的的始作俑俑者,“
52、鹞鹞”式的的后继方方案基本本都是在在 Kiingsstonn 的原原 Haawkeer 的的设施里里搞的,所所以被称称为 KKinggstoon PProjjectts。以以下是 Kinngstton Proojeccts 中的一一些方案案,有些些达到具具体设计计阶段,有有些只是是初步概概念。超音速垂直直起落一一直是“鹞鹞”式之之后可望望而不可可及的目目标,BBAe P.1121 采用前前掠翼以以解决发发动机和和喷口位位置必须须处于全全机重心心的矛盾盾 / BAee P.12114 的的三视图图这个模型更更清楚地地表示了了发动机机喷口的的布置Hawkeer-SSidddleyy P.12116
53、 方方案,重重点在于于超音速速,格外外长的尾尾撑用于于平衡全全机重心心,主发发动机的的向量推推力喷口口可以布布置在重重心附近近P.12116 的的三视图图 受到到“鹞”式式成功的的鼓舞,和和美国海海军在 80 年代“制制海舰”设设想的驱驱动,美美国航空空工业也也推出一一些意图图取代 S-33 舰载载反潜机机的方案案,如图图中的洛洛克希德德方案和和沃特 V-5530 方案,VV-5330 的的双涵道道涡扇发发动机是是其特色色,在概概念上是是洛克希希德 FF-355 的升升力风扇扇的先驱驱。洛克希德的的垂直起起落舰载载机方案案Voughht VV5300 的机机翼可以以折叠,以以减少在在航母机机库
54、里的的占地面面积。其其双涵道道涡扇发发动机是是其特色色,在概概念上是是洛克希希德 FF-355 的升升力风扇扇的先驱驱V-5300 的发发动机从从垂直起起落状态态向水平平飞行转转换 / V-5300 意图图取代 S-33 舰载载反潜机机!进入入 900 年代代,美国国空军的的 F-16AA/B 已经开开始大批批退役,AA-100 的替替代也早早就上了了议事日日程,美美国海军军的 FF-188A/BB 也是是一样。更更紧迫的的是海军军陆战队队的 AAV-88B,空空军的 F-222 已已经落实实了,海海军的 F-118E 也落实实了,但但海军陆陆战队的的 AVV-8BB 面临临后继无无人的窘窘况
55、。面面对三军军都需要要 F-16/F-118/AAV-88 这一一级的下下一代战战斗机,美美国国会会指令三三军联合合研制,这这就是“联联合打击击战斗机机”(JJoinng SStriike Figghteer,简简称 JJSF)的的起源。JJSF 要求能能够作为为 F-22 和 FF-188E 的的低档搭搭配,并并且具有有垂直/短距起起落能力力,以接接替 AAV-88B,为为此,JJSF 具有陆陆基型、舰舰载型和和垂直起起落型,共共用基本本机体设设计和发发动机。JJSF 难度最最大的地地方,在在于在严严格控制制成本和和风险的的前提下下,要求求具有垂垂直起落落能力。普普拉特.惠特尼尼的 FF11
56、99 发动动机已经经用于 F-222,被被军方指指定为 JSFF 的基基本发动动机,通通用电气气的 FF1200 作为为备选发发动机低低速发展展。这里里必须对对美国航航空发动动机的研研发能力力敬佩一一下,普普拉特.惠特尼尼从 FF1199 基本本发动机机出发,一一方面大大大增加加推力以以满足垂垂直起落落的要求求,另一一方面左左右开弓弓,同时时满足 JSFF 所有有方案的的不同垂垂直起落落方案,这这个功力力非同小小可。 麦麦道、波波音和洛洛克希德德分别提提交了方方案。麦麦道的方方案采用用单独的的升力发发动机,在在气动布布局上为为无垂尾尾的 VV 形尾尾方案,机机翼后缘缘呈 MM 形,可可以说是是
57、空军的的“先进进技术战战斗机”AATF 竞争中中落选的的 YFF-233 的缩缩小版。采采用单独独的升力力发动机机有利于于降低动动力系统统的研制制风险,通通过适当当的安排排,在主主发动机机故障或或战损时时,升力力发动机机可以使使飞机安安全返航航,至少少在理论论上可 以实现现这样的的动力备备份。麦麦道方案案的机翼翼设计很很有新意意,机翼翼和尾翼翼之间的的“边条条”既强强化翼身身融合体体,又在在大迎角角时起到到升力体体的作用用,是神神来之笔笔。但垂垂直起落落 设计计了无新新意,死死重大,成成本高。最最大的问问题还是是在 VV 形尾尾。V 形尾重重量轻,隐隐身好,阻阻力小,但但 V 形尾一一动,在在
58、滚转和和偏航上上就有交交联,对对飞行控控制系统统的要求求很高,对对机动性性的影响响也大,YYF-223 就就是栽在在这上面面。麦道道的方案案在还没没有进入入最后的的对比试试飞前就就被淘汰汰了。JJSF 落选对对麦道是是致命的的,这个个曾经研研制 FF-4、FF-155,主要要承包 F-118、AAV-88 的公公司,就就这样降降下了帷帷幕。麦道 JSSF 的的方案可可以看到到 YFF-233 的很很多影子子,尤其其是它的的 V 形尾但麦道 JJSF 的进气气道有很很重的 F-222 的的影子 / 其其升力发发动机在在理论上上可以在在主发动动机故障障或战损损的时候候,单独独将飞机机返航回回去麦道
59、在情急急之中,增增加了鸭鸭翼,力力图弥补补 V 形尾控控制不足足的问题题,但为为时已晚晚 尽尽管波音音在二战战之前就就再也没没有得到到过美国国战斗机机的订单单,但波波音对所所有战斗斗机竞争争从不放放过,屡屡败屡战战。正因因为没有有历史,波波音也就就没有包包袱,设设计方案案就敢于于另 类类。波音音 JSSF 方方案是一一反美国国常规的的大三角角翼方案案,采用用和“鹞鹞”式相相似的升升力-巡巡航发动动机,其其血盆大大口一般般的超大大进气道道十分引引人注目目。由于于发动机机要尽量量前置,进进气道只只能 又又大又短短,这给给隐身带带来很大大的问题题。波音音用“雷雷达屏障障”(rradaar bbloc
60、ckerr)来解解决,就就是在进进气道中中用涂覆覆雷达吸吸波材料料的导流流片使进进气气流流有一定定的扭转转后才进进入风扇扇正面,而而这扭转转就有效效地阻止止电磁波波长驱直直入,多多次 折折射、反反射的电电磁波被被反复吸吸收能量量,最后后反射回回入射方方向时能能量已经经大大降降低,达达到降低低雷达特特征的效效果。麦麦道的 F-118E 的进气气道也是是采用了了类似的的技术,才才达到准准隐身效效果的。导导流片的的另外一一个作用用是将进进气气流流理顺,增增加风扇扇的效率率。缺点点是结构构重量,和和导流片片产生的的进气压压力损 失。波波音 JJSF 得到最最后对比比试飞的的资格,代代号为 X-332。
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