時(shí)間:2018-01-20 17:09來源:中國航空網(wǎng) 作者:中國航空網(wǎng)
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▲美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備的海鷂AV-8B垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)
現(xiàn)役的“鷂”式短距/垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)為了吸進(jìn)足夠的空氣進(jìn)行垂直飛行,要靠機(jī)身兩側(cè)的那兩個(gè)外形特別顯眼的巨大進(jìn)氣道。這巨大進(jìn)氣道確實(shí)幫助“鷂”實(shí)現(xiàn)了垂直飛行,但“鷂”也因此很難再實(shí)現(xiàn)超聲速飛行,代價(jià)可謂不小。
F-35B體型、體重都比“鷂”大,如果要通過加大進(jìn)氣道來獲得垂直飛行能力,那進(jìn)氣道就會(huì)大得讓飛機(jī)自身接受不了。此路不通。于是,又一項(xiàng)重大新設(shè)計(jì)被逼出來了,這便是兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)升力風(fēng)扇。
▲F-35B機(jī)背的升力風(fēng)扇門與輔助進(jìn)氣口
兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)升力風(fēng)扇是F136發(fā)動(dòng)機(jī)之外新增加的裝置,是F-35B動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分。它安裝在駕駛艙后部,可提供44.5千牛的附加推力,所以使主發(fā)動(dòng)機(jī)能在較低溫度下以較小的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),從而提高了可靠性和使用壽命。F-35B的垂直升力主要靠機(jī)上裝置的兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)升力風(fēng)扇提供,它的進(jìn)氣道自然就可以設(shè)計(jì)得比較小。
這種令國際航空界驚嘆的新奇升力風(fēng)扇是F-35B的一大看點(diǎn)。兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)升力風(fēng)扇可以使足夠的空氣轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)機(jī)懸停所需的垂直氣流而無須增加發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的截面,進(jìn)而避免了飛機(jī)在超聲速飛行時(shí)所產(chǎn)生的阻力。
▲ F-35B(推力向量)垂直起降動(dòng)力解剖圖
實(shí)際上就是由發(fā)動(dòng)機(jī)(注:F-35是單發(fā)的)通過一根軸將動(dòng)力傳到位于駕駛員座艙后的一個(gè)垂直方向的風(fēng)扇。這樣,后部矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射口可以垂直向下產(chǎn)生向上的升力,再由前部升力風(fēng)扇驅(qū)動(dòng),從而得到一個(gè)位于通過重心的升力。
飛機(jī)水平上的位置由位于后起落架位置的噴射口控制。這樣就能保持飛機(jī)在垂直升降時(shí)的姿態(tài)。
相對(duì)F-35A,加入一個(gè)垂直風(fēng)扇使飛機(jī)的自重增加,但是他所提供足夠的垂直升力使得F-35B的最大起飛重量并沒有明顯下降。卓越的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì),使得它在垂直起降之后還能加速達(dá)到超音速。
▲F35B的垂直升力系統(tǒng)
三、利用額外的舉升發(fā)動(dòng)機(jī)
▲ 雅克38
雅克-38(又稱雅克-36M或雅克-36,但其實(shí)雅克-36是一種驗(yàn)證機(jī),與之差別較大)是雅科夫列夫?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)局為前蘇聯(lián)海軍研制的艦載垂直起降戰(zhàn)斗機(jī),主要用于對(duì)地面和海面目標(biāo)實(shí)施低空攻擊,并具有一定的艦隊(duì)防空能力。
該機(jī)是專門為在“基輔”級(jí)航空母艦上使用而設(shè)計(jì),采用升力發(fā)動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)噴口發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的組合方案,升力發(fā)動(dòng)機(jī)除用于垂直升降外,也可用于調(diào)節(jié)俯運(yùn)動(dòng)和配平。
雅克38是世界第一種服役的垂直/短距起降戰(zhàn)斗機(jī)。采用中單翼布局的切尖三角翼,并帶有下反角。裝備一臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)升力發(fā)動(dòng)機(jī),主發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)噴口位于后機(jī)身下部,兩個(gè)大型的半圓形進(jìn)氣口位于駕駛艙后方,翼根之前。
▲ 雅克-38(額外的舉升發(fā)動(dòng)機(jī))垂直起降動(dòng)力解剖圖
雅克-38和雅克141是使用升力發(fā)動(dòng)機(jī)和偏轉(zhuǎn)噴口主發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合的垂直起降飛機(jī)。飛機(jī)的兩臺(tái)升力發(fā)動(dòng)機(jī)位于座艙后的機(jī)身內(nèi),其進(jìn)氣道在機(jī)身上部;主發(fā)動(dòng)機(jī)裝在機(jī)身內(nèi),噴口在后機(jī)身兩側(cè)。當(dāng)飛機(jī)垂直起飛時(shí),主發(fā)動(dòng)機(jī)的一對(duì)可旋轉(zhuǎn)噴口從向后位置轉(zhuǎn)到向下位置,同時(shí)升力發(fā)動(dòng)機(jī)工作,也是四束噴流提供了飛機(jī)的起飛升力。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入平飛狀態(tài)之后,主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)至向后,升力發(fā)動(dòng)機(jī)則停止工作,其進(jìn)氣道關(guān)閉。 |