中国的垂直起降飞机。
垂直起降飞机是战斗机家族中的新秀。这种飞机概念最早诞生于20世纪60年代。当时由于冷战的高度,东西方都担心一旦自己的机场被对方炸毁,战斗机如何起飞作战。此后,各种型号的垂直起降飞机相继问世。
在垂直起降飞机领域,中国显然是“后来者”,但程菲最近申请的一项全新专利,或许证明了我们在垂直起降技术上实现了“直道超车”。
之所以出现垂直起降飞机,是因为一旦机场遭到敌方攻击,普通战机无法正常起飞,可以利用垂直起降飞机继续执行各种空战任务,以确保我军不受敌方空军威胁。到2023年6月,国外成熟的垂直起降方案有三种:
第一种是以英国鹞式战斗机为代表的单一发型设计。英国的鹞式战斗机只装备了一台飞马MK104发动机,但这台发动机有四个喷管,这些喷管可以旋转90°。
垂直起飞时,发动机的四个喷嘴向下转动,这样在发动机运转时,喷气流就能产生向上的反作用力,从而“托起”飞机。当它上升到安全高度时,四个喷嘴再次转动,喷射空气,使飞机像普通喷气式战斗机一样向前飞行。
但“飞马MK-104”发动机的设计过于复杂,导致“鹞式”战斗机的操作性能不友好。一不小心,飞机就毁了,人就死了。典型的例子是美国引进“鹞式II”战斗机后发展的AV-8B“鹞式II”战斗机。制造了360多架战斗机,却有一半因操作不当而坠毁,事故率高达每65438+百万小时31.44。
而且有意思的是,由于AV-8B独特的设计,一旦飞机坠毁,飞行员几乎无法逃脱,大部分都是飞机坠毁,人死了,所以被称为“寡妇制造者”。
二是前苏联以雅克-38和雅克-141为代表的三发设计。雅克-38和雅克-141配有三台发动机。以雅克-141为例。该机配备1图曼斯基R-79发动机和2台克里莫夫RD-41发动机,其中R-79有一个可旋转90度的矢量喷管,可用于推进和垂直起飞,RD-41安装在上下结构中。
这种设计的好处是三个发动机各司其职,在安全性上比鹞式战斗机好很多。但这种设计也有自己的缺陷,即飞机改平飞后,两个专门用于起降的RD-41发动机会熄火,成为“自重”,这无疑大大占用了飞机的有效载荷,导致雅克-65438。
第三种设计,也是目前最成熟的,是美国F-35B战斗机采用的矢量发动机+升力风扇的结构。针对雅克-141的设计缺陷,F-35B拆除了飞机前部的专用升力发动机,改为安装大型升力风扇。同时,风扇和主机通过传动轴连接,这样当主机启动时,可以通过传动轴带动升力风扇旋转,向下喷射气体,从而将飞机提升到空中。
这种设计的升力风扇排出的是冷空气,不会烧焦机身和机身下方的地面,从而减少对飞机的烧蚀。同时,升力风扇的重量明显小于发动机的重量,从而减少了飞机在正常飞行时携带的“自重”,使F-35B具有令人满意的载荷和航程。
但是,以上三种设计思路可以说是西方的发明(毕竟俄国理论上也是欧洲国家),而程菲这次在中国申请的发动机专利设计与西方思路完全不同,用老祖宗的话说就是“另辟蹊径”。
根据专利内容,程菲采用了独特的系列发动机设计,即两台涡扇发动机“连接”在一起,形成升力系统。其中,前一种发动机从飞机后部取气,排气口设计在飞机机身两侧,可以起到平衡作用。
后者发动机采用矢量喷管设计,正常情况下从飞机机头两侧的进气口取气,然后尾喷管可以旋转90°。当尾喷管放下,两台发动机同时启动时,飞机可以在两台发动机的作用下起飞。当飞机上升到安全高度时,机身两侧的发动机排气口和尾喷管同时向后转动,使飞机能像正常战斗机一样正常飞行。
程菲的设计方案最大的特点是,在Jacques -141上平飞时变成“自重”的升力发动机,即使在正常飞行时也可以使用,因为前置发动机的喷口在机身两侧,可以旋转90度,这样当飞机平飞时,前置发动机不需要关闭,可以继续工作,为飞机提供额外的推力。
后机身的设计与F-35B大致相同,通过主发动机喷管的转向,可以在起降和正常飞行之间自由切换。
虽然程菲的设计还没有拿出具体的飞机型号,但它看起来像是从程菲宣布的方案进行了深度改变的J -10战斗机。改进型号采用类似J -10的气动方案,采用机腹下进气,但取消了鸭翼,将单垂尾改为V型双垂尾。
考虑到我们现在已经装备了3艘075型两栖攻击舰,与美军相比唯一的区别就是缺少固定翼垂直起降飞机,所以075型的综合作战效能比美国同行差。现在程菲的垂直起降飞机专利曝光,意味着我们有了自己独立的垂直起降飞机计划,也许用不了多久就能在075型两栖攻击舰上看到国产的“兔子F-35B”战斗机。