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主题:【原创】像鸟儿一样腾飞(一) -- 晨枫

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家园 【原创】向鸟儿一样腾飞(二十三)

从纯倾转喷气退一步,将倾转喷气和专用升力发动机混合使用,可以增加发动机布置上的灵活性。这样可以降低对升力-巡航发动机的推力要求,缓解工作条件,延长寿命,另外增加专用的升力发动机作为升力-巡航发动机的补充,用于短时间的垂直起落。在冷战高峰的60年代,西德作为抵御上万辆苏军坦克和几千架作战飞机的前沿,面临作战机场在第一时间被全面摧毁的现实危险,着力研制垂直/短距起落作战飞机,曾有计划组建一支“全垂直/短距起落化”的空军,其战斗机部分称为VJ-101,最后获选的方案就是由Messerschmitt、Heinkel和Bolkow合组的EWR(Entwicklungsrin)提出的,采用倾转喷气和巡航喷气发动机相结合的混合方案,采用翼尖倾转升力-巡航发动机加座舱后机身内的专用升力发动机。从实现垂直起落的角度来说,VC-101的设计是成功的,也能够达到超音速,但VC-101遇到后来喷气式垂直起落飞机共有的问题:炽热的喷气在地面反弹,然后被发动机重新吸入,极大地影响了发动机的正常工作。炽热喷流对地面的烧蚀是另一个严重的问题。同时,垂直起落耗油极大,对载弹和航程的影响太大,以至于“鹞”式战斗机的前身“鹰”式(Kestrel)被戏称除了飞行员外,只能载一包香烟,航程只够绕小城飞一圈。VC-101也有同样的航程问题。很快,VC-101的飞行员们就发现,短短的滑跑可以极大地缓解炽热喷流回吸(hot exhaust re-ingestion)问题,同时减轻对地面的烧蚀,也大大增加了载弹和航程。然而,垂直起落的要求对战斗机的性能影响还是太大,VC-101不足以对付性能日益增高的苏联战斗机。分散部署在事实上也证明不实际,分散部署远远不是能够在林中空地垂直起落那么简单,分散的地勤和指挥体系没法保证高烈度条件下的作战节奏,北约空军的战略思想由分散部署的低性能战斗机转向集中部署高性能战斗机,由机场的钢筋混凝土加强掩蔽部保护,增加生存力,VC-101下马了。

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Heinkel He 231的翼尖倾转升力-巡航发动机是VC-101的翼尖发动机的灵感的来源

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Messerschmitt P 1227方案,比较循规蹈矩,图中横七竖八的管道是升力-巡航发动机尾喷管中断引出的向下的推力偏转喷管,由关闭尾喷管产生升力

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采用4台升力-巡航发动机加一台升力发动机

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VJ-101是He 231和P1227的结合,和F-104有几分相似。本来嘛,VC-101就是取代F-104的

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每侧翼尖有两个一组的升力-巡航发动机

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翼尖发动机倾转,就可以实现垂直起落

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德国空军对VC-101的垂直起落能力寄予极大的希望,意图实现分散部署,极大地增加作战弹性,减低对容易遭到集中打击的机场的依赖

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光靠翼尖的升力发动机还不够,还有座舱后的专用升力发动机帮忙

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VC-101完成了很多次垂直起落、悬停到平飞的转换

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VC-101也是德国航空工业凤凰涅磐的希望,但这个希望最终没有实现

VC-101下马后,为了大幅度提高垂直起落战斗机的性能,EWR在美国、北约和德国的资助下,转入“先进垂直攻击机”(Advanced Vertical Strike,简称AVS)的研究。为了避免升力发动机对气动外形的影响,AVS别出心裁地将升力发动机装在可伸缩的支架上,在垂直起落时伸出去,减轻反射喷流对机身的烧蚀。机身背部的进气道可以缓解高温喷气回吸的问题,但可能带来大过载机动时进气道气流畸变的问题,限制机动能力。后机身的升力-巡航发动机采用推力转向喷管,减少死重。AVS还采用70年代时髦的可变后略翼技术,意图极大地提高性能。但这样集中地采用高风险、高重量的技术,最后无疾而终并不奇怪。AVS也下马后,德国最后和英国、意大利一起,转入“多任务作战飞机”(Multi-Role Combat Aircraft,简称MRCA),这就是后来的“狂风”战斗轰炸机。

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VC-101下马后,EWR继续研究新的垂直起落战斗机方案,多采用背部进气道。这不是出于现在的隐身考虑,而是让开地方,为升力发动机腾地方,同时缓解下洗喷气回流吸入发动机的问题

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美国海军对AVS(Advanced Vertical Strike)也一度很有兴趣

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AVS垂直起落时的情景

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AVS的三视图,可以看到AVS不光垂直起落,还具有可变后略翼,其重量可想而知

翼尖倾转的升力-巡航发动机不是Heinkel的专利,美国的贝尔在同期也在研制XF-109(也称D-188),同样采用两两一组的翼尖倾转的升力-巡航发动机,在座舱后另有两台专用的升力发动机,特别的地方是,在机尾另有两台专用的巡航发动机,全机共有8台通用电气的J85涡喷发动机,其中翼尖和机尾的6台有加力。这是和F-5战斗机上相同的发动机,而不是专用的升力发动机。XF-109只达到全尺寸模型阶段就下马了,那么多发动机的成本、维修和可靠性都是问题。

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美国空军本来准备将XF-109作为F-104的后继,两者都有几分相像

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XF-109全尺寸模型

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