02.25 鹞式垂直起降战斗机开创了先河 F35却没有采用这样的发动机技术

垂直起降战机的研制原因是冷战时期战术核武器的发展使得机场不再安全,需要研制一种不依赖机场的飞机。而鹞式本身则是一种需求外加技术推动使得英国空军最后认可的飞机,没错,鹞式最早的用户是英国空军,目的是一款对地攻击/侦察的战术飞机,GR这个编号就是这意思,是用来取代霍克猎人式战斗机的。直到1963年,也就是鹞式试飞成功很久之后,才到Ark Royal号上试验了一下,此时的皇家方舟还是那个能起降掠夺者重型舰载攻击机的舰队航母,目的也只是说明有舰载潜力。最早装备部队的也是空军的GR1型,时间点是1969年。

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鹞式垂直起降战斗机开创了先河 F35却没有采用这样的发动机技术


而RN在P1154失败之后就对此类飞机兴趣缺缺,这种飞机能进入海军可以说都赖工党,砍掉了RN的所有舰队航母。本身FAA在装备F-4K后堪称世界第二强的舰载航空兵,F-4K鬼怪自不用说,掠夺者攻击机也是接近于A-6级别的重型双座舰载攻击机,载弹量大航程远航电设备完善,还有塘鹅预警机……

但是在工党大棒下这些都转眼间飘散如烟了,RN为了保持航母力量,不得不说服工党政权建造“全通甲板巡洋舰”,那要有固定翼飞机,那就只能用鹞式了,1972年海军决定在鹞GR3的基础上研制海鹞FRS1。

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因此,鹞式的成功与服役,本身和RN没有多少关系,USMC的影响还更大些。本题下大部分回答的逻辑错误就在于此。

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至于鹞式为什么成功,主要有以下原因:

首先是发动机构型,当时垂直起降飞机的发动机构型可以说是五花八门,有一种是倾转发动机的构型,这种构型由于推力升力完全来自发动机,因此发动机必须布置在飞机重心附近。同时,为了方便发动机舱转动,一般将喷气发动机布置在翼尖位置。这就使得机翼的设计受到很大限制,通常只能选择小展弦比梯形翼,以保证足够的结构强度。此外,这种构型的飞机有两个最严重的问题:一,在同时代的技术条件下,发动机推重比变化不大,推力增加必然导致发动机重量上升。如此一来,机翼结构必须进一步加强,同时发动机转动惯量增大,也使得控制更加困难,并且要消耗更大的控制功率。二,同样,同一时代条件下,发动机推力增加还将导致尺寸的增大,而飞机即使采用上单翼,留给发动机转动的空间也是相当有限的。这两个因素直接限制了这类飞机采用更大推力发动机的可能性,使得其发展前景相当黯淡。

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还有一种是升力发动机+巡航发动机构型,雅克-38、雅克-41、康维尔model201都是这种构型,这种构型的好处是设计比较简单,升力发动机和巡航发动机相互独立,但问题在于,升力发动机在正常飞行过程中就是死重,大量占用了飞机内部空间,而且由于升力发动机一般需要布置多台,比如雅克-41就是两台,法国人制造的一种垂直起降幻影甚至用了8台,我想机务会问候设计人员全家的,而且可靠性堪忧,参见苏联N-1火箭。

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而鹞式采用的是推力矢量构型,这种构型只需要一台发动机,采用可旋转喷口,能量利用率高,死重问题较少。所以在不要求超音速性能的情况下是最优的构型,这也验证了我之前说过的,鹞式的服役和英国海军根本没关系,舰队防空能不要超音速吗?福克兰战争期间海鹞的舰队防空任务完全失败,空优都没能建立,要是皇家方舟和F-4K还在,至于如此?当然这种构型在要求超音速的时候,就是X-32了,X-32采用推力矢量构型,有多奇葩要多奇葩。

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所以F-35没有采用这种构型,而是使用了升力发动机+巡航发动机构型的变种,采用发动机驱动升力风扇的方式,很大程度上降低了死重,提高了可靠性,将这种构型的缺点降至最低。

而另一方面,也是最重要的,就是运气和USMC的特殊需求,当年工党把航空项目基本砍光,RAF无机可用不得不用鹞式;工党砍掉了舰队航母,FAA不得不用鹞式;而USMC由于其特殊性看上了鹞式,才使得鹞式在不被英国政府重视的时候得以继续研发下去。



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