06.02 戰機垂直起降時,如何保持平衡?

飛機在垂直起降時,就像一個大鐵坨“懸浮”在半空中,是如何保持平衡的?這個問題的背後其實還比較複雜,但從簡單的來說,如果矢量噴管向下噴出的氣流的推力能夠平衡飛機自身的重力,戰機就能在空中懸停。但這—過程實現起來其實非常困難,因為飛機在起飛過程中每時每刻的姿態都不同、氣動面受力情況也就不同,需要精確計算、實時調整平衡狀態,否則就會失去平衡,導致飛機墜毀。

戰機垂直起降時,如何保持平衡?

垂直降落中的F-35B戰機

以F-35B為例,它是F-35家族中唯一具有垂直降落能力的機型,其他型號只具有短距起降能力。它的整個動力系統非常複雜,包括前方的升力風扇、中段傳動軸以及後面的F-135發動機,在懸停狀態或者垂直起降時,F-135發動機通過傳動軸、離合器帶動前方升力風扇高速旋轉,產生推力用於抬升機體前部,而F-135發動機後方的3D矢量尾噴管則向下偏轉90度,用於抬升機體後部,前方風扇和後面發動機一同協力,就像兩人“抬轎子”一樣,把飛機舉升起來,然後通過調姿噴管來或進行調節或保持平衡。這—切過程都是通過機身上下遍佈的無數傳感器和計算機來輔助飛行員實時控制的。

戰機垂直起降時,如何保持平衡?

F-35B戰機還可實現短距起飛

過去的“鷂”式、雅克-38等垂直起降飛機,飛行員需要根據自己經驗判斷載荷、風向、風力、航向要求,需要嚴格按照要求操縱控制飛機方向舵、操縱桿、節流閥、噴嘴角度控制等複雜的裝置進行短距/垂直起落飛行,對飛行員的經驗要求很高,一般的飛行員不經過長期訓練根本飛不了這種飛機,常常還會出現手忙腳亂的情況,稍有不慎就會釀成機毀人亡的大錯;而F-35B有了先進的機載計算機和各種傳感器組成的閉環智能控制系統,飛行員只要把飛行方向輸入飛行控制計算機系統。這個系統就會自動拿出產生推力的方案,自動調整推力噴管角度、推力控制飛機。(兵工科技)

戰機垂直起降時,如何保持平衡?

英國皇家空軍的“鷂”式戰機

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