在研究直升機的垂直起飛和降落題目中,就自然聯繫到噴氣的效果。雅克夫列夫也是在設計直升機時,把他在設計噴氣飛機的理念總想用到直升機上。後來他就提出來不再做直升機設計了,專門去做垂直起降噴氣飛機,而他後來設計噴氣垂直起降飛機時,也借助了直升機自動傾斜器的概念,把發動機的噴口方向做了全向小動作傾轉,實現了尾噴氣動力在方向上有了接近90度的矢量變化。我當年學習直升機設計課時也有同感,為了獲得那麼一點點升力,卻設計了那麼多的機械傳動系統,把直升機搞的比什麼飛行器都複雜,直接向下噴氣多省事?我經常在機型教室裡,長時間觀看和琢磨雅克一38飛機結構。
記者:雅克垂直起降飛機與英國的鷂式飛機有什麼區別?
羅:過去大家都說垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機技術,其實這是個巨大的技術誤區。我經過一段時間觀看和研究雅克一38飛機後,才明白了垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機“套管”技術!不論是鷂式飛機還是雅克垂直起降飛機,它們安裝的發動機和其他噴氣飛機的發動機沒有什麼區別,關鍵是它們的發動機噴氣進入了一個大套管,在這個套管裡進行了噴氣的變向和分流。
鷂式飛機是選用一個發動機,噴氣熱動力氣流進入到一個套管裡,由套管的節門裝置對發動機的噴氣做了5個方向的分流,4個向下,一個向後。根據飛機的起飛狀態,飛行員對5個噴口方向的噴氣做調整。這種結構設計的缺點非常明顯,首先就是可調整方向的套管噴口非常笨重;其次是發動機產生的熱推動力的損失非常大。第三是飛機不能做的很大,飛機大了就升不起來。由此造成鷂式飛機的空中機動性非常差,即飛不高,也飛不快,更飛不遠,甚至翻個跟頭都要小心翼翼,而且經常是掛彈多了就垂直飛不起來。曾經有報道說一次在運輸艦上,鷂式飛機把甲板噴破了,飛機也升沒起來。
雅克垂直起降飛機設計的非常巧妙,它安裝了3個發動機,前面兩個,後面一個。只有後面的發動機安裝了可轉向噴口的套管,進行轉向調節噴口方向,而且只做一次調節轉向就接近90度。在雅克一38的套管尾噴口做成“褲衩”形狀,特別像高中生教材裡的工業彎管的幾何形狀,旋轉噴口只要轉50。,就使熱氣流向下噴氣。如果旋轉噴口轉回到原來的位置,“褲衩”套管的熱噴氣流只向下,走了一個小彎向後噴射。前面兩個發動機向下直噴,和後面的“褲衩”套管組成一個“擔架”的兩個支點,把飛機向上抬起來。在前面的兩個發動機的第二個發動機就直接噴氣,只在第一個發動機做全向小角度傾斜的簡易套管,調整噴口的方向,把飛機推上天空,或控制飛機的空中運動姿態。
雅克的垂直起降控制技術相對於鷂式飛機的比較,就相當於把集中的5個噴口調節方式,做了機械運動工況的分解,把發動機噴射動力中,提供升力的部分,做微調節部分,做大動作調節部分做了明確分工,各司其職,分別做功,把發動機的熱噴氣效率的損失率大大降低,盡可能把發動機的噴氣效率用於空中飛行上。從而創造了更先進的物理模型,開創了垂直起降飛機設計的新理論和新的設計思想。所以,雅克垂直起降飛機一問世就把鷂式飛機比下去了。當雅克-32飛機問世後,就達到了跨音速和等同於陸地強擊機的空中機動性能的戰鬥技術指標,到雅克-38飛機時,就能夠達到1.2馬赫數,有遠程和高空格鬥能力,以至於現在的俄軍還在使用。 |