新浪深度:中国立项启动垂直起降战机研发,最短10年后面世

来源: 家庭发言人 2017-02-20 20:13:21 [] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (15981 bytes)

据莫斯科战略和技术分析中心中国问题高级分析师瓦西里·卡申表示,中国航空航天工业正在研制一种短距起飞垂直降落(STOVL)的战斗机。这对中国海军未来的发展至关重要,中国已经开始研制某些短距离起飞垂直降落飞机的重要部件,比如发动机。如果中国人民解放军海军的两栖攻击舰配备了短距起飞垂直降落飞机,这种攻击舰就可以被当做轻型航空母舰来使用,进一步增强作战能力。

  由于弹射起飞所使用蒸汽弹射器具有相当大的技术门槛,再加上拦阻索降落方式的危险性。实力不济的国家要搞出美式的那种航空母舰作战体系,非常不容易。舰载机的航母起降也是个超高风险的技术,有资料显示,美国从使用航母至今总共死亡航母舰载机飞行员1000多名,这是因为美国一直在领导世界航母发展的技术最前沿,任何革新和换代都要付出相应的生命代价。所以英国和前苏联另辟蹊径,各自发展了雅克38和海鹞两种垂直起降舰载机。

  使用垂直起降的好处是不需要滑跑就可以起飞和着陆,对跑道条件要求极低,能在前沿和攻击舰上部署。垂直起降技术并非什么最新技术概念,起步相对较早,从50年代末期世界各国就纷纷开始发展的一项航空技术,但是受制于飞控、发动机动力、材料等多种因素影响,成功服役的机型相对较少。

  1948年,美国海军就提出研制能从军舰甲板上垂直起降的战斗机,洛克希德和康维尔分别提出了XFV-1和XFY-1方案。这两款方案都安装艾利森YT40涡桨发动机,驱动两幅寇蒂斯反转螺旋桨。原型机进行了试飞,成功实现了垂直起降,但操纵性极差,驾驶垂直着陆非常危险。

  法国人则研制了幻影III-V型飞机,在1965年2月首飞,1966年3月首次完成垂直起落到水平飞行的转换,试飞中最高速度达到2.04马赫,至今保持着垂直起降飞机的最高速度纪录。图为幻影III-V 飞机在悬停中,可以清楚地看到机背打开的进气门。

  意大利在上世纪60年代也研究过垂直起落战斗,代号G.95,方案从高亚音速攻击机到超音速战斗机一应俱全,都采用专用升力发动机。

  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。西德按照北约大规模核报复的要求设计了VAK-191和VJ-101垂直起降攻击机。VJ-101下马以后,在美国支持下下,转入先进垂直攻击机(AVS)项目。AVS不仅能垂直起落,还具有可变后掠翼,其重量可想而知。

  在AV-8B之前,XFV-12一度是美国最接近实用的垂直/短距起落战斗机。

  苏联对垂直/短距起落战斗机具有和西方同样浓烈的兴趣,雅科夫列夫设计局在雅克-36验证机之后,设计出一系列垂直起降战斗机。此外米格设计局和苏霍伊设计局也设计了诸多垂直/短距起降型号,由此诞生了米格-21PD、米格-23PD和苏-15VD等多个垂直起降战斗机。

  苏联解体前,雅克设计局研制出雅克141舰载机,这是苏联研制的性能最完善最实用的垂直起降战斗机,可惜项目随着苏联解体夭折了。

  垂直起降战斗机的主要优点:

  1、随时可以和地面部队机动转移,可以在狭小的地方起降,也可以在破损的机场起飞,必要时可以在公路,建筑屋顶起降,在地面容易伪装,不容易发现,所以战场生存率大大提高。

  2、由于可以垂直起降,所以在航母部署时可以增大载机数量。

  3、具有超级飞行能力。垂直起降战斗机介于普通战斗机和直升机之间,可以在空中做特殊机动动作,例如空中悬停,倒飞,原地转弯等其他飞机做不到的高难度动作,必要时可以通过悬停躲避导弹。

  4、垂直起降战斗机在起飞时省去了跑道的准备,作战反应速度大大提高。

  垂直起降战斗机的主要缺点:

  1、耗油率高到令人心疼,不具备远程飞行能力。例如海鹞战机,仅仅在垂直起飞阶段,就要耗掉总油料的三分之一。早期的鹞式战斗机,如果采用完全的垂直起飞和垂直降落,那么作战半径只有110公里,还不如武装直升机。

  2、载弹量太小。例如鹞式战机的载弹量只有1吨,苏联雅克38舰载机载弹1吨时的作战半径只有240公里,几乎只能绕着自己的航母飞。

  3、操纵性很差,飞行员不好训练。英国在马岛战争时就有5架鹞式因为操作失误而坠毁。

  4、发动机在全负荷运转的时候对环境要求高,一旦有因为起飞掀起的沙土被吸进运转中的发动机就有可能发生不可估量的后果。

  5、维护频繁,地勤维护时间要比常规战斗机多得多。

  垂直起降战斗机的主要弱点是受限于发动机的动力,导致航程不行,载荷不行,空战又不行。主要技术指标无法与常规战斗机相比。

  另外还有个军种竞争问题,当年鹞式战斗机的爸爸——英德美三国联合研制的茶隼垂直起降战斗机问世的时候,就引起了美国空军和陆军的龌龊,美国陆军想要定制一款陆军型茶隼,从而跨入踢开空军的垂直起降喷气式陆军时代。然而1964年3月,美国空军获得了一项重大胜利,说服五角大楼做出决定,美国陆军不得拥有用作近距支援的固定翼飞机,从而保住了空军的天空。

  除了尚未见到实战效果的美国F35B,目前最成功的垂直起降战斗机是英国海鹞和美国AV8B,海鹞式舰载战斗机曾经是英国海军最为自豪的海军航空兵象征,该机在上世纪七十年代末首先服役于英国海军航空兵,在1982年英国和阿根廷的马岛战争中大出风头,尽管海鹞战机的飞行性能十分有限,作战半径较小,不具备超视距空战能力。不过英国在战争中出动的28架“海鹞”携带美国提供的AIM-9L空空导弹,战斗起飞2376架次,以0:21的战绩,击落阿根廷海空军各型战斗机21架,创下了空战史上的空前纪录。

  在几十年的发展历程中,海鹞战机衍生出一个庞大的家族。包括陆军型“鹞”GR.MK,双座教练机,海军型和出口型。其中“海鹞”式战斗机是从“鹞”GR.MK3改型而来,专供海军舰载使用。美国海军陆战队也引进了鹞式垂直起降战斗机技术,发展出AV-8A和AV-8B两种型号。1991年海湾中,美国AV-8战机先后出动3000余架次,飞行4000余小时,有效打击了伊拉克部队。

  垂直起降舰载机并不很安全。使用垂直起降雅克38舰载机的苏联在70、80年代发展航母时也付出了150多位舰载机飞行员的生命。英国印度等国的小型航母,能用海鹞垂直起降战机且相对容易和安全,也摔了40多架战机。实际上,垂直起降战机的操作比常规飞机复杂多了,事故发生率也要高很多。

  美国海军陆战队1971年从英国引进海鹞战机,发展出AV8战机,在非作战情况下共发生了300多起事故和900多起险情,导致45名飞行员丧生。AV-8A型的一级事故率高达31.77起/10万飞行小时,是F-16战斗机的5倍。所以美国海军陆战队的飞行员也给这架战机取了个“寡妇制造者”的绰号,与美制F-104战机的“飞行棺材”齐名。

  在32年里,美国海军陆战队的397架AV8系列战机先后损失了三分之一,当然,这个成绩要比印度海军好得多,印度从英国引进的海鹞战机损失了三分之二。

  当年苏联还设计过这种真正的垂直起降战斗机。设计有地面使用的能够俯仰的单臂发射架,类似地空导弹的发射架,战机以雅克114为原型,任务起飞时可在发射架上竖起,然后启动主发动机加力垂直起飞,降落方式不明。

  英国甚至为鹞式研制了载人吊舱,使之成为鹞式垂直起降突击运输机。这玩意是真实存在的,早期英军的突击队发明了单人载人吊舱,再后来又改进出更凶残的双人版,改躺为坐,更舒适了。鹞子战机一次可以运4名士兵,快速部署和撤离。有网友开玩笑:打下一架鹞子能干掉5个英国佬。英国自用版的吊舱里面还要有个装着茶具和热水壶的炉子,其中最特别的,是冲煮大吉岭红茶的热水必须是用鹞式战斗机的机关炮烧开的,必须带有枪油味,否则不幸福。据说F35B肥电也将配备此类吊舱,打下一架肥电能干掉5个美国佬。打掉一台印度摩托车,一个步兵旅没有了。。。。。。

  垂直起降技术虽然存在一些重大弱点,但这些弱点正在得到明显改善,前景非常看好。只有飞行控制技术和发动机技术都发展到一定水平,垂直起降技术才能够获得比较大的应用,这个代表应该是美国的F35B,该机能够携带6吨武器,而且是隐形飞机。在垂直起飞模式下,F-35B可携带武器的重量为海鹞战斗机的两倍,作战半径约为800公里,大约也是海鹞战斗机的两倍。

  F-35B很大程度上依靠升力风扇的冷气流,F-35B只用一台发动机,兼顾提供升力风扇动力。

  雅克-141的两台升力发动机喷流略向后偏,主发动机喷口可转到95°来平衡。

  中国在六七十年代搞过垂直起降战斗机。出于国土防空需要,1968年7月11日,空军向国防科委上报 《关于三五期间我国飞机发展问题的建议的几点意见》,其中明确提出要尽快解决垂直短距起落战斗机的问题。随后国防部六院根据空军的指示,下达了短距起落战斗机的研制课题。1969年初,六院一所(601所)将短距起落喷气襟翼可变机翼飞机列入专题科研项目。但由于技术储备不足,该项目只能列入预研项目。

  1969年3月,中苏边境发生了珍宝岛事件,中国一下子被推到了战争的边缘。在准备大打打核战争的大背景下,601所的垂直起降战斗机项目成了高于一切的重点工程,变成头等任务,同年9月份正式下达型号研制任务,代号为四号任务,该机以歼6战斗机为基础,设计新的飞行平台,加装升力风扇发动机,能够实现垂直起降和超音速作战。按研制计划要求在1971年七一首飞。由于受技术、材料及发动机等限制,四号任务进度非常缓慢,同时严重影响歼6、歼7、歼8战机的研制和生产。1971年9·13事件后,四号任务领导小组召开会议,决定四号任务不列入国家型号发展计划,仍为先期研究科研项目,至此四号任务下马。

  海军少将尹卓在接受央视采访时曾表示,中国未来的075型两栖攻击舰的吨位会是日本海上自卫队的出云级直升机母舰的1.5倍,也就是说吨位将达到四万吨,采用燃气轮机动力,这与美国海军最新型的美国级两栖攻击舰旗鼓相当。对于四万吨级两栖攻击舰来说,具备强大的航空能力是基本要求。相当于航空母舰的功能,可搭载10架以上的舰载战斗机,20架直升机,确保在没有航母时能够掌握一定区域的制空权,以及使用直升机向登陆地域输送兵力。

中国目前对垂直起降舰载机也有研究,很多军事分析专家认为中国新一代的垂直起降舰载机基本是美国F-35B的复刻版。在2015年3月20日《中国航空报》一则新闻,强烈暗示着中国开始研制垂直起降战斗机,正在打造升力风扇。中航工业成发与中航空天发动机研究院就短垂项目加工合作签约仪式。短距起飞/垂直降落飞机推进系统项目(简称短垂项目)是针对提高海军两栖作战能力,填补该类武器空白而进行的探索项目,有分析认为,该部件很可能是类似美国F-35B垂直/短距起降战斗机上F135-PW-600发动机所采用的升力风扇部件,这也标志着中国可能已经重新启动了垂直/短距起降战斗机研发计划。未来可以部署于国产两栖攻击舰。

  尽管中国的短距起飞/垂直降落飞机项目以动力研究作为先行牵引,打破了以往中国航空工业只注重飞机型号研究,动力研究落后的旧观念。但由于中国对于垂直起降战斗机升力风扇系统毫无技术储备,所以这项研究不太可能在短期内得到突破,再加上原型机的研制,预计中国的垂直起降战斗机需要花费十年以上时间才能面世。好饭不怕晚,让我们耐心等待。(作者署名:科罗廖夫)

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