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神秘的四号任务:中国曾研发垂直起降战机

旱地拔葱,通常在武侠小说中用来形容大侠身手不凡,不需助跑,原地起跳就能跳很高的词语。在航空方面,用来形容短距垂直起降战机十分贴切。提起短垂战机,人们通常想到的都是著名的“鹞”式。但实际除了“鹞”式外,历史上还有很多不需要跑道就能起飞的战机,而且起飞方式也是“八仙过海各显神通”。

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我们先从正常一些的看起,冷战时期,由于担心主要空军基地和机场跑道很可能在苏联的首轮核打击中被摧毁,西方国家积极开展了战机短距起飞的研究。20世纪50年代,美国研发了图中的“零长度弹射”系统,实际就是利用大推力助推火箭将战机像导弹一样发射升空。图为即将采用“零长弹射”起飞的F-100“超佩刀”战机。

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采用这种方式起飞,优势是反应速度快,但劣势也很明显,例如只能一次性使用,对弹射战机的最大起飞重量有严格要求,野战机动不便等,因此美国等西方国家很快将注意力转移到其他方式上。

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在应用到F-100之前,美空军曾在F-84战机上也试验过该技术。

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图为西德F-104战机使用“零长弹射”起飞。

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巧合的是同一时期,苏联也进行了类似的试验,图为苏联空军使用零长弹射方式放飞米格-19战机。

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几乎在同一时期,美海军也启动了垂直起降战机研发计划,但起降方式与传统战机截然不同,被称为“尾坐式起降”,要求战机在起飞时要机身竖起,尾部接地,直接依靠螺旋桨或喷气动力”拔起来“,图为1954年,美海军测试康维尔公司的XFY-1试验机,左图为尾坐式起飞状态,右图为平飞状态。

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XFY-1在地面移动时需要依靠专用运输车。

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XFY-1起飞前,地勤人员移除飞行员的搭乘梯。

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在进入喷气时代后,美国瑞安公司还研发了X-13喷气式尾坐起降试验机,该机也可从倾斜导轨上发射起飞。

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图为正在进行垂直起降测试的X-13喷气式试验机。

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实际“尾坐式起降”方式并非美国首创,而是出自二战纳粹德国。二战后期,由于纳粹德国空军逐渐失去制空权,机场经常遭到盟军战机轰炸,德军迫切需要一种不依靠机场就能起飞的战机来截击盟军轰炸机群。BA-349“蝮蛇”火箭截击机应运而生,这种战机首次部分采用了尾坐式起飞方式,只是动力采用的是火箭助推器,而且是一次性的。图为BA-349火箭截击机,可见机头的24联装73毫米火箭巢。

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在1945年2月28日的首次载人飞行试验中,Ba-349原型机在发射后不到10秒就坠毁了,年仅23岁的试飞员当场死亡。之后该型机又进行了3次载人发射,均取得成功。截至纳粹德国战败前,BA-349共制造了36架,均未投入实战。图为BA-349垂直发射架CG还原图。

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图为艺术家绘制的Ba-349升空拦截盟军轰炸机想象图。

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除了BA-349“蝮蛇”外,纳粹德国在二战末期还研发过一种“动力机翼垂直起降战斗机”(Triebflugel),动力改用3台冲压喷气发动机,直接推动三片机翼旋转起飞,但由于设计过于超前,到德军战败投降前,该机只完成了风洞模型测试,都未制造原型机。图为动力翼战机垂直起飞想象图。

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艺术家绘制的动力翼垂直起降战斗机起飞艺术图。

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图为动力翼垂直起降战机拦截盟军轰炸机想象图。

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另一种纳粹德国尾坐式喷气战机编队飞行想象图。

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20世纪50年代,除美国外,法国对尾坐式垂直起降的概念也很感兴趣,SNECMA公司设计了这个采用奇特的环形翼的C450Coleoptere垂直起降研究机。

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地勤人员在C450试飞前进行调试工作,该机独特的环形机翼布局十分醒目。

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当年采用类似起降方案的还不止西方国家,苏联苏霍伊设计局也曾研发过尾坐式起降战机,图为苏霍伊SHK喷气式战机想象图。

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由于尾坐式垂直起降存在较大弊端,进入20世纪60年代后,各航空大国开始集中研发利用推力矢量技术实现垂直起降。图为德国(西德)于20世纪60年代研发的VJ-101垂直起降试验机,总共搭载了6台涡喷发动机(翼尖各2台,机身前部纵列2台),其中翼尖发动机短舱可在垂直起降阶段旋转70度。

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1964年7月29日,VJ-101C在一次试飞中的最大平飞速度达到了1.04马赫,使其成为了历史上第一种实现超音速飞行的垂直起降飞机。图为德国VJ-101试验机两种不同飞行状态(垂直起降和水平飞行)的资料图。

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同一时期,法国推出了幻影IIIV(又名巴尔扎克)垂直起降试验机,该机除一台作为主动力的涡扇发动机外,还加装了8台升力涡喷发动机。除具备垂直起降功能外,还保留了2马赫的超音速飞行能力。

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苏联的米高扬设计局在同时期也推出了多种试验机,例如基于米格-21战斗机改装的米格-21PD垂直起降试验机。

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以及基于米格-23战机改装的米格-23PD垂直起降试验机。

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苏霍伊设计局在同时期也推出了基于苏-15截击机改装的代号T-58VD的短垂起降试验机,和大部分试验机一样最终都未投入量产。

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实际中国在20世纪60年代末,出于国土防空需要,也进行过短垂战机项目的研究,但最终因当时技术所限未能完成。图为航空专家白玮制作的歼6垂直起降型试验机3D建模,可见方式十分超前,采用了在机体周围设置4台升力风扇控制垂直起降的方案。

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进入20世纪80年代,美国罗克韦尔公司集中研发了一种名为”引射式增升技术“(在机翼和鸭翼上安装百叶窗式进气装置和喷气导管)的新型推力矢量控制技术,XFV-12试验机就采用了该技术。图为XFV-12剖面图。

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图为XFV-12正面特写,科幻味十足,红框处为辅助进气口。

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图中可见XFV-12在不同状态下的气动面变化状态,右图可见在垂直起降模式时,机尾的塞式主喷管会关闭,喷气流会通过导管导向机翼和鸭翼内的引射增升装置控制战机姿态。

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图为罗克韦尔公司的XFV-12试验机在进行垂直起降测试。可惜在经过多次试验后,该试验机都未能在垂直起降阶段保持足够的推力留空飞行,最终该项目于1981年被取消。

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图为艺术家绘制的冷战时期,美国康维尔公司为美军研发的Convair-200引射式增升舰载战机垂直起降的场面。

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按计划设想,Convair-200起飞时主要采用传统的蒸汽弹射方式,只在着舰时采用垂直起降。

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就在最近,尾坐式垂直起降概念又有了复兴的趋势,美国诺格公司向DARPA(国防高级研究计划局)递交的一种新型舰载无人机方案中就采用了这种方式,该无人机可在小型海军舰艇上起降并发动攻击,无需跑道仅用尾部就能完成起降。一套大型反转螺旋桨是其亮点。

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