垂直起降战机缺陷在哪?中国有更好方案,完美避过主要风险
2020-04-20 08:28:40

图为歼6垂直起降方案
二战后,各国飞行员在总结战争经验时,普遍得出了高度与速度是制胜关键的理论。设计师在得到前线反馈后将其代入新武器的研发,直接促成了高空高速理论在冷战初期的流行。挂载重磅核弹的轰炸机能从防空兵难以触及的高度快速入侵。由于传统战斗机依赖滑跑起飞,跑道被列入首要打击目标,一旦这些难以拦截的轰炸机突破防线,就会立即摧毁可用的机场跑道。由于此时的喷气机已经难以从简易跑道起飞,被攻击方就会完全丧失制空权,即使有藏于重型掩体的飞机存活,也与废铁无异,被攻击方只能被动接受后续的空袭。

德国VJ101项目试验机X1
同在这个时期,海军航空兵飞机的不断增重给航母甲板带来了巨大压力,传统列队起飞的方式已经不适用于喷气机的运作。而弹射起飞无法避免地降低了甲板运作的效率,还增加了航母整体运作的成本,对航母的吨位要求也大大增加——想要达到可接受放飞效率,航母就要拥有更大的甲板面积,来装备更多的弹射器,这对于财力吃紧,希望运营轻型航母的国家无疑非常不友善。低放飞效率还意味着反应速度的降低,尤其在面对苏联主打"重""远""快"的反舰导弹时,这点非常不利。

美国XFV1技术验证机
如上种种原因促使着各国探索不依赖长跑道的短距离/垂直起降战斗机。此时这个机种还处于早期探索阶段,技术基础还停留于纳粹德国在末期防空作战中设计的几款不成熟方案。苏联基于二战获取的经验与技术,发展了类似纳粹德国BA349的火箭垂直起降技术,利用火箭将战斗机从滑轨上推动至起飞速度,这一方案在米格19战斗机上进行了实机实验;同期德国也以F104为蓝本改装了类似机体。而美军曾设计向上起飞的螺旋桨动力战斗机,以解决航母甲板运转与反应速度问题,法国也同样钟情立式起飞。但早期短距离/垂直起降技术存在诸多问题:火箭方案具有实用性,但在数米的短距离将战斗机加速到超过300千米时的起飞速度,对飞行员十分不友善,火箭也带来了新的技术复杂度与安全隐患;向上起飞在那个飞控技术还不成熟的年代则具有极大的安全隐患与操作难度。所以五十年代的垂直起降飞机试飞往往伴随着惨烈的坠机。

著名的鹞式战斗机
随着发动机技术与飞控技术的进步,垂直起降技术开始逐渐实用化,但五十年代后期年代到六十年代初的垂直起降飞机还停留在"幼年期",距离上战场还有一定距离。此时较为靠谱的方案是增加升力发动机或使用可偏转的发动机舱,还有部分将两者结合的方案,在正常布局飞机上增加偏转发动机舱。这些方案还受限于此时的技术。单纯在机身增加固定方向的升力发动机会带来很大的死重,对航程和载荷很不友善;而偏转发动机舱对当时的技术很不友善。同时这两者还都对后勤非常不友善。极大提高的后勤难度和技术复杂性让其难以被军队接受。

雅克38的升力发动机+偏转喷口布局
而后引擎与飞控技术再度发展的七八十年代,短距离/垂直起降战斗机才真正独当一面,无论是雅克主打的升力发动机+偏转喷口发动机的布置还是类似飞马发动机的多个偏转喷口都取得了相当的成功,再往后的V22与F35B就更令人熟知了。但即使今天,垂直起降依旧要以死重与航程做代价换取。很少有飞机能不牺牲航程与重量换得短距离/垂直起飞能力。但在六十年代,于垂直起降战机历史上并未留下太多笔墨的我国,却有一款相当大胆的尝试。

歼6垂直起降方案下视
彼时的我国航空技术基础尚弱,却面对着美苏庞大的空军力量。在强大的国防压力下,垂直起降战机被提上日程。最初的垂直起降方案类似西方主流设计,为歼6战斗机增装升力发动机,但死重与航程损耗对本来就"腿短"的歼6影响甚大。在后期改进中,我国军工人员创造性地引用飞机的引擎燃气驱动升力风扇,达到垂直起降目的,起飞后再改变燃气流向转向平飞。而大直径风扇在起飞后可以选择抛弃,又达到了去除死重的目的。此方案虽然在抛弃风扇后存在降落问题,但极大程度保留了战斗机的作战效能,且改造机体歼6以米格19为蓝本,有着"火箭"之称,有着大推重比的改造优势,完美避过主要风险。但受限于飞控技术与国内形势,该机还是于1971年下马。虽然项目没有获得成功,其大胆尝试却是垂直起降战机史上精彩的一笔。