垂直起降飞机,从组合式发动机到发动机组合,孰优孰劣?

俊恩评趣事 2023-08-31 23:17:14

成飞最近出了一个垂直起降飞机专利,叫双发串联垂直起降飞机。这个专利与雅克141方案类似,所不同的是,雅克141是三发串联,但两者都是发动机组合的类型。

雅克141的三发串联设计跳出了鹞式垂直起降飞机以一台组合式发动机的解决方案,让发动机在结构上更为简练,比如鹞式飞机有4个矢量喷口,雅克141只有一个,由此而引的是鹞式飞马发动机内结构极为复杂。结构的简练化不但让发动机能量消耗小,而且使发动机更容易大型化,同时组合式发动机又可让飞机更易大型化,这样就能垂直起降更大重量的飞机。实际上,雅克141的最大起飞重量19500千克(短距),13675千克(垂直),最大作战半径900公里;鹞式最大起飞重量只有10.4吨,作战半径只有400公里。尽管后来美国版鹞式AV-8B有所改善,最大起飞重量达到14吨,但作战半径并556公里,携带两附油箱为1100公里,这时可能带不了弹了,因此并没有太大改善,还是被讥为甲板保卫者。

F135垂直升降发动机

x32B的概念发动机,没搞成!

美国F35B吸取了雅克141的发动机设计理念,但是并没有吸取它的发动机组合理念,依然沿用了它在AV-8B上熟悉的设计理念——组合式发动。与鹞式飞马6发动机不同是,F35的发动机是由一台升力风扇+F135矢量发动机组合而成,本质上还是由一台发动机提供动力。实际上与F35竞争的Ⅹ32也没有跳出这个筐筐,它是由一台F119发动机通过加设矢量喷口的组合式发动机。

鹞式飞马发动机是组合式发动机、雅克141采用的则是发动机组合,这个是个人临时起意的概念,为的是好说明。这样,F35也与归类为组合式发动机,所不同的是它将雅克141的三台发动机组合成一台发动机,也就是将雅克141的设计理念鹞式化了,本质上没有跳出鹞式组合式发动机概念。而Ⅹ32则是直接将F119鹞式化,也是台组合式发动机。

成飞双发串联垂直起降专利图

成飞的双发串联垂直起降专利是发动机组合,它是将鹞式飞马6的后半截设计作为前置发动机与雅克141的90度矢量发动机作为后置发动机组合到起。把这个想法说出来,可能有一些人不高兴,说成飞的双发串联垂直起降专利明显与前两者不同,怎么就说成是在模仿似的。其实大可不必纠结这个,这好比飞机有一对机翼还是两对机翼是一个道理。

美国把F35B搞出来是因为它在发动机技术方面确实有独到之处,但是F35B的方案在大型化方面将受到发动机动力的限制。也就是说F35B虽然技术先进,但前途有限,这有如“点科技树”。成飞的双发串联垂直起降专利采用了两台发动机,除了在动力上更充沛外,还带来了一个好处,那就是飞机的布局将更为灵活,F35B垂直起降飞机受发动机的尺寸,重心等要素的限制,不得不将自己的设计得更粗短。

展望一下:

垂直起降,从组合式发动机到发动机组合,这是为达到垂直起降飞机的目采取的不同的技术路径。组合式发动机的技术路径发展得更早一些,也更持续一些,自然也更成熟一些。发动机组合,前苏联在雅克38与雅克141迭代了两代,众所周知的原因停止了,成飞的双发串联垂直起降专利重新拾起,利用新理念新技术重新将其武装起来。技术路径就有如换道一样,有一些东西在另一条路上根本用不上,只要能逐利避害,换道超车不是不可能!所以,组合式发动机到发动机组合,各有所长,孰优孰劣,得作出来才知道!

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