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英皇赌场·理工男的世界——末日科技到全垂直空军,德国垂直起降战斗机发展

时间:2020-01-11 12:22:52作者:admin
 

英皇赌场·理工男的世界——末日科技到全垂直空军,德国垂直起降战斗机发展

英皇赌场,作者:虹摄库尔斯克

说到垂直起降战斗机,人们脑海中想到的首先是最著名的英国“鹞”式战斗机家族,亦或者是美国海军陆战队最先进的f-35b垂直起降隐身战斗机。其实,曾经的第三帝国和冷战时期的联邦德国(西德),也研制过多种型号的垂直起降战斗机。德国是一个严谨的国家,但日耳曼从来也不缺创新开拓的思路和勇气,而德国人疯狂起来也真是吃不消,这些垂直起降战斗机计划甚至可以用妖怪来形容!

图片:联邦德国亨克尔he 231垂直起降战斗机方案。

第二次世界大战后期德国的末日科技中就有许多垂直起降计划。比如福克·沃尔夫公司就推出了triebflügel型垂直起降战斗机,这是一种翼尖喷气的旋翼尾坐式要地防御战斗机,堪称末日计划中最大胆的飞机设计之一。该机装有2门30毫米mk108机炮和2门20毫米mg151机炮,主要用于拦截盟军轰炸机。

图片:福克·沃尔夫公司triebflügel型垂直起降战斗机。

除了福克·沃尔夫公司外,德国另外一个著名的飞机制造商亨克尔公司也研制了一种尾座式垂直起降战斗机,叫做wespe lercheii/iii型战斗机。该机放弃了福克战斗机的喷气螺旋桨,而是在后机身安装了一台hes 021型涡轮螺旋桨发动机,驱动一副大直径螺旋桨,而螺旋桨包裹在一个大型的环形机翼内,形成特殊的涵道结构。德国空军设想中的这种飞机不但能够安装大口径机炮,还能携带当时最先进的空空导弹,用于打击盟军大型战略轰炸机。

图片:亨克尔公司wespe lercheii/iii型垂直起降战斗机。

这些二战德军脑洞大开的末日科技,为战后的德国航空设计师们提供了灵感。冷战时期,面对苏联和华约大军的现实威胁,联邦德国认为自己的固定机场和混凝土跑道非常容易受到攻击和破坏,新一代战斗机必须拥有不依靠跑道起降战斗的能力。此时,德国国防军空军的处境其实和二战末期非常相近。为此,德国空军成立仅一年后的1957年,就下达了研制新一代垂直起降截击机vj-101的任务,而亨克尔、梅塞斯密特、布尔科夫、福克·沃尔夫这四家大家耳熟能详的公司开始投入垂直起降战斗机的研制中。

图片:福克·沃尔夫公司的另外一种垂直起降战斗机方案。

这一轮研发,各个公司拿出来的仍然是延续二战黑科技的一些尾坐式截击机方案。比如亨克尔公司的he 231战斗机,长得就像是一枚科幻杂志上的火箭,也如火箭一样发射升空,然后再以携带的“响尾蛇”空对空导弹来打击苏联战斗机或轰炸机。

图片:亨克尔公司he 231垂直起降战斗机方案。

著名的梅塞斯密特公司也参加了这轮研制,他们推出了me x1-21垂直起降战斗机方案。相对来说,这个方案更像是一架竖着的战斗机,这架战斗机采用两侧进气,有鸭翼和三角主机翼。除了垂直起降能力外,还具有常规起降能力,并未走完全火箭飞机的极端路线。

图片:梅塞斯密特公司me x1-21垂直起降战斗机方案。

福克·沃尔夫公司在二战末期有垂直起降战斗机设计经验,这次他们拿出了fw 860垂直起降战斗机方案。这是一种非常霸气逆天而又设计巧妙的方案,福克·沃尔沃的设计师们设计了一个可以弯曲的机头,当战机以垂直方式站立在大地之上时,这个机头弯曲折叠成水平位置。垂直上升后,后机身逐渐向上翻平,形成一架常规气动布局的战斗机,拥有可以媲美普通战斗机的机动性能。该机也具有常规起降能力。

图片:逆天的福克·沃尔夫公司fw 860垂直起降战斗机方案。

最后一家公司是布尔科夫公司,这是一家主攻直升机的公司,他们设计的p110.1垂直起降战斗机外形就像是一只小蜜蜂,尺寸最小,只在身体内安装了一台涡轮喷气发动机,而机翼下携带了2枚“响尾蛇”空对空导弹。从设计图上“响尾蛇”导弹的尺寸可以推断出p110.1战斗机的超小外形。

图片:布尔科夫公司p110.1超小型垂直起降战斗机。

通过这一轮的选型,德国人总结出了一个观点,就是垂直起降能力不能影响飞机的气动外形,不然在与常规战斗机针对制空权的时候将处于下风。1957年,各自公司开始了第二轮的研制工作。比如梅塞斯密特公司推出了me p1227方案,就是在一架常规起降战斗机的基础上,安装专门的升力风扇。这已经摸到了垂直起降战斗机的门路了,和后来苏联的雅克-38垂直战斗机设计思想相同。疯狂的梅塞斯密特一下在这架飞机里面塞下了5台罗尔斯·罗伊斯rb-108小型升力发动机,垂直起飞时候同时使用5台向下喷气,巡航飞行时通过调整喷口开关,使4台发动机向后喷气,实现1.08倍音速飞行,是一种超音速战斗机,而且能够使用当时罕见的雷达半主动制导空对空拦截导弹。该方案后来被德国空军付以vj-101b的正式试验编号。而后来梅塞斯密特又发展了安装6台发动机的p1227/2方案。

图片:梅塞斯密特公司的me p1227/1垂直起降战斗机方案(vj-101b)。

同时,亨克尔公司研制了新的he 231-2垂直起降战斗机,对的,名称和上面的火箭版he 231战斗机一个名字。只是从竖起发射到水平垂直起降,而外形就像是一架米格战斗机,竟然采用了机头进气,为中部的升力发动机进气。而机翼翼根处的肋下进气口是为尾部的2台可旋转发动机进气的,以实现垂直起降和巡航飞行的互换。

图片:亨克尔公司的水平式he 231-2战斗机。

亨克尔公司没有在这架米格版垂直起降战斗机面前停下脚步,并准备和he 231这个编号耗上了。亨克尔公司从美国f-104g战斗机上得到了灵感,直接搬用了f-104战斗机的铅笔状机身,搞了又一种he 231,姑且叫做he 231-3吧。该机在机身前后设置了两对机翼,机翼外都悬挂一套rb145喷气发动机短舱,4台发动机可以旋转110度,非常像现在的v-22“鱼鹰”旋转翼飞机。后来,亨克尔公司又搞了前2后4的6台发动机版改良型he 231-3战斗机方案。很幸运,联邦国防军空军给予了这两种飞机方案vj-101a的官方编号。

图片:亨克尔公司he 231-3垂直起降战斗机方案(vj-101a)。

到了1959年2月,联邦德国政府认为没有一家公司能够独立完成垂直起降战斗机的研制,为了节省研制资源,将梅塞斯密特、布尔科夫、亨克尔公司集合起来,搞了个ewr联盟,集中精力攻坚vj-101在内的“全垂直空军”项目。1959年9月,梅塞斯密特公司和亨克尔公司将前期的vj-101a/b方案优化合并,搞出了vj-101c。这个方案保留了主机翼外端的可旋转升力/巡航发动机,而将另外两台发动机塞进机身作为单纯的升力风扇。

图片:梅塞斯密特公司和亨克尔公司的vj-101c x1方案。

1959年12月,联邦国防军终于下达了原型机研制合同,经过一系列发动机、飞行床架、地面伸缩平台试验等,实打实的垂直起降战斗机终于成形了。

图片:进行引擎和地面台架试验等的vj-101c垂直起降战斗机。

1963年8月31日,vj-101c x1原型机进行了第一次高速常规水平试飞,随后进行了首次垂直起飞—水平飞行—垂直降落的全过程转换试飞。1964年7月x1原型机在平飞中超过了音速,成为世界上第一种超音速垂直起降战斗机。1964年9月14日,x1原型机在常规起飞时进入不可控滚转,最后坠毁,飞行员弹射生还。

图片:试飞的vj-101c x1原型机。

随后,ewr又造了vj-101c x2继续试验,但是仍然摆脱不了坠毁的厄运,1967年第二架原型机在一次垂直降落过程中重重地摔到了地面,机体受损,起落架折断,失去了进一步研制的可能。现在这架原型机修复后被放置在博物馆。

图片:vj-101c x1原型机最终归宿是博物馆。

vj-101计划的夭折没有阻挡德国人对垂直起降战机的追求。后来和美国人一起搞了一个先进垂直起降战斗机(avs)项目,弄出来一系列垂直起降方案,最后当然也是无疾而终,不过倒是为后来欧洲的“狂风”战斗机项目打下了基础,很多研制成果直接转化成了“狂风”战斗机的技术。

图片:vj-101c x1原型机、tf-104战斗教练机和asv战斗机的对比。

图片:采用变后掠翼和升力风扇的avs战斗机方案a-400。

图片:超科幻的asv战斗机,驾驶舱后共有4个伸缩式升力风扇,尾部的发动机进气口采用了少见的机背进气口。

这当中还有一个插曲,就是“全垂直空军”计划中的运输机部分由多尼尔 do.31型运输机完成了。do.31 采用翼尖升力发动机和翼下升力-巡航发动机。为了可靠性,翼尖的升力发动机组达到每侧 4 台之多,翼下发动机可以推力转向,增加垂直起落时的升力,并在巡航时提供推力。do.31运输机完成了大量的试飞科目,但在试飞中发现油耗惊人的问题,垂直起落时,噪音非常大。翼尖巨大的升力发动机舱也在巡航时引起很大的阻力,作为战术运输机,并不实用。随着北约战略从大规模核报复向灵活反应转变,空军对垂直起落的要求大大降低,do.31也随之下马。

图片:多尼尔 do.31型垂直起降运输机。

asv项目的成果于1968年用在了“狂风”战斗机后,福克·沃尔夫公司主导成立的vereinigte flugtechnische werke公司 (vfw)又于上世纪70年代初搞了一个vak 191b垂直起降核攻击机的方案。后来意大利菲亚特公司也进来了,主要为了代替意大利g.91攻击机,联邦德国也装备有。该机有幸生产出了3架原型机。vak是vertikalstartendesaufklärungs-und kampfflugzeug(v / stol侦察攻击机)的缩写。vak 191b外形非常像当时的英国“鹞”式战斗机,但其实内核更像是苏联的雅克-38战斗机,其也使用升力风扇和推力风扇相结合的动力结构。

图片:vfw公司的vak 191b核攻击机。

vak 191b垂直起降攻击机采用罗尔斯·罗伊斯的rb.193-12矢量推力发动机作为巡航发动机,而配以2台罗尔斯·罗伊斯升力发动机。3架vak 191b战机从1970-1975年进行了91次试飞,1971年9月20日在不莱梅进行了第一次垂直起降,第一次垂直起降过度到水平飞行试飞是1972年的10月26日慕尼黑。该机拥有英国“鹞”式没有的超音速能力,平飞可以达到1.4-1.4倍音速。

图片:vak 191b垂直起降战机侧视图。

目前这三架垂直起降战机分别被安置在2个博物馆和空中客车公司不莱梅分部内,成为德意志自行研制垂直起降战斗机的见证!

图片:三架vak 191b垂直起降原型机。

图片:德意志垂直起降战斗机的绝唱——vak 191b垂直起降攻击机。

 
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