战斗机垂直起降技术为什么不香了?

作者:季风
某种程度上说,垂直起降可能是最适合战场的战机起降模式。自从莱特兄弟发明飞机以来,固定翼飞机就有一个无法回避的问题:起飞与降落都需要滑跑一定的距离。这使得固定翼飞机无法摆脱对机场与跑道的依赖。
这带来一个十分严重的问题,那就是机场在战争时期会非常脆弱。即便没有现代化侦察卫星的支持,发现机场这种极大的目标也不是什么难事。即便是无法弄清楚机场内部的情况,确定其位置对于任何拥有健全情报机关的国家或组织来说,也不是什么困难的事情。停在地面的战机,是极为脆弱的,哪怕在天空中大杀四方,在地面上只能任人宰割。
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二战太平洋瓜岛上的亨德森机场
对此,纳粹德国和以色列是最有发言权的。1941年,巴巴罗萨计划启动后,苏联西部各军区的战机很多未及升空,就被纳粹飞行员击毁在机场。其中相当部分是红色空军刚换装的新型战机。侥幸躲过空袭的苏军机场,又在之后的地面战斗中被快速推进的德军装甲集群占领,又有大量战机被俘。
相比于战机,对于苏军来说更可怕的是飞行员和地勤人员的巨大损失。这使得战争初期,苏联空军不得不把大量只接受过简单训练的菜鸟飞行员送上前线。结果必然是惨重的伤亡,很多传奇的百机王牌就是这样来的。
1967年,六日战争中以色列采用了与德军类似的战术,重创了周边阿拉伯国家的空中力量,为地面部队的快速推进扫清了障碍。
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六日战争中的以色列坦克
为了避免类似的情况,垂直起降战斗机的研制,在一段时间内成为主要军事强国共同的选择。如果从航空史的角度来看,最早进行相关研究的是德国。准确说,是魏玛德国,而不是各种黑科技井喷般涌现的纳粹德国,包括偏转翼方案在内的多种垂直起降方案都进行了尝试。只是当时机场与现在相比,要求低得多,所以相关研究十分缓慢。
二战后期纳粹军队的不断失利,加速了研究的进行。但限于技术条件的限制,最终这些设想都只能是设想,没有任何一种概念机进入量产阶段。其中最接近成功的Ba349截击机。
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Ba349作战想象图
它采用与V2导弹类似的方式垂直起飞,飞行员驾驶它逼近地方机群,发射火箭弹进行拦截作战。攻击完成后,飞行员跳伞脱离,飞机也通过降落伞进行回收。这种作战模式不像飞机,反而更类似于一枚可以多次使用的防空导弹。
二战结束后,世界局势一度呈现缓和的趋势,相关的研究也随之放缓。随着冷战爆发,核大战的阴云笼罩整个世界,垂直起降再次成为各国军事部门的重点。没办法啊,机场这种较大的军事设施,在核战争中很难生存下来。基于这个共识,各国开启了这一领域中的科技树。
美国人选择的是相对保守的技术路线。战后初期美国研制的依然是采用活塞发动机的型号,虽然十当时最顶级的活塞式发动机,但结果不尽如人意。不论是康维尔公司的XFY-1(绰号:弹簧单高跷),还是洛克希德的XFV-1(绰号:大马哈鱼),虽然在航速、载弹量上不亚于同时期的活塞飞机,可航程和滞空时间要低得多。更重要的是,喷气式战机才是未来的主流,即便试飞成功也无法应对铁幕另一边的各类喷气式战机。
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V-22鱼鹰
即便如此,这两款也是比较幸运的,毕竟制造了几架样机,并进行了试飞!其他公司类似的战斗机制造了样机后就没有什么进展了!唯一的幸运儿是贝尔公司的XC-142A运输机,为后来偏转翼的鱼鹰运输机积累了技术。
与美国不同,法国从一开始就以喷气式发动机为动力来源。最早的“甲虫”验证机采用了极为罕见的环翼设计,虽然起飞性能在当时看来还不错,降落时的性能却差得要命。最终该设计方案被放弃。
之后的幻影3V采用了矢量喷口的方案,在飞机座舱后至垂尾之间安装了8台喷口垂直向下的RB162-31升力发动机,巡航发动机沿用基本型的TF-104B发动机。这个设计看似合理,却造成发动机死重太大,油箱空间也被大量挤压。后果就是飞机的机动性和航程下降明显,让幻影3这款原本不错的战机优势尽失。
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对这一技术路线最疯狂的要数联邦德国。作为冷战最前沿,西德承受的压力无疑也是最重的。一旦战争爆发,西德境内的机场、空军基地绝对是苏军及华约集团的集火目标。
为此,西德相关的研究项目之多也是西方世界之最,最终有三个完全不同的项目进入原型机试飞阶段,包括福尔·沃尔夫公司的VAK-191核打击飞机、EWR公司的VJ101战机和道尼尔公司的DO31垂直起降运输机方案。但最终因为种种原因,这三个方案都没有投入量产。
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Do31运输机
甚至当时航空技术十分有限的我国,也推出了自己垂直起降飞机方案。我国的方案是垂直起降版的歼6,与当时海军计划的航母方案配套。
随着国际形势的变化和核防护技术的进步,更重要的是关键技术始终无法突破,大多数垂直起降飞机没有落地。只有英国和苏联坚持下来了。
英国的是大名鼎鼎的鹞式\海鹞式战斗机,采用矢量喷管技术,实现了垂直起降。鹞系列的问题和法国幻影3V类似:死重大、航程有限……能够坚持下来,很重要的原因是英国海军在相当一段时间里,陷入只能依靠轻型航母维持海军力量的窘境。
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鹞式战斗机
后来的马岛战争中,英国的海鹞和鹞式,在面对阿根廷这样的中等国家就已经有点力不从心了。而且这还是在阿根廷严重错误的基础上的!如果阿根廷能在一开始准备好足够的弹药,并在马岛完善空军设施的话,英国海空军能不能取胜都会成问题。好在英国,还有其他装备鹞式的国家都只会面对一些军事力量弱鸡的国家或地区。
苏联人的情况类似,雅克家族的雅克36只完成了试飞,并没有进入现役。之后的雅克38因为航程和载弹量都严重不足,被戏称为桅杆保卫者。这款被西方称之为“铁匠”的战机,只有在苏联海军当时的作战体系中才能发挥最大作用。更坑的是,雅克38的安全性极差。这在苏系战机中,是比较罕见的。
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雅克38
随着苏联海军实力的增强,重型载机巡洋舰服役,苏联海军也放弃了垂直起降的技术路线,走上滑跃起飞的道路。网络上很多人吹捧的雅克141在苏联解体后没有继续发展,也是许多国家认识到了垂直起降的不足。
冷战结束后,只有美国在JSF计划中强制要求必须有垂直起降的子型号。结果就是F35这个被寄予厚望的机型,在现实中问题重重,多次遭遇停飞的命运。但对于美国,这也无可厚非。毕竟JSF启动的时候,中俄两国的新一代战机还遥遥无期。哪怕是空战性能缩水的第五代战机,也足够压制多数潜在对手。
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F-35B
即便是现在中俄两家的五代机已经服役,F35也有一定的数量优势。垂直起降型配上美国海军装备的两栖攻击舰,也可以对中俄两国,尤其是中国形成局部优势。
在登陆和两栖作战中,垂直起降即便存在诸多问题,其航程和载弹量也是各类直升机无法比拟的。这也是美国在AV-8B后还在坚持垂直起降的原因所在。至于F35是否采用了雅克141的技术方案,与F35已经存在这个现实问题相比,没什么意义。
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雅克141
不过美国这种垂直起降战机搭配两栖攻击舰的模式倒是很有意思。我国海军这些年的平顶船也下水了不少,单纯搭载直升机似乎大材小用,未来很有可能会学习美国的这套作战模式。
之前,网上流传的中国自主垂直起降的技术专利就能说明问题,中国很可能也在研究垂直起降战机。至于进展到什么阶段了,恐怕只有相关部门了解。