垂直/短距起降技术:像直升机一样升降的战斗机

垂直/短距起降技术:像直升机一样升降的战斗机

在大家的印象中,只有直升机才能垂直起降,而战斗机的起降都要滑行过长长的跑道,这也是为什么现代战争中把摧毁对方机场,使敌方的战斗机不能升空作为控制制空权的一种战略手段。但是,现在战斗机也能垂直或短距起飞了,并且这样的战斗机已经批量装备部队了,如,英国的“鹞”式和苏联的雅克-36。1982年4月,英国、阿根廷马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)战争中,英国的“鹞”式和舰载型“海鹞”式垂直/短距起降战斗机,与阿根廷空军展开了大规模空战。结果,阿根廷损失的飞机中,有31架是被“鹞”和“海鹞”击落的,而“鹞”式飞机没有一架被阿方的飞机击落、击伤。这是使用垂直起降技术的飞机第一次参加实战。

喷气式发动机出现后,使得飞机的起飞和着陆速度增大,这要求滑跑距离增长,需要延长跑道。一般正规的跑道长2000~3000米、宽40~60米,这一起飞过程,从发动、滑跑到飞机离地,必须经过一定距离、达到一定速度才行。这个距离一般在900米左右,视飞机加速性能及载弹量、载油量不同而有所区别。这不利于飞机的作战使用及其在地面的生存,这也就是大家从电影里经常看到的第二次世界大战中日本军队强迫大量中国劳工无休止地修机场的原因。为解决这一问题,一些国家在第二次世界大战结束后,相继着手研究垂直起降技术,研制垂直/短距起降飞机,先后出现了十几种试验飞机,有的在已有发动机的飞机上加装若干台重量很轻而推力很大的小发动机,把它垂直安装在飞机机身内,喷口向下喷气,推力垂直向上,这样飞机可以垂直上升,到了空中后,再关掉垂直发动机,使用普通向后喷气的发动机,使飞机向前飞。有的用转动机翼或转动发动机的办法,来使飞机垂直起降。这些试验,虽然经过几年的努力,但因为种种技术困难,或者效率太低,附加装置本身的重量太大,减少了装载的燃料和弹药,或者工作不可靠等原因,绝大部分被淘汰了。最后真正获得成功并且装备部队使用的,只有英国的“鹞”式和苏联的雅克-36。“鹞”式飞机于1957年开始研制,1969年装备部队。苏联的雅克-36于20世纪70年代开始装备部队。

英国皇家空军“鹞”式战斗机

获得成功的垂直起降飞机,主要是以可转向的喷气发动机的喷口形成的推力克服飞机自身的重量,实现垂直起降的。雅克-36装备一台有一对可转向喷口的涡轮喷气发动机和两台小型升力喷气发动机。“海鹞”装备一台有4个可转向喷口的“飞马”涡轮风扇喷气发动机,4个喷口分别设在机身下方的飞机重心四周,每个喷口都可以在一定范围内灵活地向任意方向转动,从而产生不同方向的推力,使飞机可以向前、后退、横向飞、悬停、空中原地转弯和垂直起落。当飞机需要起飞升空时,喷口转向下方,借助发动机的推力克服飞机重量垂直上升。然后,发动机喷口向后转动,使飞机加速,逐步过渡到以机翼产生的升力支持飞机重量的正常飞行。当飞机需要降落时,飞机减速飞抵降落区上空,发动机喷口由后转而向下,飞机由机翼产生升力的正常飞行过渡到由发动机推力支持飞机的零速度状态,然后垂直下降。因此,“鹞”式飞机和苏联的雅克-36都不需要很长的跑道。一块大约35米×35米大小的空地,就可以供“鹞”式飞机着陆。

垂直起降技术的出现和利用,不仅使固定翼飞机能像直升机那样实现了垂直起降,而且极大地提高了飞机飞行的灵活性。使战斗机飞机减少或完全摆脱了对机场的依赖,便于疏散隐蔽和出击转移,在执行近距离支援和侦察等任务时反应迅速,从而提高了飞机的地面生存能力和机动能力。垂直起降的歼击机或强击机,可配驻在航空母舰、巡洋舰、驱逐舰或两栖攻击舰等水面舰艇上,增强舰艇的防空能力和突击能力。在英阿马岛之战中,“海鹞”式战斗机击落的阿方飞机中,有11架是速度超过音速2倍的法制“幻影”战斗机。重要的原因之一是在中低空格斗中,战斗机机动一般不会超过音速。所以,“幻影”并不能发挥速度大的优越性,而“海鹞”利用发动机推力变向,可进行超常规的极灵活的机动,格斗能力要强得多。

但已装备的垂直起降飞机还存在很大的不足。首先,它的耗油量大,垂直起降、悬停需要大量燃料;垂直起降时,受重量限制(飞机起飞全重不能超过发动机推力的85%),不能加满油,作战半径很短,只有不足100公里;飞行速度偏低,每小时约为1000公里。为了减小油耗和增加起飞重量,不采用垂直起降方式,而是借助于长约300米的平直跑道或60米长的斜坡跑道,其作战半径将延长到300~400公里。因此,在实际使用垂直起降飞机时,常让其使用短距跑道,所以人们又把垂直起降飞机称之为垂直/短距起降飞机。