中国或开发垂直起降战斗机,技术路线偏向F-35B,跟成飞方案明显不同

近日外媒称,中国国产短距/垂直起降战斗机前期技术研究正在紧锣密鼓的进行,这些研究成果可以为将来型号研制打好基础。国产短距/垂直起降战斗机技术路线偏向F35B战斗机,采用一台大推力涡扇发动机带动升力风扇、推力矢量喷口这个配置,其显著的特点是采用了Y型进气道。这跟先前成飞公开的前后串联两台发动机的另外一个方案完全不同。成飞方案试验和探索性质更明显,过于科幻,转化为实机的可能性非常小。或许不久的将来我们可以看到中国版F-35B短距/垂直起降战斗机

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(国产短垂起降战斗机或以F35B为蓝本)

升力风扇垂直优于升力发动机

现代短距/垂直起降战斗机实现垂直起降主要有两种方法,一种是依靠升力发动机,或者发动机提供升力。前者是在飞机中部安装数个升力发动机,为飞机提供垂直起飞的升力。或者为发动机增加推力矢量喷口,将发动机推力转化为升力。升力发动机技术难度相对较低,实现起来比较容易,因此短距/垂直起降战斗机大多采用这种方法。不过这种方法缺点比较明显,升力发动机体积和重量较大,垂直起飞之后就会成为飞机的累赘。升力发动机喷出的高温燃气会对于地面、飞行甲板造成较大的损坏,限制飞机的使用范围,尤其高温燃气被地面或者飞行甲板反弹回来,再被发动机吸入,就会影响发动机的工作,甚至造成发动机停车。

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(俄罗斯YAK-141采用升力发动机,注意起落架后面的2个升力发动机)

还有一种方法就是升力风扇,升力风扇利用扇叶扇动空气,形成向下的高速气流,从而形成升力。升力风扇优点是结构简单,重量轻,系统只有两个对转风扇,一根转动轴,对于飞机性能影响较小。风扇产生的升流温度较低,对于发动机不会产生太大的影响,甚至还会冷却发动机的高温燃气。当然它的缺点就是风扇直径较大,占据机体宝贵的空间,另外风扇产生的升力相对较小,无法用于重型战斗机,还需要推力矢量辅助,另外未来升级潜力空间也比较小,限制了飞机的性能升级。不过这些缺点与优点比起来还是可以接受的,因此升力风扇成为当今短距/垂直起降战斗机发展热点。

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(F35B则采用升力风扇)

根据相关资料,F35B战斗机升力风扇由2个直径为1.27米的对转风扇组成。风扇通过驱动轴、离合器和齿轮箱和F135涡扇发动机相连,最大转速情况下空气流量236公斤/秒,这个时候可以产生大约8吨重的升力。这个升力大约相当于F35B战斗机垂直起降升力的48%,另外F135涡扇发动机推力矢量喷口提供总升力的40%,两侧机翼的滚转控制喷口则提供剩下的12%。

我们早就注意到升力风扇的优越性

许多人可能没有想到我们早就认识到升力风扇优越性,并且开展了初步研究。上世纪60年代,中国相关单位考虑研制短距/垂直起降战斗机,就曾经提出升力风扇方案。由于当时国内经济技术实力有限,工业基础薄弱,这个方案最终无疾而终,不过也反映出我们技术人员对于升力风扇的认可。随着新世纪我们经济技术实力提高,工业基础升级,我们发展升力风扇系统已经没有太大技术障碍。在这种情况下相关单位开展了短距/垂直起降战斗机技术预研。升力风扇自然成为我们重点技术发展方向。

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(早期国产短垂直战斗机想像图,它采用了4个升力风扇)

当然我们发展短距/垂直起降战斗机仍然存在技术障碍,最主要障碍还是发动机,升力风扇由发动机带动,考虑到系统难度,最好是单发战斗机。F35这个级别的战斗机发动机推力要达到20吨级,我们现在还没有这个级别的发动机,因此我们下一步的工作可能就是研制大推力涡扇发动机。未来这种发动机研制成功之后,配合升力风扇就可以研制国产短距/垂直起降战斗机。

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(076两栖攻击舰采用电磁弹射器降低了对比短垂战斗机的需求)

不过型号是否发展由需求决定,国产076型两栖攻击舰配备有电磁弹射器,弹射歼35隐身舰载战斗机太大问题,只有075型两栖攻击舰才会搭载短距/垂直起降战斗机,这样我们对于短距/垂直起降战斗机需求比较小。每艘075型两栖攻击舰搭载2个大队的短距/垂直战斗机,大约为24架,4艘075型两栖攻击舰也只有96架,加上备份、训练用飞机,总数也不会超过200架。国际市场对于短距/垂直起降战斗机需求也非常低,因此国产短距/垂直起降战斗机生产规模很难超过300架,所以是否上马可能还需要进行更加深入的研究和论证。

因此近期我们对于短距/垂直起降战斗机发展仍然以研究为主,打好技术基础,一旦有需要,能够迅速转入型号研制,为我们的海军提供国产短距/垂直起降战斗机。