RB193升力/巡航发动机

RB162升力发动机

  在外观方面,VAK 191B的上单翼尺寸较小,翼载高达500千克/平方米,展弦比2.5,前缘后掠角40°,该机的垂尾和平尾也使用相同后掠角。

VAK 191B全尺寸模型与三面图

  令人惊讶的是,该机配备有三重冗余、电动液压的全权限线传飞控(FBW)系统。为了发展这套先进飞控,福克-沃尔夫从1966年开始试飞安装5台RB108升力发动机(这种发动机同样被肖特SC1和达索“巴尔扎克”垂直起降验证机使用)的SG 1262飞行测试台,成功完成了超过100次的自由悬停飞行。

多铆蒸刚的SG 1262飞行测试台

  随着研制的进行,VAK 191B的制造商福克-沃尔在1964年与西德威塞尔飞机制造公司(Weserflug)合并,成为联合飞机技术工厂(VFW),随后又与荷兰福克合并,最终成为VFW-Fokker。

原型机试飞

  就在第一架原型机制造中,外部环境发生了重大变化。大约在1966年,北约作战理论从大规模核报复变成了灵活反应,彻底改变了对未来战斗机的要求。对于VAK 191B来说,最初的设计目标已荡然无存,北约未来攻击机不仅取消了作为G.91替补执行核打击任务的要求,而且也不再强调垂直起降能力,而是需要强大的常规武器投掷能力。高度专业化设计的VAK 191B根本无法实现这点,该机贫弱的的推重比和较高的翼载荷,严重限制了其在常规对地攻击任务中的应用。

  这样的飞机自然没有任何作战用途,于是VAK 191B被降级为技术验证机,仅制造三架原型机。预算的减少促使意大利退出VAk 191B项目,但菲亚特继续作为承包商完成生产工作。该机没有被完全取消的唯一原因是其使用的一些新技术,如线传飞控系统\4000psi液压系统和辅助动力装置被认为值得进行测试,为以及即将到来的多任务作战飞机(NKF/MRCA)项目储备技术,而后者则是“狂风”战斗机的先行者。

  三架原型机都由不莱梅的VFW-Fokker制造。首架原型机VAK 191BV1在1970年4月25日下线,进行了18个月的地面测试和台架测试后于1971年9月10日进行了首飞。该机的垂直起降特性基本试飞在不来梅持续到1972年4月,达到145公里/小时的最大前飞速度。为了进行更广泛的试飞,V2和V3原型机在CH-53直升机的空运下来到巴伐利亚州曼兴的第61德国飞行测试中心(ErprSt 61),V1则留在不来梅完成共振测试,最后一个抵达试飞中心。

VAK 191B三架原型机

  除了为首次从试飞更好的试验设施外,ErprSt 61还代表该项目的出资者和客户——西德国防部(BMVg)。该机构从一开始就深深参与了VAK 191项目,确保了信息沟通的顺畅。

  1972年9月,VAK 191B在垂直起降操控评估和包线扩展试飞中达到了400公里/小时的最大前飞速度。1972年10月26日该机进行了首次涉及启停升力发动机的过渡飞行,但此时距离项目终止只剩下几周时间。

  1972年12月VAK 191B合同正式终止,所有飞行活动都被停止。此时三架原型机已完成了31架次飞行,累计飞行时间三个半小时。随后各方进行了为期15个月的广泛数据分析,为未来的军用和民用飞机研制提供了无价的技术积累,特别在线传飞控方面。

垂直起降试飞中的VAK 191B,升力发动机进气口具有滤网

  分析表明VAK 191B在垂直起降飞行期间会积聚大量热量,导致升力发动机仅能持续运转40秒,否则就会损坏机身结构和机场地面。由于飞机的设计限制,该机无法进行传统滑跑起飞,小机翼和高翼载使VAK 191B的起飞速度接近426公里/小时,自行车式主起落架布置在重心后两米处且平尾过小,使该机在滑跑中无法抬起机鼻。所以VAK 191B只能通过开启升力发动机的方式进行短距滑跑起飞,但会导致飞行员工作负荷过大,所以这种起飞模式也被认为不适合作战。

  飞行员在短距起飞中必须踩住刹车,把巡航发动机设置在83%推力,然后松开刹车滑跑加速。此时他需要把巡航发动机4个旋转喷管下偏45°来稳住速度,是时候启动升力发动机了,打来进气口盖,接通燃油阀,按下启动开关,油门杆推向慢车1,发动机点火。他在操作这一切的同时还要保持沿着跑道中线滑行!滑跑速度迅速达到93公里/小时,看到地勤打出“升空”手势后,飞行员就把旋转喷管下偏到100°,所有发动机全推力,使VAK 191B离开地面并开始轻松爬升。在大约60米高度,他减小推力以停止爬升。

水平飞行中的VAK 191B

制海舰概念试飞

  即使VAK 191B的试飞已经结束,VFW-Fokker继续努力向西德空军、美国空军和美国宇航局推销VAK 191B,试图把该机作为未来垂直/短距起飞(V/STOL)战斗机的验证机。此时美国海军正在考虑制海舰概念,也就是把V/STOL战斗机部署在小型航母上,这让项目看到了一线生机。

美国海军制海舰概念

  1974年7月美国海军与西德达成协议,美国海军开始介入VAK 191B的试飞,在美国人提供了80%的资金支持下,该机的飞行很快就恢复了。

  在两名西德试飞员和一名美国海军陆战队试飞员的操作下,三架VAK 191B原型机在1974-75年进行了广泛试飞。该机再次被架在地面伸缩台架上进行测试,然后开始自由飞行。美国海军在试飞中特别重视该机的V/STOL操纵品质。

地面台架测试

  试飞重点评估了VAK 191B的飞控系统特性、纵向和横向稳定性和操控性、悬停和垂直飞行中的操纵程序、以及过渡飞行特性。根据美国宇航局在1979年3月发表的一篇最终试飞报告,VAK 191B的操纵性总体优于其他V/STOL战斗机,但是若干缺陷严重影响该机的舰载操作,其中包括不良的悬停精度、不充分的机械控制特性、非线性俯仰和侧倾响应、高度(推力)控制杆的非指令运动、低俯仰控制灵敏度、机翼过度下反导致的不良效应、不足的整体推力响应。

  美国人发现VAK 191B在悬停和低速飞行期间,线传飞控的姿态指令控制系统能有效减少飞行员的工作量,这与德国人的观点一致。VAK 191B在无地效悬停时的操控很精确,飞控确实降低了飞行员的工作负荷,但由于热废气吸入,该机在地效悬停中很不稳定。