- 像鸟儿一样腾飞(上)——人类垂直起降飞行的梦想
- 像鸟儿一样腾飞(下)——人类垂直起降飞行的梦想

德国人疯狂起来真是吃不消,这不是哈德分子的狂想,而是 Focke-Wulf Triebflugel 的设计方案,如果战争再延长几年,没准会投入战斗的。这样用机翼作旋翼,在道理上是可行的,不过和机身相连的滑环要求很高

这样挥舞着机翼迎击敌人,像飞舞着巨锤的妖怪,心理脆弱一点的敌人,还不掉头就逃?

战后,Focke-Wulf 没有放弃 tail sitter 的概念,这是喷气式 FW 860 tail sitter 的方案

在地面中奇怪的支架支撑

起飞时,可以先短滑跑,然后支架把飞机猛地竖起来(这就是图中的 erection,不要有联想哦!),然后像 tail sitter 一样垂直起飞,着陆时顺序反过来

洛克希德 XFV-1

康维尔 XFY-1 Pogo

康维尔 XFY-1 在平飞中

进入喷气时代了,Tail Sitter 也要与时俱进,Ryan 研制了用喷气发动机的 X-13

Vertijet 也可以从倾斜导轨上起飞

Tail sitter 作为有人驾驶战斗机已经是一个过时的概念了,但用于无人机,还是不错的,波音的 Heliwing 就是一个例子
Tail sitter 不光在美国引起很大的兴趣,在法国同样得到很大的重视。SNECMA 是制造航空发动机的,但 SNECMA 在 50-60 年代也卷入了对垂直起落飞机的研究,推出 Coleoptere 系列的 tail sitter 研究机。Coleoptere 和美国海军的 tail sitter 还不同,不光采用喷气发动机,还采用了罕见的环形翼(annular wing)。环形翼可以看作圆整后的上下双翼,而且上下双翼之间还用翼梢小翼连接起来。在同样翼展情况下,环形翼可以产生比水平翼更高的升力。环形翼没有横滚稳定性的问题,滚到哪个角度对机翼都是一样的,尽管机舱里的人可能已经颠三倒四了。当然,环形翼在气动分析和制造上比较麻烦,用于水平起飞时,前起落架必须出奇地高,但用于 tail sitter,这就不成问题。SNACMA 的 Coleoptere 发展到 C450,这时 tail sitter 的着陆困难问题已经很显眼,法国空军的作战要求也已经改变,仅仅能作垂直起落不再足够,tail sitter 和常规战斗机的性能相差甚远,法国空军的兴趣也挥发了。

法国对 Tail Sitter 的概念很感兴趣,SNECMA 设计了这个采用奇特的环形翼的 C450 Coleoptere 研究机

C450 在起飞

这个角度可以清楚地看到环形翼,从某种意义上说,这就是翼梢小翼走向了极端,或者说双翼机的双翼用圆环完整地连到一起

法国对 Tail Sitter 是很认真的,曾考虑过采用 Tail Sitter 概念的 JCM88 战斗机
采用各种增升手段实现垂直起落,在理论上效率可以比直接喷气产生更大的升力,但在实用中问题多多,常常不能实现理论上的优越性。相反,直接用喷气发动机产生升力,既不取巧,也不用担心理论和实际的匹配问题,至少是踏实的。50 年代时,体积小、推力大的喷气发动机技术为航空界吹入了一股新鲜空气,罗尔斯.罗伊斯一马当先,推动专用的升力发动机的发展。从航空发动机公司的角度,研制专用的升力发动机十分有利。从技术上说,升力发动机要求推重比大,但工作条件简单,工作时间不长,用专用的升力发动机,容易对这一特定的工作条件最优化,用较简单的技术,实现很高的性能和可靠性。从生意的角度,一架飞机同时采用升力发动机(尤其是多台升力发动机)和推力发动机,这一笔生意就做出两笔的钱来,何乐而不为呢?罗尔斯.罗伊斯的策略是研制小巧的专用升力发动机,所以一架飞机上可以用多台升力发动机,便于在气动上平衡,也便于的结构上安装,还可以根据飞机的重量增减升力发动机的数量。1954 年英国的 Short 飞机公司首先将 4 台罗.罗 RB108 升力发动机垂直安装在中机身重心周围,另外再水平安装一台 RB108 在机尾,用作推进发动机。

Short SC-1 研究机,世界上第一架喷气式垂直起落飞机

图中可以看到机背上四台升力发动机的进气门,和机尾垂尾根部的推进发动机进气口
同期,法国也在紧锣密鼓地研制自己的垂直起落战斗机,以幻影 III 为基础,把 8 台 RB108 两列分组纵向布置在加宽的中机身,前后由主起落架隔开,左右由推进发动机的进气道隔开,两个一组以加强可靠性,每组共用进气门和排气门。飞机被命名为巴尔扎克 V(V 指 vertical,垂直),或许是看着它比较胖吧(作家巴尔扎克是一个胖子)。巴尔扎克尽管胖,这是第一架超音速垂直起落飞机。面对冷战威胁,北约上下的共同认识是,固定机场的优质混凝土跑道靠不住,新一代空军必须在不依靠机场跑道的分散部署、灵活出动上下功夫。在接下来的北约垂直起落战斗机竟标中,法国的幻影 III V 和英国的 P.1154 共同得标。但北约并不拨款,进一步的研发还是要靠东道国。法国继续使用罗尔斯.罗伊斯的升力发动机,这次换用更先进的 RB162,推重比达到 16:1!推进发动机加 SNECMA 的 TF104 加力涡喷(后先后改用 TF109 和美国的普拉特.惠特尼 TF30 涡扇),垂直起落和悬停中的飞行控制改用首尾和翼尖的姿态控制喷嘴。幻影 III V 在 65 年 2 月首飞,66 年 3 月首次完成垂直起落到水平飞行的转换,在以后的试飞中,最高速度达到 M2.04,至今仍然是垂直起落飞机的最高速度纪录。巴尔扎克 V 和幻影I II V 证明了一点:任何飞机只要安装足够多的升力发动机,总可以实现垂直起落,问题是这些升力发动机占用了大量机内体积,燃油和武备就没有地方了。在一次试飞中,来自美国空军的一个试飞员在低空悬停和机动动作中,动作正在兴头上,燃油耗尽,被迫弹射逃生,飞机报销。

胖胖的巴尔扎克 V 升空了,不知道那位 MM 在试验场地做什么?和巴尔扎克调情?

不大的巴尔扎克机体内塞满了升力发动机,根本不给燃油和机载设备留下多少空间

幻影 III V 在悬停中,可以清楚地看到机背打开的进气门

