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VTOL是“Vertical Take-Off and Landing”的缩写,翻译过来就是垂直起降的意思。采用VTOL技术的飞行器即拥有像直升机那样的垂直起降功能,又具备固定翼飞行器的飞行速度,主要应用于可垂直起降的固定翼飞行器上。而说到关于垂直起降飞行器,那就有太多的故事要说了。
二战时期,纳cui德国就曾进行过这方面的研究并鼓捣出了Ba 349和Fa 269这样的黑科技。
二战结束后,苏联、美国、英国、法国、德国等国也都进行过这样面的研究,英国成功研制除了可以垂直起降的鹞式战斗机,美国人也研究出了可以垂直起降的鱼鹰V22和F35。
VTOL技术在军用领域虽然已经有了成熟的应用,但是缺点还是非常明显的。其中,最主要的问题便是提供垂直起降升力的动力,目前的解决方案有三种:飞马座方案、升力发动机方案、升力风扇方案。
飞马座方案,这种方案根据鹞式的发动机名字命名,鹞式和x32均是采用这种方案。该方案采用前后2排喷口,通过转向提供起飞推力,姿态控制采用压气机引流到机头翼尖。这个方案控制机构相对比较简单,发动机的动力可以完全用于平飞,但是垂直起降时的推力只有发动机本身推力,所以相对推力小,同时发动机还必须布置在飞机重心附近以便于机身平衡(32造型就是因为这个原因)。
升力发动机方案,前苏的联雅克38、雅克41(141) 以及麦道的jsf方案都是采用这个方案。这种方案的垂直方向采用主发动机喷口转向和升力发动机作为主要推力,姿态控制采用主发压气机引流到机头翼尖。该方案的优势是垂直推力大于主发推力,垂直发动机工作时间短可以使用超高推重比的发动机。缺点是结构复杂、可靠性低,升力发动机在平飞时是死重和死容积,同时垂直发动机还容易吸入废气导致停机(当年雅克41在戈尔什科夫号航母上坠毁就是这个原因)。
升力风扇方案,目前已知的仅有F35采用这个方案。这种方案的垂直方向采用了来自主发动机喷口转向和联动风扇产生的推力,而姿态控制压气机则引到主翼下方。该方案的优点是垂直推力大于主发推力,发动机不容易吸入废气流,可靠性较高。缺点是工程难度大,死重和死容积也是几个方案中最大的。
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