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布局类似的F35和雅克38,命运却如此不同

2020-04-09 16:16 作者:江南拱桥夜  | 我要投稿

苏联主要发展过两款垂直起降战斗机,分别是雅克-38和雅克-141,它们都算不上是成功的战斗机。和今天美国的F-35B垂直起降战机相比,它们在设计布局、起飞场景方面的确是比较类似的。但仔细深究就可以发现,其实它们的区别还是相当巨大的,在有些设计上是截然不同的,这也是它们最终拥有不同性能、命运的一大原因。            

雅克38是在1967年问世的雅克36垂直起降试验机的基础上发展出来的,是苏联海军第一种垂直起降战斗机。雅克38是为基辅级航空母舰配套设计的。雅克38在甲板上垂直起飞,驾驶舱后方的盖打开,内里的两部升力发动机启动,同时在机尾的发动机喷管向下,三部发动机同时工作将飞机推离甲板,到达一定高度后驾驶舱后的升力发动机关闭,机尾发动机喷管向后转。飞机即可向前飞行。垂直起飞时实在太烧油,开始平飞后升力发动机又变成了死重,还特别占用机体空间,这又导致油箱太小。俄国人又是极端注重火力密度的,不到20平米的机翼上还要挂载导弹和火箭弹。飞机自重加上挂载,油箱撑死了2.75吨的油量,注定了雅克38短腿。为了省油,采用滑行起飞,作战半径也才195千米,于是苏军只能很无奈地称呼雅克38是“桅杆保卫者”。雅克38结构太复杂,因此可靠性实在是太差了,1976年基辅号航空舰搭载雅克38出海,在出发不久即有近一半的雅克38出现故障不能飞行,在一个月后更只有一架可以继续飞。苏军于是又无奈地给雅克38起了第二个外号“和平鸽”。

看到雅克38如此不济,俄国人只好开始着手改进雅克38,在1987年研制出了升级版雅克141,可是没两年,苏联解体了,而硕果仅存的几家雅克141虽然在九十年代经常露脸,但最后都无疾而终。

雅克38的失败很大程度上受苏联海军奇葩的使用思路拖累。雅克38是苏联于上个世纪70年代研制的一型垂直起降战机,主要装备基辅级航母(苏联称载机巡洋舰)。雅克38很大程度上受到了英国“鹞”式垂直起降飞机的影响。英国“鹞”式的研发成功使得苏联海军认识到发展一款垂直起降战机作为舰载机的可能性。雅克38在整体布局上也深受“鹞”式影响。虽然雅克38采用了主发动机+升力发动机的布局,但是主发动机喷口采用了与“鹞”式相似的偏转方式,有左右两个偏转喷口。

相比之下,雅克38的后继机雅克141与F35的布局更相像,尤其是发动机偏转喷管的工作方式非常相似,坊间传闻洛马公司购买了雅克141喷管的设计资料。

再回到雅克38,作为苏联一款垂直起降战机,它的整体性能与“鹞”式相近,但是在服役生涯中却有着大相径庭的表现。“鹞”式战机在整个服役生涯中大放异彩,不但被英国空军、海军装备,而且还在美国海军陆战队、西班牙海军、意大利海军采购作为舰载机,而马岛海战中创下的21:0的空战交换比更是奠定了“鹞”式传奇战机的地位。

相比之下,雅克38则要暗淡了许多,在短短的服役生涯中不但没有什么像样的表现,一直没有形成可靠战斗力,而且事故频发,早早退役。雅克38黯淡的职业生涯既有其本身性能的原因,也与苏联海军落后、奇葩的使用思路有关,这主要表现在如下几个方面:

第一,雅克38载荷航程性能差,作战半径极小,战术意义有限。雅克38曾被苏联海军寄予厚望,作为基辅级航母的舰载机,承担着舰队防空、侦察以及攻击任务。但是由于雅克38采用耗油率较高的涡喷发动机,以及面积较小的机翼,使其载荷航程性能非常差。而且,与“鹞”式滑跃起飞的方式不同,苏联海军愚蠢的让雅克38以垂直起飞的方式在基辅级上运作,进一步恶化了其原本就非常差的载荷航程性能,使得雅克38在实际运用中的最大作战半径仅为100千米左右,最大载弹量约1吨,被讥讽为“桅杆保卫者”。而且,雅克38航电系统落后,不具备使用的反舰、对地打击能力,实际作战能力还不如卡-25舰载直升机。

第二,雅克38可靠性差,服役期间屡屡发生坠机事故,基本没有形成可靠战斗力。

雅克38在十几年的服役生涯中总共坠毁了36架,而其总产量也不到200架,坠机率高的吓人。不过传奇的是,虽然发生了36起坠机事故,但是没有任何人员伤亡。雅克38可靠性极差主要原因源于其主发动机+升力发动机的布局方式。

雅克38机身前部的2部升力发动机向下喷出的高温气流与飞机进气口很近,高温气流被吸入后容易引起主发动机推力骤然下降,在垂直降落阶段极易引发坠机。鹞式战机也饱受高温气流影响,坠机率也较高,只不过没有雅克38那么夸张。

这个问题在F35B上得到了很好的解决,F35B采用升力风扇+主发动机的动力方案,机身前部的升力风扇由主发动机压气机上的一根轴驱动,向下喷出的是常温空气,不会引起发动机推力剧烈下降。

总之,雅克38是苏联在航母舰载机方面的第一次尝试,也是一次不成功的尝试。纵观苏联海军在航母之路的曲折探索,雅克38只是一个缩影而已。

雅克38垂直短距起降战斗机是上世纪冷战时期苏联研制出来的一款先进的舰载战斗机,它的气动布局与垂直升力系统都极具特色。虽然很多人说雅克38是一个早产儿,什么垂直起降动力系统用的是三台发动机了,发动机尾焰容易灼伤曱板了;垂直起降作战半径短了;载油量少了;电子设备落后了等等诸多的不是,我们冷静思考一下,雅克38是一款定性为垂直短距起降的舰载战斗机,它的垂直短距起降在航母上都做到了,并打破了西方在此技术上的垄断和封锁。

还有,雅克38不是和美军的F35一样是一款三军多用途联合攻击机,有趣的是F35暂时只能布置在两栖攻击舰上。雅克38那么不近如人意,也没有看见北约的“鹞”式把雅克38打得一败涂地的报告,甚至北约对装载雅克38的基辅级航母有些害怕呢?雅克38在当时开创了了垂直/短距起降舰载战斗机的新技术应用。

所以,生硬的直接拿雅克38和F35对比,说谁成功谁失败,其实是非常不负责任的,不过我们还是要大致分析一下雅克38“失败”的原因。

雅克38战机是苏联从雅克36战机发展而来的舰载战斗机,可以说是苏联红海军的希望开始的地方,不过在任何时候看这型战机都算不上成功,几个为人诟病的要点在于动力系统、航程和载弹量、后勤维护等。

1.动力系统:苏联在航发方面总体技术还是要落后于美国的,为了实现垂直起降,苏联当年使用了两台升力发动机+一台推进发动机的组合,这就使得动力系统变得异常复杂,虽然解决了较低推重比和升力不足的问题,但是也造成了机身臃肿空重过大的问题。这种结构是苏联70年代从康维尔M200发展而来,也说明欧美当时的研究方向没有错。苏联只所以采用这一结构,主要也是因为航空发动机动力不足的缺陷下无奈之选。虽然说起来雅克38是从雅克36发展而来,但是这个结构却更类似英国的“鹞”式,尤其是后端的两个可转向矢量喷管,很像“鹞”式飞马发动机尾喷口的布局。而雅克141也正是从这个结构上继续发展而来,最后改成了单尾喷管的技术,以尽量降低能量损耗。

2.航程和载弹量:因为动力系统复杂、发动机过多和机翼太小的原因,战机本身可携带的燃油量就变得很少,使得航程只有可怜的240千米半径范围,得了个“桅杆保卫者”的绰号,另外由于动力系统能耗太大、机翼太小,使得有效载弹量只有可怜的两吨多,可以说毫无优势可言。

3.后勤维护:复杂的动力系统对于地勤来说是最大的噩梦,加上苏联比较粗糙的石化技术,发动机出现问题是常有的事情,仅这两项就让维护问题变得困难无比,更别说还有苏联落后的航电技术了。

综合这些原因,雅克38在服役生涯中始终都处于非常尴尬的地位,产量也是很低。不过非要把两个跨越40年的机型拉出来做比较,还是很不客观的。技术层面上来说,欧美的航发技术一直比较先进,F35使用的F135-PW-600发动机是这款战机唯一可用的发动机,也是目前世界上单体推力最大的发动机,可以说是目前国际航发领域的顶点了,比起雅克38的三台发动机自然是强出来太多,不过这四十年的技术进步也是不容忽视的。此外,F35升力风扇的使用,可以以一台发动机双通道输出的方式,一前一后的同时提供向上的升力。值得注意的是F35尾喷偏转90度向下输出的构想是源自苏联的雅克141战机,这是一款因雅克38的失败而发展来的新型垂直起降战斗机,只可惜生不逢时。

最后再从设计思路来说,因为技术的不足,只能开动脑筋搭配技术,但是肯定是不能做到完美的,满足一个需求就难以满足另外的需求,这是技术落后的必然,不过好在苏联也在技术进步,在最后的日子里总算找到了比较好的路子解决问题,只可惜苏联也走到了尽头。

最后,我们只能说人和技术才是成功的关键。何况现在说F35B能够成功也为时太早,F35B才服役没有多久,现在还不能说是不是成功,而且拖F35整体后腿的就是这个B型,也就是垂直起降型。所以说F35是非常成功为时尚早。

雅克38毕竟是很多年前的东西,它和英国的“鹞”式飞机是世界上最早的两种实用的垂直起降飞机,它的出现只不过是苏联解决了一个有无的问题,其实就像是英“国”的鹞式飞机一样,问题很多。和“鹞”式只有一台飞马发动机不同,雅克38是用2台升力发动机加上1台转向喷口发动机,这样做的好处是相对升力相对比较均衡,但是这样做控制更加复杂,而且那两台升力发动机向下喷的是热气,这些废气经常被后边的转向喷口发动机吸进去,结果是后边的主发动机经常是出现停机,喘振等故障。这也是雅克38的可靠性不佳的一个主要原因。

雅克38和F35B血缘上没有多少关系。因为在F35B之前西方国家就已经有很多垂直起降的设计了,例如英国的“鹞”式就要比雅克38成功多了,F35就是要抄袭肯定也是抄袭“鹞”式。

垂直短距起降战斗机的概念最初也不是针对航母上的舰载机,西方和苏联各自的理念不尽相同。西方是为了在苏联核打击机场摧毁的情况下保证战机能够在受损的跑道及时升空,而苏联是为了在远东基础设施较差的前线机场能够起飞大型战机。而后来发展成舰载机只不过是顺带衍生出来的。

F35B顶多是参考了一下雅克141,本身雅克141只是到了原型机阶段,距离定型还早着呢。F35B是F35系列中最拖后腿的一型,垂直起降时复杂的气流变化,到现在也没有完全搞清楚。而那两台升力发动机除了在起飞降落的时候用一用以外,其他的时候就是没有用。其实,F35B是借鉴了雅克38的布局,但是在机身中部提供动力的不是升力发动机,而是升力风扇,是从后边的发动机接出来一个传动轴驱动升力风扇,这样就避免了吸入发动机废气的问题,加上通过各种飞控软件缓解了起降时的操作问题。但是,说F35的垂直起降型是一型成功的飞机还太早,对于垂直起降时的空气气流影响以及这个时候的空气流体问题,现在各个国家的技术储备和理论研究都是比较滞后的,对于这些气流造成的影响,各个国家基本上是不太清楚的。

所以现在还不清楚雅克38是个失败者,F35是个成功者。

 


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