生不逢时的雅克141战斗机

美国F-35B战斗机第一次参加范堡罗航空展时,凭借其高超的垂直起降性能和低空机动性,给人民留下了深刻印象。但很少有人提及俄罗斯的雅克141战斗机,有传闻认为雅克141给了美国很多的启示,F-35战机或许就是以雅克141为参考雏形设计而来的。
提起雅克141,还要追溯到遥远的七十年代初。当时,前苏联空军装备的是雅克38,雅克-38是一种垂直/短距起降战斗机,尽管不失为一款堪称划时代的传奇战机,但它暴露出了相当多的问题,过少的载弹量(最多挂载4枚R-60近距离空对空导弹或最多1吨炸弹/制导弹药)和作战半径(挂载2枚Kh-25MR型空对面导弹打击半径不足300公里,带4枚R-60近距离空对空导弹也只能在150公里范围内执行60分钟防空巡逻),以及在高温高湿环境下的可靠性问题,导致事故率居高不下,前苏联一直在寻求一款新的垂直起降战斗机来强化基辅级的航空作战能力。

这个任务由前苏联雅科夫列夫设计局来来完成。他们有着丰富的垂直起降战机设计经验,无疑是本次项目的最佳选择。于是,在1975年,雅克-141的设计在最严格的保密条件下悄然开始。但是由于财力的限制和研制发动机计划的拖延。就这样直到1987年第一架原型机才开始试飞。不幸的是,由于1991年一架雅克-141原型机试飞时意外坠毁,导致此后政府切断了几乎一切资金援助。整个项目顿时陷入了进退两难的境地。

接下来的几年,雅克夫列夫设计局继续研制其陆基和舰基改进型,并建造了4架原型机。有2架一直试飞到1995年,另2架则进行了发动机和结构试验。到1991年时,雅克-141已试飞了近200余小时。其实,按原计划,雅克-141研制工作将于1995年底全部结束。然而,当1991年苏联解体,继承前苏联大部分“遗产”的俄罗斯缺乏资金,军购急剧缩水。雅克夫列夫设计局用自己的经费还勉强支撑了几年,希望能吸引世界各国合作伙伴,但没有结果,最终计划终止,从未量产。
接下来我们分析一下它的各项性能。它的垂直/短距起降过程还是相对稳定的。在机身两侧相当于透明座舱盖后缘前边的地方设有附面层刮除板和向下倾斜的进气道唇口,两侧进气口稍后边一点的位置上设有一排吸入式辅助进气门,在驾驶舱后安装升力喷气发动机处的机身上部向后打开的进气舱门上,有16个弹簧加载的通气孔。
雅克141机身同样经过了一番颇为用心的设计。整体采用常规半硬壳轻合金结构,截面为椭圆形,一体化的发动机进气道。在升力发动机下方每个舱门的后边设有较小的挡板,在小尾锥的两侧设有偏航操纵喷管。机身下向两侧打开的喷口舱门的相应位置与升力发动机的前倾保持一致。作为控制系统的一部分,在起飞和降落时,这些舱门的位置是自动调节的。

机身全长18.36m,翼展10.1m,翼根处可折叠,方便上舰使用。空重11.65吨,最大起飞重量19.5吨,承载能力比雅克38好过很多。实用升限15500m,极速1.7马赫,航程1400千米(垂直起飞,内部燃油),载油5500千克(内部),2100千米 (短距起飞,带副油箱),作为一款垂直起降飞机而言已属不易。本机一经诞生便打破多项世界纪录,其中最惊艳的莫过于极为迅捷的起飞爬升速度。它在有效载重1000千克时,爬升到12000米时间为116.2秒;有效载重2000千克时相应的爬升时间为130.5秒;从高度3000米到8000米,爬升速度为250米/秒。这些都令当时很多不看好垂直起降战机的国家大惊失色,尽管它还是没有量产。

雅克141方向舵及升降舵具有轴补偿铰链和配平片,从垂尾根部向前伸出一条很长的进气管道以便对设在机身后部的电子设备进行冷却。起落架可收放前三点式,每个起落架上装一个机轮,起落架支柱具有油气减震器,机轮装在拖车式叉杆上,前起落架向后、主起落架向前收入机身,在上翘的后机身下装有一个小的缓冲器。
它设计的思想是很超前的,在当时已经能够担任截击机和对海对地攻击的攻击机使用。发动机选用的是R-79涡扇发动机。有四个外挂点,能够挂载R-27中距空空导弹和R-60近距离空空导弹等。它的缺点也有很多,比如低空操作性很不稳定,机动性较差,垂直起降会损坏甲板之类,绝不是很多媒体鼓吹的四代半战机。而它流产之时,设计局就决定研发设计一款升级型号来延续这个系列,企图挽救这个传奇性的产品。说到这里,就不得不提到一款留下了无数谜团与议论的雅克143,也就是雅克43了。雅克43是在雅克-141垂直起降战斗机的基础上修改了外形,成为了具备隐身能力的垂直起降战斗机。雅克夫列夫设计局后来又提出了更先进的雅克-201设计方案。然而由于雅克-141发展并不顺利,迄今为止未获得任何订单,故雅克-43和雅克-201的发展也就成为了泡影。
将垂直起降与隐身技术结合到一起,这种划时代的设想,最终亦因资金问题以及其他种种原因只能停留在图纸之上。然而,极具讽刺性的是,它却被应用到美国大面积装备的F-35之上。因为资金等原因,雅克设计局为了挽救自己最后的成果设法参加了范堡罗航空展览,并希望能够得到外国订单。不幸的是由于垂直起降战机的复杂结构,直接劝退了几乎所有来参观的国家代表团,只有美国的洛克希德公司表现出了高度兴趣,并希望能够和雅克设计局展开一定程度的合作,以换取雅克设计局的技术资料。

普遍地认为美国设计师受到了雅克141的启发,而研发出了F-35垂直起降战机。2014年美国一篇军事杂志上刊登文章称:“当雅科夫列夫设计局正在寻求资金以延续雅克141项目时,洛克希德公司为其提供了部分资金,以换取雅克设计局的一些设计数据和飞行性能数据,但并未指出具体获得了什么样的数据,是否是雅克141的数据。”后来美国表示并未将雅克的数据用于制造F35战机,F35相关的垂直起降战机起始于1960年的联合攻击战斗机项目,相关研发计划一直延续到1990年,在淘汰了多达数十个方案以后,正式定型为F35项目,并最终于2006年进行了首飞。并且三段式轴对称喷口垂直起降发动机也是美国在上世纪60年代期间研发的,跟前苏联和俄罗斯没有任何关系,因此F35与雅克141也没有任何联系。
在前年,俄罗斯空天军还公布了将重新启用雅克141战斗机,并且将对其进行改造升级。这一信号标志着这款千辛万苦设计投产的战机或许没有白白被浪费,但到现在关于它的消息都少之又少,雅克141的前程依旧扑朔迷离。
结语
垂直起降战机可以在受损的机场上使用,也可以在中型航空母舰上部署,它甚至可以分散到众多不起眼的地方隐蔽起来,提高生存能力和保密性,与攻击机相比,它的对地支援反应时间也更短,这意味着垂直起降飞行器在军事领域中的地位将持续一段时间,而在进入无人机技术蓬勃发展的时代后,垂直起降无人机或许将成为一个新的方向。