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076舍短距垂直起降走電磁彈射捷徑,選擇大於努力,讓F35B成笑話

国产新一级两栖攻击舰的服役,让军迷为之振奋,大吨位、无人机航母、双舰岛等都令人欣喜。但是要说其中最令人瞩目的点,其实应该是电磁弹射器的上舰,对其战斗力的提升具有划时代的意义。

如果你了解航空母舰舰载机的发展史,回想一下美国和苏联两个超级大国、包括英国在航母舰载机上搞垂直起降所走的弯路。你会由衷感叹,军事技术进步与突破让076 型两栖攻击舰能够选择电磁弹射而舍弃短距垂直起降技术,是一个多么高瞻远瞩的明智决策,真正叫选择大于努力。

F35B:是小丑,但不完全是

076 型两栖攻击舰选择电磁弹射而舍弃短距垂直起降技术,是一个基于多方面考虑的明智决策,在一定程度上让 F-35B 的优势不再明显。

先简单介绍下F35,F35主要有ABC三个型号。F-35A为常规起降型,为美国空军设计,适用于常规跑道的起降作战。F-35C为航母舰载型,是为美国海军设计的舰载机型号。今天的主角是短距起飞 / 垂直降落型的F-35B,主要为美国海军陆战队设计,也被其他一些国家的海军陆战队或海军采用。

说F35B是笑话,不是因为他不先进,反而是由于他太先进了。特别是为了垂直起降产生的三个推力提供方式,即依靠在飞机的前机身安装有升力风扇,由主发动机的涡轮主轴将动力传送给该风扇装置,它能使大量气流穿过背部和机腹的开口,产生占总推力 47% 的冷空气推力。

位于发动机后部的尾喷管是可旋转的三轴承喷口,在垂直起降时能向下旋转 90 度,产生 35% 的推力。

两侧翼根处设有姿态控制喷管,各产生 9% 的推力,并且可以调节方向和喷气量,以此控制飞机在起飞或着陆时的姿态,提供侧向稳定性和滚动控制。

结果是确实做到了垂直起降,但是代价是F-35B 的机身内部安装了复杂的升力风扇等设备,这不仅占用了大量空间,还导致其载油量和载弹量受限,进而影响了作战半径和火力打击能力。与同系列的 F-35C 等传统舰载机相比,在载荷能力、飞行速度和作战半径等方面都存在明显差距。

此外,F-35B 的研发和采购成本极高,其单价远高于 F-35C 等型号。而且由于其复杂的垂直起降系统,在使用和维护过程中也需要耗费更多的资金和资源。同时,垂直起降时尾焰对飞行甲板的损伤也增加了航母甲板的维护成本。

同时,F-35B 在垂直起降过程中,需要消耗大量的燃料和时间,这在一定程度上影响了其快速反应能力和作战效能。此外,垂直起降时飞机的稳定性和安全性相对较低,对飞行员的操作要求极高,增加了飞行风险。

我们知道,我们的海军发展可以说是摸着老美过河,但是好的咱学,坏的咱就不学。

我们没有去搞这一套复杂的垂直起降,直接把电磁弹射给搬上舰了,使得我们的两栖攻击舰也可以起降固定翼的舰载战斗机,完全没有必要搞载油量和载弹量受限还造假高昂的垂直起降战斗机。

当然,F35B的开发虽然付出了极大成本,但是有人比如说美国的北约小弟愿意去买单,他们的航母或者两栖攻击舰没有装备弹射器,所以不得不选择很贵的F35B,虽然说不如F35C,但是总比直升机强不是。

虽然说性能不咋地,又贵设计还复杂,但是他能卖钱啊,挣钱嘛,不寒碜!这个意义上来讲F35B虽然是小丑,但不完全是。

超级大国搞垂直起降战机的辛酸史

在F35B之前,因为没有弹射器,为了在一些甲板比较小的军舰上也能起飞舰载战斗机,他们最终打起了类似直升机的垂直起降的主意。站在上帝视角看,虽然最终取得了成功,也有一些比较经典的机型出现,比如“鹞”式战机,但整体而言性价比很低,也付出了很大的代价。仅仅一个推力转向发动机就折磨着一代又一代设计师,失败了无数次,最终实现的也是不得不以牺牲航程、载弹量和高昂的造价和故障率的成功。

美国从 1947 年开始研究垂直起降飞机。1954 年,康维尔 XFY-1 和洛克希德 XFV-1 这两种尾座式验证机展开竞争试飞,但尾座式垂直起降战斗机的降落面临困难,由于飞行员无法看见地面,只能凭感觉下降,降落速度过快容易导致事故,这两种飞机都没有投入实际服役。之后研制的瑞安 X-13 三角翼喷气式尾座飞机也因同样问题未服役。

美国引进英国 “鹞” 式战斗机技术发展了 AV-8B 垂直起降战机。它虽然增强了美国两栖攻击舰的作战能力,但也存在诸多问题,如载弹量有限、航程较短、飞行速度较慢等,在面对现代化防空系统和高性能战机时,生存能力和作战效能受到限制。

苏联为基辅级航母(也就是现在天津泰达航母公园摆的那一级航母)开发的雅克 – 38 垂直起降战斗机,只能采用垂直起飞方式,这导致其载弹量和航程都非常有限,不能超音速飞行,也没有配备雷达,无法使用中程空空导弹和反舰导弹,被认为是一个应付式产品。

为满足苏联海军提出的超音速飞行、更强机动性和安全性、具备与前线战斗机相近负载和作战航程、配备多功能雷达并能使用中程空空导弹等要求,雅科夫列夫设计局总设计师研究了 50 多种设计方案,最终采用升力发动机 + 类似鹞式战斗机转喷口发动机相结合的方案布局,但在研发中一度面临找不到合适发动机的问题,考虑双发动机设计又因降落风险而放弃。

苏联解体后,雅科夫列夫设计局无力承担雅克 – 141 的开发费用,该机型的开发被迫终止。尽管后来与洛克希德公司有合作意向,洛克希德公司愿提供资金用于新原型机和测试飞机,但最终也未能挽救该项目。

1991 年,雅克 – 141 在 “戈尔什科夫海军上将” 号航空母舰上进行测试时发生事故,飞机撞击甲板后起火,这成为暂停测试以及随后整个项目正式停止的理由之一。

对比F35B的复杂,采用电磁弹射的076真是赢麻了

如果我们也去搞类似F35B的设计,将至少要搞推力转向发动机、风扇发动机两套系统,这样成本太高技术太复杂。

简单来说,研发团队要分别针对两种不同的动力技术进行设计、测试和优化。推力转向发动机涉及到复杂的矢量喷管技术,需要精确设计喷管的结构和控制系统,以实现发动机推力方向的灵活改变。

这需要大量的风洞试验和实际飞行测试来验证其性能,而风扇发动机也有自身的一系列技术难题,如提高风扇效率、减轻重量等,研发这两种发动机的人力成本和设备使用成本叠加起来非常高。

在材料研发方面,两种发动机对材料的要求不同。推力转向发动机的矢量喷管需要耐高温、耐磨损的材料,因为在改变推力方向时,喷管部位要承受高温燃气的冲刷和复杂的应力变化;风扇发动机则需要轻质且高强度的材料来制造风扇叶片,以提高风扇的转速和效率。开发这些不同类型的材料增加了材料研发成本。

后续制造上,制造商需要建立和维护两条不同的生产线,增加了生产成本。对于装备这两套系统的飞机来说,维护工作变得更加复杂和昂贵。维护人员需要掌握两种不同发动机系统的维护技术,需要储备两套不同的备件。将推力转向发动机和风扇发动机集成到飞机上是一个巨大的技术挑战。这两套系统在工作时需要协调配合,其控制逻辑非常复杂。

拥有两套系统意味着飞机的故障点增多。推力转向发动机的矢量喷管可能出现机械故障、密封问题或控制系统故障,而风扇发动机也可能出现风扇叶片故障、轴承故障等。由于这两套系统相互关联,一个系统出现故障可能会影响另一个系统的正常工作。

再说回076,所装备的电磁弹射可以为舰载机提供更稳定、更高效的加速,使舰载机能够以满油满弹的状态起飞,充分发挥其航程和载弹量等性能优势。相比之下,F-35B 为了实现垂直起降,在机体设计、载油量、载弹量等方面做出了较大牺牲,导致其作战半径和载荷能力逊色于传统起降舰载机。

同时电磁弹射系统的可调弹射功率大,能适应更广泛的飞机吨位,可以支持包括战斗机、预警机、无人机等多种类型的舰载机起飞。这使得 076 型两栖攻击舰在作战中能够根据战场需求,灵活调整出动的机型,增强了作战的多样性和灵活性,而 F-35B 只是单一的战斗机机型。

电磁弹射系统与蒸汽弹射相比,能够实现更快速的舰载机弹射,缩短了舰载机的起飞间隔时间,使得航母或两栖攻击舰在单位时间内能够出动更多的舰载机,极大地提升了航母的作战能力和作战效率。F-35B 虽然具备垂直起降能力,但在常规起飞和降落时,其效率并不如采用电磁弹射的舰载机。

与传统的蒸汽弹射系统以及复杂的垂直起降技术相比,电磁弹射系统的结构相对简单,维护成本显著降低,且可靠性更高,故障率相对较低,能够减少因设备故障而导致的作战任务延误等情况。而 F-35B 的垂直起降系统复杂,维护难度大,成本高昂,且容易出现故障。

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