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戰鬥機需要怎樣的推力才能垂直起飛?能像火箭那樣豎直上升嗎?

原標題:戰鬥機需要怎樣的推力才能垂直起飛?能像火箭那樣豎直上升嗎?


所謂戰鬥機的垂直起飛,其實分為兩種,一種是機身水平,另一種是像火箭那樣豎直上升


約翰·法利最為著名的「法利起飛」——利用噴管轉向和姿態控制噴口進行力量合成,讓飛機近乎豎直懸停,再以最大推力實施「火箭爬升」。這個動作沒有系統輔助、看不了儀錶和參照物,只能靠感覺,現在已經被軍方禁掉了,鷂式飛行員嚴禁嘗試。


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垂直起降分成兩類。一種是機鼻指天的旱地拔蔥式,一種是機身水平趴地起飛。


第一種的所謂旱地拔蔥

理論上,推重比大於1,也就是發動機推力大于飛機重量,就可以垂直起飛了。例如上圖的垂直起降技術驗證機Ryan X-13,圖為1957年垂直起飛的試飛照片。


現代戰鬥機很多都可以達到這個數字,比如F-22,空重20噸,干推超過20噸,加力甚至超過30噸。而F22和F15K甚至滿油推重比都達到了1.14。雖然它們不能垂直起降,但是經常垂直爬升(文末視頻有F-22的表演)。但是它們的造型沒法像火箭一樣架在發射架上往天上發啊,就算髮了,也沒法再垂直降回發射架吧。


而登月火箭土星號全重3000噸,一級火箭5台F-1總推力3500噸,推重比甚至比上述戰鬥機還要低。



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而另一種機身水平垂直上升的呢:


相比於旱地拔蔥式戰鬥機,這類飛機普遍具有傳統的氣動布局。但是這發動機向後也就是向水平方向噴,沒法把飛機拖起來啊。所以需要把主噴口轉向下,還要在前面製造一個推力把飛機托起來,額外還要維持平衡的氣流。(平衡氣流的推力要求較低,一般從發動機壓氣機引氣噴出)



蘇聯雅克38。這玩意額外加了倆垂直起降的發動機,這在飛起來以後都是死重,油耗也大,加上主發動機,熱氣直接吹到甲板上還會對甲板造成傷害。且升力發動機的廢氣會被發動機重新吸入造成停車。


F-35B用的是羅羅升力風扇,那個玩意死重比額外裝噴氣發動機小多了而且通過主發F135的軸來驅動,熱機效率也相對高。即使這樣F-35B加上戰鬥載荷也沒法垂直起飛,但是可以短距離起飛並垂直降落,這也就基本夠用了,單發戰鬥機還想怎樣?升力風扇吹出的冷氣吹散了尾噴熱氣,保護了小平頭的甲板,而且阻止尾噴的貧氧廢氣被重新吸入而造成停車。


F35有這個能力,最核心的原因還是普惠F135給力,短距離(垂直)起降時無加力大幾噸的推力,同時輸出幾十兆瓦的軸功率帶動升力風扇,這時還要忍受壓氣機被抽出平衡氣流,而且還有後期升級版本推力更大油耗更低。力大磚飛是宇宙真理。

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