创新技术曝光 中国垂直起降战机将面世?

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  研发歼-20隐形战机的成都飞机设计研究所(简称成飞),最近曝光了一项垂直起降飞机的专利技术,引来各方关注,很多中国军迷心心念念的垂直起降战机是否将面世?

搭配两栖攻击舰 垂直起降战机显威力

获垂直起降战机技术专利的「成飞」创建於1970年,是中国最顶尖军工设计单位。出自该院的战机包括了歼-20、歼-10和梟龙等。图为「成飞」的建筑物。(网上图片)

  垂直起降战机出现于上世纪60年代,简单而言,它是靠控制引擎(发动机)喷管向下的推力,或是升力风扇的升力,令战机能和直升机一样垂直升降,所以它可以不需跑道,只要有足够面积的平地就能起飞和着陆。

  也能用跑道起飞,而且所需要的加速距离会比一般飞机短得多。

  可以想像一下,战爭中机场往往是首批受攻击目标,若跑道遭破坏,一般战机便无用武之地,而垂直起降战机则可以继续出击,这就是它的优势,也是研发它的初衷。

美国的黄蜂级是最成功的两栖攻击舰之一,搭载垂直起降战机令其犹如小型航母。(网上图片)

  因为不需要跑道,垂直起降战机还能在大型船只甲板上起降,例如部署在有直通甲板的两栖攻击舰,或者小型航母上,这也是后来垂直起降战机最主要用途。

  可是垂直起降战机技术复杂,至今有能力研制的国家寥寥无几,实际批量生产机型,主要就是英国研发、现已逐步淘汰的「鹞式」系列,以美国的F-35B,后者属于最先进的第五代战机。

  要说明一点,F-35主要分A、B、C三个型号,当中B型的垂直起降和C型的航母舰载机並非一回事,航母舰载机靠弹射起飞,阻拦索着陆,所以无法在两栖攻击舰或小型航母上部署。

垂直起降战机多「短腿」 载弹量小

「鷂式」是经典的垂直起降战机,产量超过600架。(网上图片)

  垂直起降战机也有缺点,一是作战半径小,这与它短距或垂直起飞时需要更大动力、耗油特別多有关。

  另外,用作垂直起降的设备,例如可转向引擎喷管、升力引擎、升力风扇等,会占用重量和战机有限的空间,这又导致战机载油量更低。

  以「鹞式」为例,它携带武器垂直起飞,作战半径甚至低至100公里,而且它因为要垂直起降,牺牲了速度,无法达到音速。

  而F-35B虽然有垂直起飞能力,但为了尽量节省燃料换取更长航程,它在两栖攻击舰上只会以相对省油的短距起飞,然后垂直降落。

美国制的F-35战机主要有三个型号,只有B型能垂直起降。(网上图片)

  也是因为重量和空间限制,垂直起降战机载弹量相对较低,火力比不上一般战机。

  不过,垂直起降战机的实际作用,特別是配合两栖攻击舰的战力,还是足以盖过「短腿」和火力不足等缺点,这也是美军积极部署F-35B,与两栖攻击舰合组「闪电航母」的原因。

  两栖攻击舰能搭载战机不多,但运作成本远较航母低,调派灵活,非常适合中低强度任务。

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串联引擎  打破垂直起降战机传统

中国在上世纪60年代曾研发垂直升降战机,但因为国力有限,未能成功。图为其中一个设计想像图。(网上图片)

  话说回来,中国其实早在上世纪60年代便有「四号计划」,尝试研究垂直起降战机,其中一个方案是在歼-6丙战机上加装升力风扇,以达到垂直起降的功能,但项目在1971年终止。此后垂直起降战机一直是中国军事其中一个「不足」。

  特別是2019年4万吨级、有直通甲板(可以垂直/短距起飞战机)的「075」型两栖攻击舰下水后,军迷对垂直起降战机的期盼到达最高峰;没有垂直起降战机,「075」战力将远不如配备「F-35B」战机的美军两栖攻击舰。

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中国拥有直通甲板的「075」级两栖攻击舰,可惜只搭载直升机,没有垂直起降战机,未能发挥更大作用。(网上图片)

  回到最初的问题,2023年5月,消息传出「成飞」已申请了「一种双发(两部引擎/发动机)串联垂直起降飞机」的技术专利,这是否意味着中国的垂直起降战机即将面世了?

  简单来说,「成飞」的专利技术是在战机安装一前一后两部引擎,后置引擎在战机升降时喷管90度向下喷气,飞行时转向后方喷气,推动飞机;前置引擎有分叉喷管通向机体两侧,起降时向下喷气提供稳定升力,平飞时喷管的「百叶窗」转动,变成向后喷气。

发展电磁弹射 或不需垂直起降战机

根据「成飞」专利技术资料,重直起降战机的两部引擎一前一后串联排列,前置引擎(2)於较高位置,进气口设在机顶(1),其喷管(3)分岔通向机翼(10)下方的机体两侧(4、7),起降时向下喷气提供稳定升力,平飞时喷管的「百叶窗」转动,变成向后喷气(小图A)。 后置引擎(8)进气口和进气道(6)在机腹位置(5)。起降时尾喷管(9)向下喷气提供稳定升力,平飞时喷管变成向后喷气(小图B)。(网上图片)

  有专家称,这布局比F-35B的机身升力风扇+机尾引擎喷管方式优秀,除了升降稳定外,其前置引擎飞行时能提供辅助推力,不会成为「死重」。

  专家指出,垂直起降战机能提升中国两栖攻击舰战力,也会为战机的部署提供多一个选择。但要注意的是,申请技术专利与技术实用化並不是同一概念,「成飞」专利实用化程度有多高,是否已经解决战机垂直起降太耗油等顽疾,尚未知晓。

中国歼-35战机日后除了上航母外,也可能在配备电磁弹射的两栖攻击舰上部置。有了电磁弹射两栖航母,中国或不再需要垂直起降战机。(网上图片)

  再者,中国现在有更佳方案──已经成熟的电磁弹射技术。此前已有消息传出,解放军下一代的「076」型两栖攻击舰将安装轻型电磁弹射和阻拦索,跨过垂直起降战机的难题,直接起降常规舰载战机。

  用电磁弹射起飞,战机既不需消耗太多燃料,又能满弹满油出击,作战半径和战力比垂直起降战机有明显优势。

  所以专家认为,「成飞」拥有专利技术,却不等于一定会以此研发垂直起降战机。对军方而言,相关研究现阶段或只作为技术储备。

福建舰是中国第一艘配备电磁弹射的船舰,於2022年下水。(网上图片)

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