創新技術曝光 中國垂直起降戰機將面世?

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  研發殲-20隱形戰機的成都飛機設計研究所(簡稱成飛),最近曝光了一項垂直起降飛機的專利技術,引來各方關注,很多中國軍迷心心念念的垂直起降戰機是否將面世?

搭配兩棲攻擊艦 垂直起降戰機顯威力

獲垂直起降戰機技術專利的「成飛」創建於1970年,是中國最頂尖軍工設計單位。出自該院的戰機包括了殲-20、殲-10和梟龍等。圖為「成飛」的建築物。(網上圖片)

  垂直起降戰機出現於上世紀60年代,簡單而言,它是靠控制引擎(發動機)噴管向下的推力,或是升力風扇的升力,令戰機能和直升機一樣垂直升降,所以它可以不需跑道,只要有足夠面積的平地就能起飛和著陸。

  也能用跑道起飛,而且所需要的加速距離會比一般飛機短得多。

  可以想像一下,戰爭中機場往往是首批受攻擊目標,若跑道遭破壞,一般戰機便無用武之地,而垂直起降戰機則可以繼續出擊,這就是它的優勢,也是研發它的初衷。

美國的黃蜂級是最成功的兩棲攻擊艦之一,搭載垂直起降戰機令其猶如小型航母。(網上圖片)

  因為不需要跑道,垂直起降戰機還能在大型船隻甲板上起降,例如部署在有直通甲板的兩棲攻擊艦,或者小型航母上,這也是後來垂直起降戰機最主要用途。

  可是垂直起降戰機技術複雜,至今有能力研製的國家寥寥無幾,實際批量生產機型,主要就是英國研發、現已逐步淘汰的「鷂式」系列,以美國的F-35B,後者屬於最先進的第五代戰機。

  要說明一點,F-35主要分A、B、C三個型號,當中B型的垂直起降和C型的航母艦載機並非一回事,航母艦載機靠彈射起飛,阻攔索著陸,所以無法在兩棲攻擊艦或小型航母上部署。

垂直起降戰機多「短腿」 載彈量小

「鷂式」是經典的垂直起降戰機,產量超過600架。(網上圖片)

  垂直起降戰機也有缺點,一是作戰半徑小,這與它短距或垂直起飛時需要更大動力、耗油特別多有關。

  另外,用作垂直起降的設備,例如可轉向引擎噴管、升力引擎、升力風扇等,會佔用重量和戰機有限的空間,這又導致戰機載油量更低。

  以「鷂式」為例,它攜帶武器垂直起飛,作戰半徑甚至低至100公里,而且它因為要垂直起降,犧牲了速度,無法達到音速。

  而F-35B雖然有垂直起飛能力,但為了盡量節省燃料換取更長航程,它在兩棲攻擊艦上只會以相對省油的短距起飛,然後垂直降落。

美國製的F-35戰機主要有三個型號,只有B型能垂直起降。(網上圖片)

  也是因為重量和空間限制,垂直起降戰機載彈量相對較低,火力比不上一般戰機。

  不過,垂直起降戰機的實際作用,特別是配合兩棲攻擊艦的戰力,還是足以蓋過「短腿」和火力不足等缺點,這也是美軍積極部署F-35B,與兩棲攻擊艦合組「閃電航母」的原因。

  兩棲攻擊艦能搭載戰機不多,但運作成本遠較航母低,調派靈活,非常適合中低強度任務。

  延伸閱讀:研發兩棲艦電磁彈射無人機 中國軍事全新作戰概念

串聯引擎  打破垂直起降戰機傳統

中國在上世紀60年代曾研發垂直升降戰機,但因為國力有限,未能成功。圖為其中一個設計想像圖。(網上圖片)

  話說回來,中國其實早在上世紀60年代便有「四號計劃」,嘗試研究垂直起降戰機,其中一個方案是在殲-6丙戰機上加裝升力風扇,以達到垂直起降的功能,但項目在1971年終止。此後垂直起降戰機一直是中國軍事其中一個「不足」。

  特別是2019年4萬噸級、有直通甲板(可以垂直/短距起飛戰機)的「075」型兩棲攻擊艦下水後,軍迷對垂直起降戰機的期盼到達最高峰;沒有垂直起降戰機,「075」戰力將遠不如配備「F-35B」戰機的美軍兩棲攻擊艦。

  延伸閱讀:重「面子」又要「裏子」,戰機垂直起降技術有多複雜?

中國擁有直通甲板的「075」級兩棲攻擊艦,可惜只搭載直升機,沒有垂直起降戰機,未能發揮更大作用。(網上圖片)

  回到最初的問題,2023年5月,消息傳出「成飛」已申請了「一種雙發(兩部引擎/發動機)串聯垂直起降飛機」的技術專利,這是否意味着中國的垂直起降戰機即將面世了?

  簡單來說,「成飛」的專利技術是在戰機安裝一前一後兩部引擎,後置引擎在戰機升降時噴管90度向下噴氣,飛行時轉向後方噴氣,推動飛機;前置引擎有分叉噴管通向機體兩側,起降時向下噴氣提供穩定升力,平飛時噴管的「百葉窗」轉動,變成向後噴氣。

發展電磁彈射 或不需垂直起降戰機

根據「成飛」專利技術資料,重直起降戰機的兩部引擎一前一後串聯排列,前置引擎(2)於較高位置,進氣口設在機頂(1),其噴管(3)分岔通向機翼(10)下方的機體兩側(4、7),起降時向下噴氣提供穩定升力,平飛時噴管的「百葉窗」轉動,變成向後噴氣(小圖A)。 後置引擎(8)進氣口和進氣道(6)在機腹位置(5)。起降時尾噴管(9)向下噴氣提供穩定升力,平飛時噴管變成向後噴氣(小圖B)。(網上圖片)

  有專家稱,這布局比F-35B的機身升力風扇+機尾引擎噴管方式優秀,除了升降穩定外,其前置引擎飛行時能提供輔助推力,不會成為「死重」。

  專家指出,垂直起降戰機能提升中國兩棲攻擊艦戰力,也會為戰機的部署提供多一個選擇。但要注意的是,申請技術專利與技術實用化並不是同一概念,「成飛」專利實用化程度有多高,是否已經解決戰機垂直起降太耗油等頑疾,尚未知曉。

中國殲-35戰機日後除了上航母外,也可能在配備電磁彈射的兩棲攻擊艦上部置。有了電磁彈射兩棲航母,中國或不再需要垂直起降戰機。(網上圖片)

  再者,中國現在有更佳方案──已經成熟的電磁彈射技術。此前已有消息傳出,解放軍下一代的「076」型兩棲攻擊艦將安裝輕型電磁彈射和阻攔索,跨過垂直起降戰機的難題,直接起降常規艦載戰機。

  用電磁彈射起飛,戰機既不需消耗太多燃料,又能滿彈滿油出擊,作戰半徑和戰力比垂直起降戰機有明顯優勢。

  所以專家認為,「成飛」擁有專利技術,卻不等於一定會以此研發垂直起降戰機。對軍方而言,相關研究現階段或只作為技術儲備。

福建艦是中國第一艘配備電磁彈射的船艦,於2022年下水。(網上圖片)

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