上一篇介绍了苏联米格系列最后一种机型,米格-25高空高速侦察/截击机的后续——米格-31截击机。今天继续介绍苏联的雅克夫列夫设计局的作战飞机,雅克-38垂直起降舰载机。
全文约4660字,主要从发展概况、主要特点、基本性能、型号类别、服役状况、实战应用等方面,对雅克-38舰载机做一个简要的全景描绘。
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雅克-38“铁匠” Forger
发展概况
雅克-38是苏联雅克夫列夫设计局(Яковлев,Yakovlev)1960年代研制的苏联第一代舰载垂直起降亚声速战斗机,北约绰号“铁匠”(Forger)。雅克-38主要用于对地面和海面目标实施侦察和低空攻击,驱逐敌方反潜巡逻机,并具有有限的舰队防空能力。
1950年代到1960年代,两项影响重大的航空新技术──可变后掠翼技术和垂直/短距起降技术逐步走向实用,为提高军用的飞机综合性能开辟了新的途径。
垂直/短距起降特有的战术价值吸引着人们对垂直/短距起降技术进行不懈的研究。特别在1950年代中期至1970年代,航空界兴起了垂直/短距起降飞行技术的热潮。除去传统的直升机和旋翼机,出现了类型繁多的具有垂直/短距起降功能的固定翼飞行器。
从动力类型上可以分为两大类,旋翼动力和喷气动力。前者又可分为尾座旋翼飞机、倾转旋翼飞机、倾转翼飞机和复合式飞机等类型。后者出现了两种成熟度相对较高的方案,即推力转向发动机方案和升力发动机加巡航发动机的方案。
这一时期出现的垂直起降试验机有法国达索公司在“幻影”III战斗机的基础上研制的“巴尔扎克”(1962年10月)亚声速垂直起降验证机、“幻影”IIIV(1965年2月)超声速垂直起降验证机,联邦德国研制的VJ101(1963年4月)超声速垂直起降试验机、VAK191(1971年9月)亚声速垂直起降试验机,美国洛克希德公司研制的XV-4(1962年7月)垂直起降试验机等等。
▼法国“巴尔扎克”垂直起降验证机
▼德国VAK191B垂直起降验证机
然而众多的垂直起降飞机大多难于进行悬停飞行或飞行状态过渡十分困难,有的只能勉强完成试验和简单的任务,实用价值不大。在此阶段,只有两种亚声速机型达到了实用化并投入服役,即英国的“鹞”/“海鹞”式攻击机和苏联的雅克-38舰载战斗机。但雅克-38伴随着苏联的解体失去了继续进化的可能,雅克-41(对外为雅克-141)虽然指标先进了一大步但无疾而终。只有英国的“鹞”系列和最新的AV-8B还继续在很多国家海军服役。
限于文章篇幅,这里只简单介绍一下垂直/短距起降飞机的发展概况,后续有时间做详细介绍。
英国肖特公司在1950年代研制了垂直起降验证机SC.1“飞行台架”,采用的是升力发动机加巡航发动机的设计,而且首次装备了发动机电子控制系统,1957年4月首次试飞,第二年5月实现了垂直起飞。
英国霍克飞机公司和布里斯托尔发动机公司在其“飞行台架”垂直起降试验研究机的基础上,研制了P.1127和FGA.1“茶隼”试验机,P.1127于1960年11月首次试飞,其技术核心是“飞马”喷管转向发动机。
▼英国P.1127原型机
1965年2月,霍克公司在此基础上发展出了具有实用价值的垂直短距起降攻击机,命名为“鹞”,1967年12月首次试飞,1969年4月正式服役。“鹞”成为世界上第一种实用的垂直/短距起降作战飞机,使轻型航母的出现成为可能。
▼大名鼎鼎的英国“鹞”式垂直/短距起降攻击机
苏联也在1950年代后期开始赶上世界潮流,研发垂直起降飞行技术。米高扬设计局在米格-21和米格-23的基础上研制了米格-21PD和米格-23PD,并相继试飞成功,但也仅仅是试验性质。
雅克夫列夫设计局也很早就开始研究飞机垂直起降技术,在1960年代初研制出雅克-36垂直起降技术验证机。1963年1月19日,雅克-36首次试飞,仅在离地面1~2米的高度向前飞行40米,持续几十秒。当年9月16日,雅克-36完成从垂直起飞到水平飞行的转换。
▼颜值不在线的雅克-36,照片摄于1967年7月
1967年12月,苏联部长会议正式下达1143型“基辅”级重型载机巡洋舰的配套舰载机要求。雅克夫列夫设计局在雅克-36基础上研制出雅克-36M(后改称雅克-38)。一共生产了4架原型机,编号分别是“黄色05号、黄色25号、黄色55号、黄色45号”。一号机用于地面动力系统台架试验,二、三号机用于测试飞行品质,四号机用于上舰测试。雅克-36M二号原型机于1970年4月14日完工,1971年1月15日,实现首次试飞,当年9月26日,实现悬停飞行。1972年3月20日,完成从悬停到水平飞行的转换。
1972年11月18日,雅克-36M在“莫斯科”号巡洋舰进行了首次着舰试验。1975年初,生产型交付海军航空兵。同年5月18日,雅克-36M在“基辅”号重型载机巡洋舰上完成了首次着舰。
▼部署在1143型重型载机巡洋舰上的雅克-38
直到1976年,雅克列夫设计局才算解决了试验中出现的各类技术问题,1976年8月正式进入苏联海军服役,更名为雅克-38。
雅克-38各型共生产约231架。
主要特点
▼雅克-38三视图
雅克-38采用悬臂式中单翼,翼形为切尖三角翼,翼面积和展弦比均较小,带有下反角,在1/2长度处可折叠。机翼内侧后缘平直,有一个较大的单缝襟翼,外侧后缘略有后掠,设置有副翼。翼尖处安装有姿态控制喷嘴。
机身采用常规的半硬壳轻合金结构,形状细长,到尾部逐渐收缩,截面为椭圆形。
雅克-38最初是按照垂直起降模式来设计和使用的。与英国研制的“鹞”和“海鹞”系列舰载机的短距起飞/垂直降落模式并不相同。
▼英国的“海鹞”垂直/短距起降攻击机从航母短距滑跑起飞
▼“鹞”和“海鹞”系列成功的关键——“飞马”推力转向发动机,一共四个喷口,前面两个喷口低压喷口,后面两个高压喷口,支撑“鹞”的飞行
苏联没有研制出类似英国的“飞马”发动机,雅克-38只能采用2台升力发动机+推力/巡航发动机的垂直动力方案。机身后部重心位置附近安装1台涡轮喷气发动机,座舱后部纵列安装2台小型升力发动机。缺点在于,正常飞行阶段,相当于增加了2台升力发动机的“死重”,而且占据了宝贵的机身前部空间。
▼雅克-38垂直起降和姿态控制设计示意图,2台升力发动机和两个主发动机喷管犹如四个支撑“台柱”,翼尖和机尾有延伸的喷嘴,用于调节姿态
主发动机的两个喷口位于后机身下部,两个大型的半圆形进气口位于驾驶舱后方,翼根之前,进气口后设有一排辅助进气门。座舱后的升力发动机上方安装有可向上打开的舱门,舱门上嵌有16个弹簧弹簧调节的通气格栅。
▼雅克-38的后方机腹视角,可见推力/巡航发动机的两个喷管,此时为向下状态,图片来源见水印
雅克-38采用了一套自动控制系统,能保证不同飞行状态下升力发动机和主发动机推力转向喷口处于最佳状况。
典型的起降方式是:垂直起飞后在甲板上方5-6米高度作平滑过渡飞行,以-5°的迎角姿态加速到55-75公里/小时,再以+5°的迎角姿态,推力发动机喷口转向后,加速过渡飞行约90秒,完全转入水平飞行;降落时从母舰后减速进场,在距离400米处改为平飞,以10公里/小时的速度接近舰尾,在甲板上方10-14米高度缓慢悬停并垂直下降。
▼雅克-38在斜角甲板起飞的一组照片,因为垂直起飞后作战半径简直没法看,所有后来改成斜角甲板短距离滑跑起飞
▼降落触舰瞬间的动态图,下降速率还是比较大的,而且有一定的向前速度
雅克-38是苏联海军第一种和唯一一种服役的垂直/短距起降战斗机,也是第一种实用化的固定翼舰载机。雅克-38在15年的服役生涯中,载弹量过小和作战半径过短,以及在高温高湿环境下的可靠性问题一直无法有效解决。其改进型雅克-38M仍无法有效解决这些问题。
事实上,英国的“鹞”和“海鹞”在初期也存在这样的问题,而且雅克-38与其相差不大,但英国限于国力式微,只能选择轻型航母+垂直起降舰载机,因而始终在对“鹞”改进和提高,到1980年代已经有了很大改观,1982年的马岛战争更是证明了“海鹞”飞机独有的战术价值。
雅克夫列夫后来研发了比较彻底的改进型雅克-41(外界称为141),单就性能而言。甩开了“鹞”整整一代,比肩后来的F-35,但是,伴随苏联解体,雅克-41也无以为继,被迫取消。
▼雅克-41(雅克-141)
雅克-38的一大的亮点是,服役期间,共有36架飞机因各种事故失事,但飞行员均弹射成功,没有人员死亡。其弹射座椅高度的安全性让外界刮目相看。
基本性能
尺寸数据
翼展:
7.32米(机翼展开状态)
4.88米(机翼折叠状态)
机长:
15.50米(M型)
17.68米(U型)
机高:4.25米
机翼面积:18.5平方米
机翼后掠角:45°
机翼展弦比:2.90
重量数据
空机重量:
7385千克(M型)
8390千克(U型)
正常起飞重量:10300千克
最大起飞重量:11700千克
最大机内油量:2720千克
最大载弹量:2000千克
飞行性能数据
最大平飞速度: M0.8(海平面)
M0.95(高空)
巡航速度:958千米/小时(6100米高度)
实用升限:12000米
作战半径:
100千米(垂直起飞)
556千米(短距起飞)
最大航程:1300千米
动力装置
1台图曼斯基设计局研制的R-27V-300涡轮喷气发动机,最大推力66.7千牛;
2台科列索夫设计局研制的RD-36-35FV升力发动机,单台最大推力31.9千牛。
机载设备
机头装测距雷达,风挡前装敌我识别器“魔舱”天线,其余电子设备装在后机身内。起飞降落时可使用全自动控制系统来保证发动机工作状态、空气动力操纵面和喷气操纵喷管的工作、增稳和导引系统工作的同步。
武器
1具225P型23毫米双管机炮;
两侧翼下各2个挂架,可携带2枚AA-8空空导弹,AS-7空地导弹,普通炸弹和火箭弹和副油箱等。
型号类别
雅克-38:“铁匠”-A,标准生产型,主要作战任务是侦察,攻击小型舰艇和舰队防空。1973年至1983年间共生产143架。
雅克-38M:“铁匠”-A,雅克-38 的改进型,1982年12月8日,原型机首次试飞。主要针对标准型暴露出的问题进行部分改进,机背升力发动机进气口两侧加装挡板,用于改善高温燃气回吸的问题,部分雅克-38标准型也在服役后加装了挡板。前机轮改为可转向,便于短滑跑起降时的控制。但是最关键的作战半径过小和载弹量小的问题仍然无法解决。共计生产50架。
▼雅克-38M
雅克-38U:“铁匠”-B,双座教练型,在原座椅前设置了第二个座椅。为了平衡加长了的机头,在机翼后加长了机身,逐渐收缩的后机身长度不变。其它方面与A型大致相同,但没有测距雷达和武器挂架。生产约38架。
▼雅克-38因为加了一个前座椅,前机身长且下垂,模样怪异
服役状况
1973 年到 1983 年,雅克-38共生产了 143 架,随后生产线转为生产雅克-38M,生产了53架,包括双座教练型的雅克-38U。
苏联海军共装备86架雅克-38,与卡-25直升机一起配置在“基辅”号、“明斯克”号、“新罗西斯克”号和“巴库”号航母上,每艘至少装备9架。1980年代中期转为陆上使用,1992年全部退役。
▼在“基辅”级航母上服役的雅克-38机队
▼在博物馆中展出的雅克-38
实战应用
雅克-38曾秘密参加了苏联对阿富汗战争。
1980年4月18日,苏联空军一架安-22重型运输机搭载着4架雅克-38战斗机到达阿富汗的信达德机场。苏联在使用中担心其万一被击落导致泄密,因而对雅克-38进行有限制使用。由于所部署的机场地处高原,发动机有效功率大幅下降,使得本来就不佳的挂载能力和作战半径雪上加霜。在大多数情况下,雅克-38只能携带4组火箭弹执行任务,加挂副油箱执行高空侦察任务,也只有500多公里的作战半径。
雅克-38在阿富汗战场上的实际作战效能远不如苏-17、米格-27这些专业对地作战飞机,甚至火力还没有米-24“雌鹿”武装直升机强。1980年5月29日,苏联国防部第一副副部长索科洛夫元帅到机场视察工作时,一架雅克-38在起飞时当着众多高级军官的面从7米高的地方摔向地面,其携带的火箭弹引起了剧烈爆炸。此事件对雅克-38的后续发展造成了更加恶劣的影响。
后来到1980年代中期,苏联海军有了滑跃甲板的重型载机巡洋舰(航母)和配套的苏-27K实打实的固定翼舰载机,将鸡肋一样的雅克-38转为陆上使用,到1992年全部退役。
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