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航母简史:70.垂直起降

咱们上文书说到,在1967年,莫斯科附近的多莫杰多沃机场举办的航空展上出现了两架怪模怪样的小飞机。这种飞机长得像个猪鼻子,飞机采用了头口进气,米格15、米格19都是头口进气,但是进气口都没这个明显。这种飞机的发动机非常靠前。导致前机身非常粗大,后机身相对比较细。最显眼的是飞机前边有个非常粗大的探针,你说这东西算空速管吧,这东西太粗,你说算撞角吧,这东西又太不结实。

这种小飞机正是苏联雅可夫列夫设计局开发的一种技术验针机,编号雅克36。这东西能够实现垂直起降,在这次航空展上算是赚足了眼球。这架飞机采用了两台涡喷发动机,喷口从机身两侧伸出来,可以实现转向。为了把喷口设计在中心附近,发动机不得不尽量往前放,所以前机身特别粗,进气口长得跟猪鼻子似的。同时,为了协调飞机的平衡。前边那个长长的探针一样的杆子也是会喷气的,在垂直起降的时候,可以用来调节飞机的姿态平衡。

雅克36验证机

我们现在看到的垂直起降战斗机,一般都只有一台主发动机,但是在垂直起降飞机诞生的早期,那真是五花八门,什么设计都有。雅克36就有两台发动机。西欧国家地理位置处于冷战的前沿。如果真的要和苏联发生战争,肯定算在欧洲大地上开打。欧洲人判断,如果苏联钢铁洪流滚滚而来,如果真的打核战争。西欧的空军基地肯定都是苏联首要的打击目标,肯定是无法生存的。在这样的条件下,飞机根本发挥不了作用。除非飞机能够不依赖机场。瑞典给出的办法算利用高速公路网,飞机可以从高速公路上起降,你总不会把高速公路全毁了吧。其他国家则对垂直起降技术非常感兴趣,而且还下了不少的苦工。

VJ-101验证机

比如西德曾经建造了一种试验机,编号VJ-101,这种飞机细细尖尖的,机翼非常短,外形有点像F-104战斗机。在驾驶员座舱的后边,装了两台垂直的小发动机。在机翼尖端装了4台能旋转的喷气发动机。只要把机翼尖端的发动机竖起来,机身前部的垂直发动机也参与工作。那么这架飞机就能实现垂直起降。后来因为种种问题,这个项目没有继续下去。

DO31验证机

德国人还曾经搞过垂直起降的运输机DO31,这种飞机长得像个小型运输机。平直的机翼下挂着两台主发动机。在机翼的尖端,各有一个短舱,里边排放着4台垂直的小喷气发动机。两边一共是8台,加上两台主发动机,这飞机一共使用了10台发动机。因为发动机实在太多了,协调控制就成了难事。最后,这种飞机也就不了了之了,没有投入实用。

法国人也曾经对垂直起降很感兴趣。他们在一架幻影飞机身上安装了垂直的喷气发动机,也能实现垂直起降,但是没有什么实用性,因为地方都被垂直的飞升发动机占了,也装不了多少油,也带不了多少武器,纯属算技术实验。

Bell X-14验证机

美国人也曾经做了一系列实验,比如贝尔公司的X14试验机。这东西的思路和雅克36一模一样。都是用两台喷气发动机产生推力,而且都有一个非常难看的猪鼻子,只不过X14是平直翼。美国人当时对垂直起降战斗机兴趣不大,只是做一下技术验证。后来这架X14被NASA用来培训宇航员了,阿姆斯特朗没少开着X14进行垂直起降训练,登月舱的操控技术和这架飞机差不多。

XV-5验证机

洛克希德公司制造过一架XV-4验证机,这家伙在机身里塞了一大串升力发动机,主发动机只能撞到机身外侧。这种飞机的性能不太好,坠毁了好几架,最后项目失败。瑞安航空制造的XV-5是另外一种思路,他们在飞机机翼里边安装了升力风扇,用发动机的气流去吹转风扇,风扇产生升力。这种飞机到最后也坠毁了好几架,项目也没有继续下去。我国曾经也想在歼6的基础上搞垂直起降战斗机,也是采用发动机引气,吹转风扇产生升力的方案,最后,这东西停留在了绘图板上。

总之,这些垂直起降方案往往是在垂直起飞和平飞转换过程之中出了麻烦,导致坠机,有些方案没有什么实用性,航程太短,携带武器太少。也不值得深入研究。最终开花结果的是英国人的P1127方案,这个方案后来发展成了大名鼎鼎的鹞式战斗机。

P.1127方案

垂直起降战斗机的总要产生向下的推力,这些推力必然来自发发动机。把主发动机的后半身做成裤衩形状,伸出两个转向喷口,这不难。后腿很好解决,但是,前腿怎么办?还得说人家英国的罗尔斯罗伊斯真的很给力,鹞式战斗机采用的飞马发动机非常强劲,他们用风扇引出的气流当前腿,这个问题就解决了。

4条腿的飞马发动机

苏联人一时半会儿搞不出那么好的发动机,因此雅克36的方案只能说算凑合完成垂直起降。完全没有作战的能力。本来苏联国防工工业部门也不打算继续给钱。但是,架不住戈尔什科夫软磨硬泡啊。如今红海军缺乏舰队防空力量,你总不能拿直升机去对付敌人的战斗机吧。最后,领导还是同意继续研究下去。雅可夫列夫设计局采用的方案之中,后腿和鹞式飞机差不多。都是把发动机尾部做成裤衩子的形状,两个分叉的喷口是可以转向的。关键是前腿该怎么办,最后雅可夫列夫设计局采用了飞升发动机的方案,竖着装两个小发动机,平时不开,只有垂直起降的时候再开。

雅克38战斗机

这架新的垂直起降战斗机的编号是雅克36M,其实这完全算一个新方案,和原来的雅克36没多大关系。后来,这种飞机获得了一个新编号——雅克38。北约给的外号叫“铁匠”。这是世界上第二种实用化的垂直起降战斗机。所以,现在垂直起降战斗机,总共就那么3个流派,要么就是鹞式战斗机的追随者,要么就是雅克38的追随者,要么就是雅克36的追随者。还真有人跟雅克36学的吗?有啊,X32那个大嘴蛤蟆不就是吗?

雅克38飞机在莫斯科号的甲板上进行了实验,海军还算比较满意。尽管这个东西航程太短,载弹量太小,只能叫做“桅杆保卫者”。但是横竖比没有要强啊。起码红海军舰队防空这个空档被填补上了。不过呢,雅克38不是给莫斯科号和列宁格勒号准备的,因为这两艘船太小了。这是给下一代航母基辅级准备的。苏联的航母都是怪胎,这个基辅级看上去有了点现代航母的样子了,起码也有斜角甲板,排水量也达到了4万吨了。可惜,这家伙依然不是一个正常的航空母舰,船头部分用来安放巨大的反舰导弹了。只有斜角甲板是用来给飞机起降的。那么小的面积,导致航空作业的效率并不高。

基辅号航母

当然,人家苏联也算振振有词啊,这是1143型航空巡洋舰,不是航母哦。好吧,算你嘴硬。叫做航空巡洋舰,就可以规避黑海海峡的相关法律限制,和平时期,大家面子上还是要说得过去的。其实啊,戈尔什科夫想要什么,明眼人都能看出来,但是他的愿望总是打折扣。基辅级就是这么个打折扣的选择。人家涅瓦设计局拿了9种方案,其中包括正经八百的航母,用米格23当做舰载机。领导们偏偏选个四不像,那怪谁呢?

基辅级航母可以搭载12架雅克38垂直起降战斗机。可以搭载19架卡25或者卡27反潜直升机,另外有两架卡27作为超视距引导。基辅级能搭载的飞机大概也就这么多了。战斗力和美国的大型航母差得不是一点半点。但是苏联本来就没指望用舰载机去突破对方的防空圈,而是用庞大的超音速导弹完成这个任务。比如P500玄武岩反舰导弹射程达到了550km,有效载荷1吨,可携带350kt当量核弹头或950kg当量的半穿甲高爆弹头。只要给航母来上一发,也够航母受的了。

但是,这500公里的射程依然不够,因为舰载机撑起的防空圈,起码半径700公里。F4鬼怪式舰载机的作战半径就是680公里左右。也就是说,基辅级航空母舰必须深入到人家防卫圈内200公里,船上搭载的雅克38的任务就是给舰队撑起一把雨伞,靠这把伞挡住美国舰载机的攻击,一直撑到玄武岩的射程之内,在开火。可惜的是,这只是纸面计划,雅克38也就对付一下S3反潜机,A6攻击机这类不擅长空战的飞机,遇上鬼怪式,基本上是没活路的。所以,美国人对基辅级一点都不担心。

明斯克号航母

美国不怕,不意味着其他国家怕。苏联的四艘基辅级分别是基辅号、明斯克号、新罗西斯克号、巴库号。明斯克号长期在远东服役,也是我们过去的假想敌之一。日本人还写了一本小说叫《明斯克号出击》,日本人要是对苏联的军事威胁不担心的话,也就不会有这本书了。明斯克号航母就成了军事威胁的一种符号象征了。

美国人这一阵子在干什么呢?他们在打造新一代的航空母舰尼米兹级。尼米兹级的排水量达到了10万吨。在企业号之后,美国人的核动力航母出现了断档,因为核动力航母的高昂造价弄得财大气粗的美国人都受不了。所以,美国国会卡住了预算,海军只能搞大型常规动力航母,这也就是小鹰级的由来。

到了麦克纳马拉上台以后,他用一系列的计算图表和公式证明现在的常规动力航母算够用的。不需要搞什么核动力航母。气的海军部长当场辞职,但是这也没啥用处。麦克纳马拉抠门抠到家了。一直到越战爆发,麦克纳马拉才发现,这个核动力航母也是有很大作用的。1967年,军方和纽波特纽斯船厂签订了合同,新一代的尼米兹级核动力航空母舰开工建造。

皇家方舟号和尼米兹号停在一起

首先要确定的就是航母的动力,上次企业号弄了8个反应堆。说到底就是反应堆功率太小了。现在新一代的A3W反应堆的功率几乎翻了一倍,过去要8台,现在只需要4台就够了。但是麦克纳马拉不干啊,他坚决只装两个反应堆,这样比较便宜。堆少了,那就意味着单堆功率必须再翻一倍,达到14万马力才行。

好在呢,美国人已经开发出了单堆功率13万马力的A4W反应堆。两台反应堆的功率为26万马力。比企业号的28万马力小一点,甚至比常规动力的小鹰号还要小一点。再加上尼米兹级的船比较宽,阻力大。所以最高航速算不如企业号和小鹰号的。好在蒸汽弹射器获得了较大的提升,不需要那么大的甲板风也能放行舰载机。

另外,反应堆少了,腾出了大量空间可以用来存放航空燃油和武器弹药。尼米兹号用牺牲一点航速,换来了战斗力的整体提升。从这一点来讲,还是划算的。

有了新的航母,舰载机是不是也要更新一下哦。又是麦克纳马拉主导,他把海军和空军捏到一起,叫他们一起研发一种通用型的战斗机。麦克纳马拉自认为自己有经验,他按着空军的头,逼着他们接受了鬼怪式,效果不也还不错吗?

F-111B战斗机

按照麦克纳马拉的设想,新飞机编号叫F111,空军的型号叫F111A,海军的叫F111B,采用变掠翼技术。需要高速拦截就收起翅膀冲刺,如果要长时间巡逻,就展开翅膀慢慢飞。只有变掠翼可以同时满足高速和低速的需求。所以,变掠翼在当时算很流行的。

1965年5月18日,F111B首飞成功,但是海军一看这架飞机的性能,连哭的心都有了。空重20.9吨,毛重36吨,最大起飞重量39吨,这是战斗机还是轰炸机啊?这也太重了。更要命的是,这个变掠翼故障率还挺高,飞机上要升空作战的,一天到晚趴窝可不行啊。在试飞过程里,还摔死好几个试飞员,海军对这个飞机的印象非常差。这东西根本上不了军舰。

但是,通用动力和格鲁门合作的这架飞机也不是一无是处。比如发动机TF30就还不错。这是一种涡扇发动机,比涡喷省油啊。还有,配套研发的雷达和导弹也都不错。下一代海军主力舰载机,可以把这些成果都用上。最后,海军是没有掺和F111的研发,这种飞机后来改行当轰炸机了。海军提出了自己的下一代战斗机计划,引来一大群厂商竞标。

根据在越南战场F8十字军战士的使用经验,海军方面觉得单发飞机算不够用的,还是双发飞机好用,所以,海军要求各竞标厂商拿出一种双发双座重型舰载战斗机的设计方案出来。新型战机的最大飞行速度应达到2.2马赫,能够在距离舰队240公里外执行战斗空域巡航任务2个小时以上,遇到敌机可开加力作战2分钟,飞机本身的载油量要能够对离岸800公里的航空母舰进行有效的护航。

这种飞机应该装备能够同时搜索和追踪目标的雷达以及各种射程的空空导弹,对了别忘了机炮,没有机炮的F4在越南战场上有点不顺手。另外,这种飞机还要能携带6800公斤的炸弹执行对地攻击任务。最后,新战机还应具备适于在航母上起降、着舰速度小等特点。

什么叫既要又要啊?这就是典型。

海军和格鲁门的合作关系非常深,所以,最后还是格鲁门获得了订单。海军早就知道F111B不灵,所以提前暗示作为分包商的格鲁门早做另起炉灶的打算,所以,格鲁门公司可以说是提前抢跑了。

格鲁门的303E方案,这架飞机是单垂尾布局

在获得美国海军的合同之后,格鲁曼公司对初期研发阶段设计的6000种以上的设计方案进行遴选,从中总计制造了2千个左右的气动模型,光是各种进气道和发动机喷嘴的设计组合就有大约400个。此外,这些模型还累计进行了超过9000小时的风洞实验。最终,格鲁曼公司向海军提供了303系列设计方案,共提出了8种气动外型。这8个方案里有7个采用了变后掠翼布局,为了满足这么苛刻的需求,非变后掠翼莫属了。

因为F111B给海军的刺激太大,所以海军提出了一系列的罚款要求,空重每超过45公斤罚款44万美元;加速性能每少1秒罚款44万美元;续航距离每少10海里罚款100万美元;着陆速度每增加1节罚款105.6万美元;维护性每增加1个人工小时罚款45万美元;交机时间每推迟一天罚款5千美元。

海军这是打算把格鲁门公往绝路上逼啊,格鲁门公司会拿出什么样的答卷呢?我们下次再说。

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