写这个回答,我把垂直起降分成两类。一种是机鼻指天的旱地拔葱式,一种是机身水平趴地起飞。
旱地拔葱
理论上,推重比大于1,也就是发动机推力大于飞机重量,就可以垂直起飞了。例如上图的垂直起降技术验证机Ryan X-13,图为1957年垂直起飞的试飞照片。
现代战斗机很多都可以达到这个数字,比如F-22,空重20吨,干推超过20吨,加力甚至超过30吨。而F22和F15K甚至满油推重比都达到了1.14。虽然它们不能垂直起降,但是经常垂直爬升(文末视频有F-22的表演)。但是它们的造型没法像火箭一样架在发射架上往天上发啊,就算发了,也没法再垂直降回发射架吧。
而登月火箭土星号全重3000吨,一级火箭5台F-1总推力3500吨,推重比甚至比上述战斗机还要低。
在冷战时期,大家都觉得自己的军用机场脆弱,容易被一波摧毁,战斗机无法起飞参战所以需要垂直起降能力,所以那个年代在这方向有一些努力。
就算能像火箭垂直起降(SpaceX的火箭们算是垂直降落了也),也极大限制了战斗载荷,得不偿失。再加上,针对旱地拔葱能力优化的战斗机外形都比较天马行空,空战能力比传统气动布局差很多,且技术风险大,更得不偿失了一点。所以后来大家也都放弃了这个路线。
机身水平趴地向上起飞
相比于旱地拔葱式战斗机,这类飞机普遍具有传统的气动布局。但是这发动机向后也就是向水平方向喷,没法把飞机拖起来啊。所以需要把主喷口转向下,还要在前面制造一个推力把飞机托起来,额外还要维持平衡的气流。(平衡气流的推力要求较低,一般从发动机压气机引气喷出)
苏联雅克38。这玩意额外加了俩垂直起降的发动机,这在飞起来以后都是死重,油耗也大,加上主发动机,热气直接吹到甲板上还会对甲板造成伤害。且升力发动机的废气会被发动机重新吸入造成停车。
F-35B用的是罗罗升力风扇,那个玩意死重比额外装喷气发动机小多了而且通过主发F135的轴来驱动,热机效率也相对高。即使这样F-35B加上战斗载荷也没法垂直起飞,但是可以短距离起飞并垂直降落,这也就基本够用了,单发战斗机还想怎样?升力风扇吹出的冷气吹散了尾喷热气,保护了小平头的甲板,而且阻止尾喷的贫氧废气被重新吸入而造成停车。
F35有这个能力,最核心的原因还是普惠F135给力,短距离(垂直)起降时无加力大几吨的推力,同时输出几十兆瓦的轴功率带动升力风扇,这时还要忍受压气机被抽出平衡气流,而且还有后期升级版本推力更大油耗更低。力大砖飞是宇宙真理。
下面罗罗这几张是我自己拍的(转自我自己的微信朋友圈)
直升机
应评论要求再加个直升机吧,这东西桨叶那么大,直接向下吹,推力是大啊。但是航速,航程,升限,噪音等等相比固定翼战斗机都有无与伦比的劣势,我也不知道讨论它们干啥,就随口提一下吧。
下面请欣赏F-22的鬼畜机动,2分25秒开始做了个垂直悬停(完全是炫技,没有任何实战意义)。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:卢西
【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载
此问题还有 26 个回答,查看全部。