原理
固定翼飞机能垂直升降,就要向飞机提供足够大的向上推力,这时就要喷管朝下。而再往后就应该改变喷管的角度,但不能一下子变成向后。因为在改变喷管方向的时候要继续有足够向上的推力,同时提供一部分向前的推力。这也就要求有精密、准确的角度变化。
而这个角度的变化就成了一个矢量的变化,也就是说喷管的作用力要很精确的能分解成向下和向前的两个分力。当然这只是理论,在现实操作中可不是一件简单的事情,比如提供向上推力是怎样保持飞机机体的平衡,角度怎样变化才是最佳,怎样来保证角度的变化精确度。
英国“鹞式”战斗机
目前性能较好的垂直起降战机——F-35
鹞式飞机是世界上最早实现垂直起降的喷气式飞机。 它的发动机与一般喷气式飞机不同,它能够产生2个方向的推力,即垂直向上的推力和水平向前的推力。从外形上看,它的发动机很像一套连裤,前后各有2个喷口,这4个喷口可以同时转动。
当飞机起飞时,4个喷口同时向下偏转,直至完全垂直于地面,发动机产生的推力通过垂直喷口就像4根无形的柱子把飞机托起。飞机到了空中,飞行员便逐渐操纵喷口向后转动,此时便产生了一个水平的推力,飞机的重量便由机翼产生的升力支撑,发动机产生的推力推动飞机前进。
目前性能较好的垂直起降战机——F-35
飞机着陆时,当喷口完全垂直于地面时,由于飞机悬停在空中,没有前进动力,机翼上的升力随之消失,飞机的重量又完全由发动机产生的垂直推力来支撑。而后,飞行员开始关小油门,减少发动机供油量,垂直推力渐渐变小,飞机开始缓慢下降,直至最后着陆。
因而鹞式飞机的整个起降过程只需一块空地便可完成,从而结束了喷气式飞机只能依赖跑道起降的历史。机上多个甲烷喷口共同控制和调整飞机的姿态,实现在垂直起落和悬停时对飞机的操纵。【后记】中国成功攻克涡扇发动机反推力风洞试验技术,这标志着中国从此具备TPS正反推力风洞试验能力,对中国飞行器尤其是大型飞机的研制具有重要意义。中国开始研制垂直起降战斗机正打造升力风扇,相信中国拥有自主研发制造的垂直起降战斗机不会太远了。