米格-21戰斗機由米高揚-格列維奇設計局研發,北約綽號為“魚窩”,是蘇聯等國空軍裝備的超音速戰斗機戰斗機怎么畫 。

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早期型號的米格-21戰斗機被西方視為第二代戰斗機,之后變為了第三代戰斗機 。大約有60多個國家的飛行員飛過米格-21戰斗機,而且現在依然有很多國家裝備該型戰斗機,已經超過了60年了 。除了服役60年外,米格-21戰斗機還保持了一項紀錄,成為了全球產量最大的超音速戰斗機之一(現在能與之相比的就是美國麥克唐納·道格拉斯公司的F-15“鷹”系列戰斗機和F-16“隼”系列戰斗機) 。
米格-21戰斗機最早是作為米格-15、米格-17和米格-19的繼任者而研發 。蘇聯飛機中,達到2倍音速的性能是因為其采用了機頭或機頭兩側進氣、采用后掠翼布局或三角翼布局 。采用后掠翼布局最成功的是蘇-7,三角翼布局的則是米格-21 。
米格-21戰斗機于上世紀50年代開始研發,第一架原型機是Ye-1(俄文Е-1),研發時間是1954年 。當發現動力不足時,該機就進行了重新設計,隨后就出現了第二架原型機,編號為Ye-2(俄文Е-2) 。這兩種原先年國際都采用后掠翼設計 。而首架采用三角翼設計的則是Ye-4(俄文Е-4),首飛時間是1955年月16日,并于1956年的莫斯科航展公開露面 。
而對于西方國家來說,早年經常把米格-21和與其采用相似機頭進氣布局的飛機相混淆 。例如1960-1961期間的《簡氏飛機年鑒》里就把蘇-9的圖放到米格-21戰斗機的資料里去了 。
米格-21戰斗機乘員1人,長14.7米、翼展為7.154米,高度為4米 。空重5.846噸,最大起飛重量為9.8噸 。最大飛行速度為1300千米/時(水平面高度,1.05倍音速),1912千米/時(13000米高度,1.8倍音速)或2175千米/時 。最大航程為1470千米、實用升限為17500米,爬升率為225米/秒 。固定武器為1門23毫米航炮,全機有4個掛架,可以掛載多種機載武器 。
美國戰斗機鴨式布局垂直起降雙加持,但為何腹死胎中?那么問題來了,你要問的是美國羅克韋爾公司的“XFV-12”鴨翼版垂直起降戰斗機呢,還是要問洛克希德公司“SSF項目C160方案”呢?這兩個都符合你的問題,只不過前一個方案確實是跟著“制海艦”項目一起胎死腹中,后一個方案也被后來的X-35(F-35)最終無鴨翼版所取代 。

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▲美國羅克韋爾公司的XFV-12垂直起降戰斗機

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▲美國洛克希德公司的SSF項目前期鴨翼版C160方案

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既然題目沒有問清楚,那就挑一個“死地透透”的XFV-12戰斗機說說吧:

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緣起朱姆沃爾特的超音速垂直起降戰斗機“XFV-12”這里說的當然不是“朱姆沃爾特”級驅逐艦,而是那個名為朱姆沃爾特的“真”男人 。1970年,時任美國海軍作戰部長的朱姆沃爾特上將,大力提倡海軍軍事裝備發展和改革,于是乎一種名為“制海艦”(海上控制艦)的概念被提了出來 。究其原委,制海艦就是一種排水量大約在16000-20000噸的輕型簡易航母,僅需要提供直升機和垂直起降戰機的能力,因此無需彈射器和阻攔索,噸位小、結構簡單,便于低成本的快速建造,以便彌補當時為數不多的“尼米茲”級大型航空母艦的數量缺憾 。

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▲美國前海軍作戰部長,朱姆沃爾特海軍上將

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【戰斗機怎么畫,能否簡單介紹下著名的二代機米格-21系列戰斗機?】為了驗證“制海艦”的概念,美軍將一艘兩棲突擊艦臨時改裝為海上控制艦,并且利用英國“鷂”式固定翼垂直起降戰斗機和加拿大“CL-84”傾轉旋翼機的原型機做了幾次上艦試驗 。這里說點題外話,你沒有看錯,用的是加拿大的傾轉旋翼機CL-84(加拿大飛機公司研制),這時候距離美國的V-22“魚鷹”誕生還早著呢 。
▲加拿大研制的CL-84傾轉旋翼機
雖然美國海軍的“制海艦”項目及其配套戰機計劃,在一開始就面臨諸多指責和坎坷,但是當1971年美國海軍軍品司令部發布了V/STOL垂直短距起降飛機研究計劃和招標文件之后,還是收到了麥道、羅克韋爾、格魯門、菲爾柴爾德等諸多航空公司的10余種設計方案 。并最終在1972年,承擔項目方案評估任務的美國海軍航空系統司令部選擇了北美羅克韋爾公司(北美飛機公司與羅克韋爾公司合并二來)的NA356戰斗機方案,也就是后來的XFV-12A超音速垂直起降戰斗機 。
▲XFV-12A垂直起降戰機示意圖
命途多舛的XFV-12首先,XFV-12的前身NA-356飛機方案來自于上世紀六十年代美國北美飛機公司的研究成果 。與羅克韋爾合并前的北美飛機公司當時為美國海空軍生產多款飛機,如A-5“民團團員”攻擊機、T2J-1“橡樹”、F-86“佩刀”戰斗機、F-100“超級佩刀”戰斗機等 。但是由于多款產品已經到了生命周期的末期,為了保證生產工廠和公司設計能力的未來,北美飛機公司選擇了在當時看來是“最有前途”的短距/垂直起降固定翼飛機領域,并且為了達到實現超音速作戰的目的,放棄了當時研究比較廣泛的“升力發動機”設計,轉而采用推力增升、襟翼燃氣分流技術 。到了1967年,北美公司與羅克韋爾合并之后,公司將主要研究目標放在“引射器推力增升方面”,直到后來形成了NA-356短垂起降飛機方案 。
▲XFV-12A艦上垂直起降示意圖
美國海軍航空系統司令部選定了NA-356方案之后,美國海軍花費大約5000萬美元訂購了兩架原型機,并且命名為XFV-12A 。這種短垂起降飛機采用了“梯形翼+前置鴨翼”的布局,單座單發設計,總長約13.4米、翼展8.69米、鴨翼翼展3.66米,梯形主翼位于機身后上方,翼尖裝有垂直安定面;鴨翼位于機身前部機腹位置 。
▲近處為組裝完畢的XFV-12A原型機
由于該機預計將采用F401發動機,強悍的推力對其實現2倍音速飛行簡直是小菜一碟 。而該機研發的困難之初在于“如何在不使用升力發動機或者風扇的前提下,實現垂直起降” 。因此,北美羅克韋爾公司引入了“推力增升機翼”的概念,通過設計專門的通道將飛機發動機排出的燃氣引流到機翼,噴射的燃氣通過特殊通道引射空氣,以產生垂直向上的升力 。根據羅克韋爾公司的說法,這種方案相比英國“鷂”式的設計有很多好處,如產生的熱噴氣對甲板沖擊較小、整個動力結構和重量小三分之二、推力損失也比較小 。
▲XFV-12A原型機的結構示意
由此可見,XFV-12A的的垂直升力方案,主要是依賴引導發動機燃氣向翼面吹氣,在垂直起降時,發動機后方的折流屏關閉,經由機身內的管路將噴射氣流導向開設在主翼及前翼上的涵道口以提供升力 。而這里主要涉及的“引射”概念、伯努利原理、折流屏技術等解釋起來過于晦澀,就不再多說了 。
▲XFV-12A原型機鴨翼上的燃氣引流導管、引射翼面和涵道翼面
雖然XFV-12A飛機的增升設計看似不俗,但是“現實很骨感”,在經歷羅克韋爾公司大量理論計算、試驗以及改進引射器結構設計以后,該飛機的垂直起降性能依然讓人失望 。1974年,美國NASA試驗中心對該機進行了一系列全尺寸風洞試驗,試驗結果表明該機的設計推力增加低于預期,不足以滿足垂直起飛的推力需求 。
▲XFV-12A原型機垂直起降懸停系留試驗
心有不甘的羅克韋爾公司繼續XFV-12A的研發工作,期間又遇到了鈦合金部件的制造難題,導致原型機延遲到1977年5月才完成 。1978年初 。羅克韋爾公司、美國海軍和NASA一起對原型機進行垂直懸停系留試驗,在為期六個月的試驗過程中,XFV-12A仍然暴露出臨界垂直推力不足的問題 。在理論設計和實驗室計算中,該機原本預期“引射增升”技術將增加55%的升力,但是在實際試驗中,主翼增加升力19%、鴨翼則產生了6%的升力,遠遠達不到設計預期 。
▲XFV-12A原型機
當然,除了上文所說的增升推力不足的主要問題以后,該機還存在一些其他問題 。更為不幸的是,XFV-12A誕生的主項目“美軍制海艦”計劃已經在1974年被迫放棄,這也導致了當時美國海軍對XFV-12A的投資被多次推遲 。而美軍裝備一貫的項目研究成本超支,也在XFV-12A身上體現的淋漓盡致,到1978年該項目成本已經超過預算額的一倍 。盡管羅克韋爾公司隨后的一系列改進,使得該機的推力增升能力最后達到的預期水平,但是精疲力竭的美國海軍最終還是在1981年正式取消了XFV-12A計劃 。
如此看來,XFV-12A鴨翼版垂直起降戰機的夭折,既有技術因素,也有美國海軍裝備政策的因素,但是其留下的豐厚技術遺產和探索經驗,對美國后來垂降戰機項目來說“意義非凡” 。
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