【簡(jiǎn)介:】要研究垂直起降技術(shù)是怎樣實(shí)現(xiàn)的,就要知道比空氣重的飛機(jī)是如何飛行的。飛機(jī)飛行需要克服兩種力—重力和阻力。重力是由飛機(jī)的氣動(dòng)面,即機(jī)翼和尾翼產(chǎn)生的垂直升力平衡的;阻力則
要研究垂直起降技術(shù)是怎樣實(shí)現(xiàn)的,就要知道比空氣重的飛機(jī)是如何飛行的。飛機(jī)飛行需要克服兩種力—重力和阻力。重力是由飛機(jī)的氣動(dòng)面,即機(jī)翼和尾翼產(chǎn)生的垂直升力平衡的;阻力則是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的水平推力克服的。正常飛機(jī)的起飛過程就是飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)下,在跑道上克服阻力向前滑跑,機(jī)翼在空氣中直線平移運(yùn)動(dòng),利用特定翼型和飛行狀態(tài)產(chǎn)生的空氣壓差獲取升力。隨著速度的加快,升力也越來越大,當(dāng)滑跑速度足夠大到使機(jī)翼產(chǎn)生的升力大于飛機(jī)的重量時(shí),飛機(jī)就可以離開地面升空飛行了。由于在一定的條件下飛行的阻力遠(yuǎn)小于飛機(jī)的重量,所以飛機(jī)的飛行可以實(shí)現(xiàn)以小推力托起大重量,也就是推重比小于1,是一種省力的飛行方式。
從上面可以看出,飛機(jī)要想飛行必須克服重力,而垂直起落飛機(jī)由于不需要滑跑,就不可能由機(jī)翼產(chǎn)生克服重力的升力。那到底如何才能實(shí)現(xiàn)在原地的垂直起降呢?只能有兩種方法,一種是噴氣反作用力,一種是利用空氣動(dòng)力。
噴氣反作用力,就是由發(fā)動(dòng)機(jī)向下噴氣產(chǎn)生的反作用力升力來克服重力實(shí)現(xiàn)垂直起降的。辦法有三個(gè),一個(gè)是偏轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管(如英國(guó)的鷂式),第二種是直接使用升力發(fā)動(dòng)機(jī)提供升力,第三個(gè)是前兩種辦法的組合,同時(shí)使用升力發(fā)動(dòng)機(jī)和主發(fā)動(dòng)機(jī)(如前蘇聯(lián)的雅克)。根據(jù)牛頓第三定律,作用力與反作用力大小相等,也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的的推力與升力相等,那么垂直起降時(shí)的推重比就得大于1才能垂直起降,與推重比小于1的飛機(jī)的飛行相比,這種反作用力升力并不省力,耗能太多,不實(shí)用,因此很難推廣。
空氣動(dòng)力垂直起降,就是在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩力作用下能利用空氣動(dòng)力的裝置,比如風(fēng)扇等,像美國(guó)的F-35B的升力風(fēng)扇就是一種。
但這種傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式的升力風(fēng)扇還是問題多多,所以還要對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)扇進(jìn)行改進(jìn),比如多環(huán)分級(jí)升力風(fēng)扇,使風(fēng)扇超薄,強(qiáng)力,堅(jiān)固。
由于旋轉(zhuǎn)式的本質(zhì)缺點(diǎn)不能改變,所以把扇葉由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變成平移運(yùn)動(dòng),這種風(fēng)扇的效能就提高了,并且矩形也利于安裝,也許是將來飛機(jī)垂直起降的一個(gè)方向。 風(fēng)扇由于是利用與空氣的相互作用力(主要是大氣壓力差,其次反作用力)為垂直起降的升力的,埋植在機(jī)翼中,與空氣的接觸面積大,所以升力強(qiáng)大,油耗較小,是個(gè)有前途的發(fā)展方向。