殲-20C，一個(gè)由《流浪地球2》劇組想出的名字，它在電影中一亮相，便賺足了眼球，未來(lái)感十足的機(jī)械設(shè)備和航天器也無(wú)法撼動(dòng)其帶來(lái)的震撼感。其實(shí)，早在《流浪地球2》放出的預(yù)告片中，這款被劇組冠以“殲-20C”的科幻機(jī)型便已經(jīng)登場(chǎng)，雙升力風(fēng)扇+雙發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)讓人眼前一亮。
《流浪地球2》中垂直起降版“殲-20C”雙座型戰(zhàn)機(jī)
【資料圖】
《流浪地球2》中垂直起降版“殲-20C”雙座型戰(zhàn)機(jī)
《流浪地球2》關(guān)于“殲-20C”垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)的海報(bào)
那么在殲20的基礎(chǔ)上，研制這么一款垂直起降戰(zhàn)機(jī)，在技術(shù)上究竟走不走得通，全球都有哪些垂直起降機(jī)型？中國(guó)未來(lái)艦載垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)，會(huì)是這樣的設(shè)計(jì)嗎？
垂直起降機(jī)型是根據(jù)全球戰(zhàn)機(jī)發(fā)展的“痛點(diǎn)”展開，不論戰(zhàn)機(jī)是新是舊，機(jī)型依賴固定的大型機(jī)場(chǎng)/基地，需要長(zhǎng)長(zhǎng)的跑道進(jìn)行起降是不爭(zhēng)的事實(shí)。飛機(jī)跑道普遍需要3000米，寬度50米，基礎(chǔ)建設(shè)投資很大，這大幅度限制了戰(zhàn)斗機(jī)的起降范圍和靈活性。在早先上映的電影《壯志凌云2》中，大量的戰(zhàn)機(jī)就被導(dǎo)彈摧毀在停機(jī)坪上，男主角湯姆克魯斯駕駛的戰(zhàn)機(jī)也差點(diǎn)因跑道距離不足而炸毀。
于是，垂直起降機(jī)型便在這種強(qiáng)烈的軍事需求中應(yīng)運(yùn)而生。垂直起降戰(zhàn)機(jī)不同于普通戰(zhàn)機(jī)，其最大的難點(diǎn)不再是發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小，而是轉(zhuǎn)移到了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)上——因?yàn)橐寫?zhàn)機(jī)平穩(wěn)的垂直起降，需要在控制系統(tǒng)上花費(fèi)大功夫，力矩平衡要時(shí)刻保障——在起降時(shí)，主推力和機(jī)頭升力都從一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)引出，而且發(fā)動(dòng)機(jī)還必須做多余功率儲(chǔ)備，提高側(cè)面旋轉(zhuǎn)能力。這也就是為什么著名的“鷂式”垂直起降戰(zhàn)機(jī)和F-35B戰(zhàn)斗機(jī)均采用大推力發(fā)動(dòng)機(jī)，且要增加升力發(fā)動(dòng)機(jī)的原因。
F-35B戰(zhàn)機(jī)垂直起降動(dòng)力系統(tǒng)，包括主發(fā)動(dòng)機(jī)和升力風(fēng)扇
F-35B戰(zhàn)機(jī)使用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)升力風(fēng)扇，提供所需的推力
再細(xì)看電影中的“殲-20C”，不僅具備兩臺(tái)尾部發(fā)動(dòng)機(jī)，還配備了很強(qiáng)的升力發(fā)動(dòng)機(jī)，在升力發(fā)動(dòng)機(jī)打開的瞬間，導(dǎo)演郭帆還給了一個(gè)近距離的特寫，足見對(duì)其垂直起降能力的看重。此外，殲-20配備的鴨翼也具有鮮明的特點(diǎn)，豎起的鴨翼既可以作為在起降過(guò)程中增強(qiáng)戰(zhàn)機(jī)穩(wěn)定性的安定翼面，還能夠消除水平狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)阻力以及紊流干擾。
然而事情總有兩面性，垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)雖然有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也同樣明顯。為保持殲-20戰(zhàn)機(jī)原有尺寸和機(jī)身內(nèi)部空間大小不變的情況下，還要為渦扇升力發(fā)動(dòng)機(jī)留出空間，這無(wú)疑會(huì)擠占寶貴的機(jī)內(nèi)載彈空間，機(jī)腹主彈艙的載彈量會(huì)大幅度減小。換句話說(shuō)，在空戰(zhàn)中，普通型的戰(zhàn)機(jī)和垂直起降戰(zhàn)機(jī)在載彈量上會(huì)有明顯的差異。
當(dāng)然，《流浪地球2》的劇情設(shè)置在30年后，相信到那時(shí)，人類的航空科技已經(jīng)有了飛躍式的發(fā)展，力矩平衡問題和升力發(fā)動(dòng)機(jī)推力問題、彈藥小型化等困擾垂直起降戰(zhàn)機(jī)的主要技術(shù)難點(diǎn)早已攻克。畢竟根據(jù)早先的資料，美國(guó)F-35B垂直起降戰(zhàn)機(jī)的升力風(fēng)扇僅能產(chǎn)生9噸推力。
從電影中的細(xì)節(jié)和航空工業(yè)的發(fā)展軌跡來(lái)看，航空工業(yè)不斷進(jìn)步，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)日新月異，只要國(guó)防和軍隊(duì)建設(shè)需要，垂直起降型戰(zhàn)斗機(jī)在技術(shù)上是具備走入現(xiàn)實(shí)的可能。
專家簡(jiǎn)介：王騰，軍事裝備科普專家，陸軍裝甲兵學(xué)院碩士研究生學(xué)歷，先后在中央電視臺(tái)、人民日?qǐng)?bào)從事一線軍事新聞工作，參加策劃并制作多個(gè)軍事科技專題。長(zhǎng)期對(duì)國(guó)內(nèi)外高科技裝備、各兵種主戰(zhàn)裝備等方面進(jìn)行科普研究，先后在《人民日?qǐng)?bào)海外版》、《法制日?qǐng)?bào)》、《科普中國(guó)》等平臺(tái)發(fā)表文章，獲“國(guó)家信息化領(lǐng)導(dǎo)小組”頒發(fā)的先進(jìn)個(gè)人獎(jiǎng)項(xiàng)。
出品：科普中國(guó)軍事科技前沿
作者：王騰
策劃：金赫
監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部
【征稿令】
為在全社會(huì)普及科技知識(shí)、弘揚(yáng)科學(xué)精神、傳播科學(xué)思想、倡導(dǎo)科學(xué)方法，光明網(wǎng)科普頻道面向創(chuàng)作者征集各類原創(chuàng)優(yōu)秀科普、科幻作品，鼓勵(lì)廣大科技工作者、各領(lǐng)域?qū)I(yè)人士、在職教師與在校學(xué)生等積極參與，首次投稿作者請(qǐng)?zhí)峁﹤€(gè)人簡(jiǎn)介。投稿郵箱：gmkepu2023@163.com。
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