苏霍伊的“大火箭”——飓风-1A垂直起降战斗机

军心安营扎寨 2024-10-03 04:00:25

“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案364

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飓风-1A 作者见水印

垂直起降

飓风-1A 油管 bestplanes3898作品

自从飞机诞生以来,工程师就一直在设法摆脱对跑道的依赖。然而,所有的设计尝试中只有旋翼机(直升机)方案最先获得成功。20世纪50年代后旋翼机技术已经逐渐成熟,不过旋翼机本身一直有很多性能缺陷,无法拥有像固定翼飞机一样的水平飞行性能。

进入喷气时代以后,对于垂直起降的其他方案的研究在所有主流的航空强国中都是重要的方向。在苏联也不例外。在60年代,苏霍伊设计局的工程师尝试了一种非常独特的垂直起降方案。

年轻人的提案

飓风-1A 作者Andrei Stanavov

1959 年,莫斯科航空学院的毕业生罗兰·马尔蒂罗索夫 (Роллан Мартиросов,Rollan Martirosov)来到帕维尔·苏霍伊 (Pavel Sukhoi) 领导下的 OKB-51 设计局高级项目部任职。三年后,他召集了一个由十名年轻的莫斯科航空学院校友组成的设计小组。并开始开发一种在苏联前所未有的飞机——一架尾坐式垂直起降战斗机。

飓风-1A前置鸭翼布局

这个项目得到了苏霍伊本人的支持,苏霍伊允许这些年轻人在工作时间之外开展些奇思妙想,对他们的成长是有益的。新飞机被命名为“飓风-1A”“Шквал- 1 А(Shkval-1 A)”,没有使用“S”或“T”开头的苏霍伊官方产品编号,这表明了其非官方地位。

飓风-1A 设计师想象图

马尔蒂罗索夫决定放弃在50年代非常流行的升力发动机垂直起降方案,这个方案已经在英国肖特SC.1验证机上成功的实现,设计师认为这导致飞机总质量不合理地增加。也没有采用霍克P.1127上的喷嘴旋转方案,这个方案当时由雅科夫列夫设计局发展尝试(Yak-36)。

飓风-1A 模型封面

马尔蒂罗索夫决定采用喷气式尾坐式垂直起降方案,这个方案由美国瑞安飞机公司在1955年的X-13验证机上首次实现。X-13在五角大楼前停车场的拖车上完成垂直起降的镜头通过美国新闻传遍了世界。在当时,这是一个已经证实了的路线,虽然美国人对其局限性只字未提。

Ryan X-13

飓风-1A

飓风-1A

飓风-1A采用非常罕见的X翼布局,这架飞机并不打算具备常规跑道着陆能力作为备份,4片完全相同的小展弦比后掠主机翼呈90度排列在机身四周,类似火箭,水平飞行的偏航和滚转动作由4片副翼操纵,显然这架飞机没有配置襟翼的必要。机翼尖端是一个短舱,内部为油箱,后部为可收放的减震起落架。4个减震起落架让飓风-1A具备自行垂直起降的能力,不需要像X-13一样在拖车上起降。

飓风-1A 两种布局

飓风-1A

俯仰控制使用前机身的鸭翼,鸭翼有两种布局可选,一种在机头头锥两侧,一种在机身两侧的进气口两侧。飓风-1A的两台发动机水平并联在尾部,通过机身侧面的楔形进气口进气。这个布局应该具备不错的高速性能,但其性能资料没有保存下来。

飓风-1A

为了实现垂直悬停和起降时的稳定,飓风1A采用了类似于瑞安 X-13 的方案,通过发动机尾部带有自动控制系统的特殊燃气舵和机翼末端的气体舵来实现矢量推力。

尾部燃气舵结构

飓风-1A

马尔蒂罗索夫的小团队要解决的另一个关键问题是起降过程中的人机工程问题。垂直向上飞行时候在传统驾驶舱中飞行员并不舒适,在德国福克-沃尔夫的类似设计FW.860中(),工程师让整个座舱旋转90度,以让飞行员可以舒服的完成转换后的起降过程。

FW.860

不过马尔蒂罗索夫准备继续使用X-13的解决方案,飞行员的座椅位于一个旋转支架之上,可以在水平飞行时候旋转90度让飞行员保持在水平位置,仪表和操纵杆随座椅一起旋转,为了平衡操纵性飓风1A采用了侧面驾驶杆,这是苏联第一个侧面驾驶杆的方案。不过现在已经无法确认在起降阶段飞行员如何获得视野。工程师们专门建造了一个实比模型,来验证座舱的可行性。

座舱全尺寸模型

人才摇篮

飓风-1A

在这个业余时间的项目上,工程师进行了大量计算,建立了多个比例模型,并在 TsAGI 的风洞中中成功证明了这些设计的可行性。年轻人发明了很多新的技术解决方案,其中有20几个被认定为发明。所有这些发明随后都被广泛用于设计制造新的飞机和导弹。

年轻人的这些努力成功的引起了设计局负责人苏霍伊的兴趣。然而,作为一位经验丰富的领导人,苏霍伊了解苏联航空工业的情况,特别是高层的喜好,他建议年轻的专家在自愿的基础上继续发展。但关于设计局在这个项目上开展全面工作的可能性,苏霍伊告诉大家,由于缺乏新开发的资金,他们的愿望难以实现。

苏霍伊帮助青年设计师获得了共青团的经费支持,继续完成了全尺寸模型和初步设计,并进行了专家评审。来自CIAM、TsAGI、LII、相关设计局、学院和研究所的专家给予了很多帮助和建议,完成的模型受到试飞员的高度赞赏。他们特别喜欢驾驶舱的设计和飞机的原始控制装置。1963 年 8 月,马尔蒂罗索夫的小组在航空工业部科学技术委员会上成功地为完成了答辩,但最终在MAP评审阶段,飓风1A并没有获得高层的支持,这和苏霍伊预料的一样,苏联的高层不喜欢特别标新立异的设计,尤其是来自没有什么后台的年轻设计师。

实际上,从技术角度来讲,根据美国X-13项目上的实际数据,尾坐式垂直起降技术虽然可行,在实用化方面还有很多问题,比如严重的跑道烧蚀让起降平台维护成本大增,同时飞行员反馈起降操作违反水平飞行常识,非常危险并且难以掌握。

不过对于飓风的开发人员来说,参与这个项目并没有白费——他们成为了新解决方案的发明者,获得了很多奖项,很多人后来成为了苏联航空领域的杰出专家。

马尔蒂罗索夫

V.巴巴克

马尔蒂罗索夫后来成为苏霍伊的首席设计师,Su-34战斗轰炸机的总设计师;L. 布利诺夫成为了苏霍伊的副总设计师;V.巴巴克成为了Su-25的项目经理;I. 叶梅利亚诺夫成为了项目经理和首席设计师;V.索平、I.安德里亚诺夫成为了项目经理和资深专家。@nordland 今日头条 原创首发

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