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四川舰开始海试了,国产垂直起降五代机还远吗?成飞已有全套方案

景点排名 2025年11月15日 19:23 1 cc

近日,我国海军076型两栖攻击舰首舰“四川舰”(舷号51)正式解缆启航,前往相关海域展开首次航行试验。

四川舰开始海试了,国产垂直起降五代机还远吗?成飞已有全套方案

作为海军新一代两栖攻击舰,“四川舰”满载排水量超过4万吨,其最大亮点在于全球首创的常规动力电磁弹射与阻拦技术。

这一技术突破使得该舰不仅能够搭载直升机与两栖装备,还可高效起降固定翼飞机。

相较于传统两栖攻击舰主要依赖垂直起降飞机或直升机的模式,“四川舰”借助电磁弹射系统,能够灵活操作攻击无人机乃至潜在的固定翼隐身战斗机,从而大幅提升其航空作战能力。

鉴于其卓越的航空作业潜力,不少军事专家和分析指出,“四川舰”的综合作战能力已接近一艘“小型航空母舰”。

部分外媒更将其称为“无人机航母”或“口袋航母”,认为其可在特定任务中作为主力航母的有效补充与配合,提供重要的空中支援力量。

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值此“四川舰”启程首航之际,成都飞机设计研究所于2023年5月公开的一项双发串联垂直起降飞机设计专利,再度成为关注焦点。

自二战结束以来,随着喷气发动机技术的持续进步,短距/垂直起降战斗机已历经三代发展。

从第一代在机身内直接加装小型升力发动机,到第二代采用四推力矢量喷管涡扇发动机,再到第三代结合升力风扇或升力发动机与大推力加力发动机的设计,每一代机型都面临一个共同难题——死重问题。

也就是说,在无需垂直起降的常规飞行阶段,这些专门的升力系统不仅不产生升力或推力,反而成为飞机的额外负重,从而显著降低其航程、载弹量与机动性能。

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以目前最先进的F-35B为例,其升力风扇系统总重高达近1.8吨。这一庞大结构不仅显著增加了机身死重,还挤占了宝贵的机腹弹舱与机身油箱空间,最终导致F-35B成为联合攻击战斗机(JSF)家族中各项性能均衡性最低的型号。

成飞提出的短垂战斗机概念,凭借其创新的双发串联布局,旨在从根源上解决长期困扰此类战机的死重难题。

专利示意图显示,成飞这款短垂战斗机采用了典型的隐身设计。其机身横截面呈菱形,各翼面严格遵循边缘对齐原则,能够将入射雷达波集中反射至少数特定方向,从而显著降低雷达散射截面积。

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该机气动布局采用梯形主翼与V形尾翼的组合,翼根部分向前延伸至进气口前缘,这一设计能够产生稳定的脱体涡,对机翼上表面气流形成有效控制,进而提升飞机在大迎角状态下的机动性能。

在动力布置上,该机创新性地采用双中推发动机前后串列布局,前发动机位于机背,通过座舱后背部进气口进气。

发动机喷管被一分为二呈Y型,通过布置在左右翼根下表面的百叶窗式矢量喷管排气,向下排气产生垂直升力,向后排气就产生水平推力。双中推与F-35B的单大推相比,无疑大幅降低了发动机的研发难度。

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后发动机位于后机身,由机腹的DSI进气道供气,其喷管采用了与F-35B和雅克-141类似的三轴承旋转设计。该喷管由三段可旋转筒体与一个收敛-扩散尾喷管构成,通过各段筒体间的协同旋转,实现在飞行中的推力矢量偏转。

此设计不仅能在起飞和降落时将喷管向下偏转以提供升力,并在平飞时转为水平推力,还能在悬停状态下进行左右偏摆,实现对机身姿态的微调控制。

在短距起降与悬停状态下,该机的三个喷口全部向下,共同提供垂直升力以托举机体。

转入水平飞行后,所有喷口则一致偏转向后,此时前后发动机协同产生推力,整套系统均参与工作,完全避免了传统设计中的“死重”问题。

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在两种状态过渡期间,三个喷口会在飞控系统的精确控制下自动同步偏转,实现升力与推力之间的平稳、无缝转换。

在实现短距垂直起降能力的同时,该机采用的串联双发布局仍保留了传统双发构型的安全冗余优势。

在平飞阶段,若前、后任一发动机发生故障,另一台仍可维持飞机基本飞行能力,为飞行员争取迫降机会,这一特性在海上飞行环境中尤为重要。

当然,若在垂直起降阶段遭遇发动机故障,飞机将无法维持稳定姿态,此时必须依赖全自动弹射逃生系统保障飞行员安全。

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当然,这款短垂战斗机也并非毫无缺点,前后串联双发动机外加冗长的发动机进排气系统挤占了过多的机身空间,如何见缝插针地布置油箱和弹舱将成为摆在设计师面前的一大难题。

由于三轴承旋转喷管的存在,该机无法布置尾钩,所以该机在“四川舰”上的操作只能是短距或者弹射起飞,然后再垂直降落,所以该机带弹返回能力也很重要,避免将昂贵的制导导弹白白扔入大海。

此外,该机翼根处的喷管会持续排出高温高速燃气,预计将引发比F-35B更为严峻的甲板烧蚀与地勤人员作业安全问题。

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另一方面,在垂直起降状态下,机腹进气口因位置较低,更易吸入自身排出的高温废气,可能导致后发动机推力下降。

为缓解这一问题,设计方很可能需要在后发动机进气道上方增设辅助进气门,但这将进一步挤占本已紧张的机内空间。

总而言之,成飞这一双发串联短垂战斗机方案在概念设计上展现出了显著的先进性,但其具体实现仍面临诸多工程技术挑战,距离最终成熟定型尚有长路要走。

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