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TUhjnbcbe - 2025/3/9 10:28:00

早在几十年前,人们就已经开始了圆盘型或碟形飞行器的研究。一个最主要的研究目的,就是希望能造出像外星飞碟那样,既能快速飞行,又能在空中任意悬停的飞行器。例如加拿大年启动的VZ-9“阿芙罗飞车”项目,以及出现在天津国际直升机博览会上的“超级大白鲨”直升机。但是,这些尝试目前都未能成功,或者至少没有在实际飞行中展示出预期的性能。

VZ-9阿芙罗飞车直博会展品——“超级大白鲨”

可能有人会举出英国鹞式、前苏联雅克以及美国F35B等诸多垂直起降战斗机的例子。这些战机不需要跑道,可以零速度直接升空。但是,上述飞机仅仅实现了垂直起降,跟人们真正的期待——空中自由悬停,还是有很大距离的。

具备垂直起降能力的F-35B

要说明这一问题,我们就必须首先从飞行器一个最基本的概念——升阻比说起。

飞行器的升阻比,就是飞行器所产生的升力及其所受到的阻力的比值。普通固定翼飞机升阻比的数值很高,一般都会在10以上。对于巡航状态下的飞机而言,其升力应等于飞机自身重力,其阻力应等于其发动机所产生的推力。这就意味着飞机发动机只要产生不到飞机自重十分之一的推力,就足以让飞机正常巡航了。换言之,巡航飞行时,发动机四两拨千斤,因此对发动机的要求并不变态。

鹞式垂直起降战斗机

但垂直起降就不一样了。这回,发动机无论用何种形式工作,它直接面对的,都不再是轻飘飘的阻力,而是飞机自重了。假设飞机升阻比等于10,那发动机的功耗就得猛增至10倍!这对于发动机性能,绝对是一大考验。即便发动机能够产生足够的推力,飞机也无法长时间保持空中悬停状态,必须迅速转入前飞。这就是垂直起降和自由悬停的区别。

直-9直升机

单纯的自由悬停,很容易实现,有旋翼即可,各种直升机和倾转旋翼机,均可实现自由悬停。但旋翼往往又会成为高速的大敌。

我们来看直升机。直升机旋翼桨盘面积很大,这降低了悬停功耗,使得直升机可以较长时间地悬停。但想要高速飞行,直升机还得解决旋翼前行边激波阻力和后行边反流区的问题,所以传统直升机的巡航速度普遍在km/h左右,最高速度能超过km/h的,凤毛麟角。离人们预期的,能够高速飞行的“飞碟”,差距明显。

MV-22鱼鹰倾转旋翼机

倾转旋翼机既可以以直升机模式,又可以以固定翼模式飞行。它的桨盘面积明显小于同吨位的直升机,因此相比于直升机,它的悬停能力会稍逊一筹。不过,还是要远远超过F-35B等垂直起降战斗机的。但倾转旋翼机发动机短舱倾转后,由于其旋翼半径仍然远大于固定翼飞机的螺旋桨,其巡航速度虽然高于普通直升机,但仍远逊于螺旋桨固定翼飞机,就更不用说喷气式飞机了。

所以,目前的各种垂直起降飞行器,离人们预想的飞碟,还有相当的距离。

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