【簡介:】要研究垂直起降技術是怎樣實現(xiàn)的,就要知道比空氣重的飛機是如何飛行的。飛機飛行需要克服兩種力—重力和阻力。重力是由飛機的氣動面,即機翼和尾翼產生的垂直升力平衡的;阻力則
要研究垂直起降技術是怎樣實現(xiàn)的,就要知道比空氣重的飛機是如何飛行的。飛機飛行需要克服兩種力—重力和阻力。重力是由飛機的氣動面,即機翼和尾翼產生的垂直升力平衡的;阻力則是由發(fā)動機提供的水平推力克服的。正常飛機的起飛過程就是飛機在發(fā)動機的推動下,在跑道上克服阻力向前滑跑,機翼在空氣中直線平移運動,利用特定翼型和飛行狀態(tài)產生的空氣壓差獲取升力。隨著速度的加快,升力也越來越大,當滑跑速度足夠大到使機翼產生的升力大于飛機的重量時,飛機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小于飛機的重量,所以飛機的飛行可以實現(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,飛機要想飛行必須克服重力,而垂直起落飛機由于不需要滑跑,就不可能由機翼產生克服重力的升力。那到底如何才能實現(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,一種是利用空氣動力。
噴氣反作用力,就是由發(fā)動機向下噴氣產生的反作用力升力來克服重力實現(xiàn)垂直起降的。辦法有三個,一個是偏轉發(fā)動機的噴管(如英國的鷂式),第二種是直接使用升力發(fā)動機提供升力,第三個是前兩種辦法的組合,同時使用升力發(fā)動機和主發(fā)動機(如前蘇聯(lián)的雅克)。根據牛頓第三定律,作用力與反作用力大小相等,也就是發(fā)動機的的推力與升力相等,那么垂直起降時的推重比就得大于1才能垂直起降,與推重比小于1的飛機的飛行相比,這種反作用力升力并不省力,耗能太多,不實用,因此很難推廣。
空氣動力垂直起降,就是在發(fā)動機輸出的扭矩力作用下能利用空氣動力的裝置,比如風扇等,像美國的F-35B的升力風扇就是一種。
但這種傳統(tǒng)的旋轉式的升力風扇還是問題多多,所以還要對傳統(tǒng)風扇進行改進,比如多環(huán)分級升力風扇,使風扇超薄,強力,堅固。
由于旋轉式的本質缺點不能改變,所以把扇葉由旋轉運動改變成平移運動,這種風扇的效能就提高了,并且矩形也利于安裝,也許是將來飛機垂直起降的一個方向。 風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,埋植在機翼中,與空氣的接觸面積大,所以升力強大,油耗較小,是個有前途的發(fā)展方向。