f35戰鬥機的垂直起降是怎麼設計的 什麼原理

時間 2021-06-18 11:49:33

1樓:匿名使用者

1、設計

f35戰機採用的是機身前部安裝升力發動機,尾部主發動機向量噴管可以九十度向下噴氣。起飛時同時開啟升力發動機與主發動機,二者合力向下噴氣,把飛機托起,尾噴管由九十度向下逐步改向後噴氣,待起飛後逐步減少升力發動機的供油,直至關閉。

降落時的工作程式完全相反,先開啟升力發動機,逐步改主發動機尾噴管向後噴氣為九十度向下噴氣,直至速度為零,降落地面。

2、原理

(1)噴氣反作用力,就是由發動機向下噴氣產生的反作用力升力來克服重力實現垂直起降的。辦法有三個,一個是偏**動機的噴管,第二種是直接使用升力發動機提供升力,第三個是前兩種辦法的組合,同時使用升力發動機和主發動機。

根據牛頓第三定律,作用力與反作用力大小相等,也就是發動機的的推力與升力相等,那麼垂直起降時的推重比就得大於1才能垂直起降,與推重比小於1的飛機的飛行相比,這種反作用力升力並不省力,耗能太多,不實用,因此很難推廣。

(2)空氣動力垂直起降,就是在發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。但這種傳統的旋轉式的升力風扇還是問題多多,所以還要對傳統風扇進行改進,比如多環分級升力風扇,使風扇超薄,強力,堅固。

3、俄羅斯可以垂直起降的戰鬥機:米格-21pd、米格-23pd和蘇-15vd、雅克-38、雅克-141等戰鬥機。

擴充套件資料

1、垂直起降戰鬥機的主要型別:

垂直起降飛行器按照動力方式大致可分為旋翼類飛行器、噴氣發動機推力轉向飛機、傾轉旋翼飛機、尾座式螺旋槳動力飛行器、涵道風扇動力飛行器,此外還有涵道風扇與向量噴管聯合應用的飛機,以及其他特殊概念飛行器。還有一類能夠垂直起降的飛行器是微型撲翼動力的。

2、垂直起降的作用:

垂直起降飛機減少或基本擺脫了對跑道的依賴,只需要很小的平地就可以拔地而起和垂直著陸,所以在戰爭中飛機可以分散配置,便於靈活出擊、轉移和偽裝隱蔽,不易被敵方發現,出勤率也大幅提高,並且對敵方的打擊具有很高的突然性,大大提高了飛機的戰場生存率。

另外,具有垂直起降能力的飛機不需要專門的機場和跑道,這樣就省去了昂貴的機場建設費用,不用驅鳥了,也能在惡劣氣象條件下起降,好處太多,降低了使用成本,所以飛機的垂直起降成了航空發展的一個方向。

2樓:匿名使用者

f35 其實細分為三種機型:美國空軍型(傳統起飛、著陸型)f-35a、美國海軍陸戰隊/英國海空軍型(短距起飛/垂直著陸型)f-35b,和美國海軍型(傳統艦載型)f-35c。

我們通常所說能垂直起降的f-35是b型。

f-35b採用了一種被稱為升力風扇的垂直推力系統。它將f-119-611發動機輸出的動力分成了四個部分:

第一部分是通過渦輪主軸將動力傳送給一套位於發動機前部的風扇裝置,由該裝置產生向下噴出的氣流,從而實現垂直升力。

第二部分是通過一個偏轉式噴口將發動機燃燒室向後噴出的燃氣向下偏轉,實現第二個垂直升力。

第三和第四部分是通過兩個導管將發動機壓氣機產生的壓縮空氣分別引至兩側機翼,再通過翼尖上的噴口向下噴出。這兩個噴口還可以調節方向和噴氣量,從而實現了垂直升力,並可控制飛機在起飛或著陸時的姿態。

在垂直起飛或垂直著陸時,f-35b背部的輔助進氣口便會自動開啟。這一設計可以避免發動機再次吸入發動機噴出的廢氣,有利於提高發動機的功率,並減小吸入異物的危險性。

在 f35b垂直起降時,安裝在前機身的升力風扇,可使大量氣流穿過過背部和機腹的開口,產生佔總推力47%的冷空氣推力。後部尾噴管向下旋轉90度,產生35%的推力,同時兩側翼根處的姿態控制噴管各產生9%的推力。三者同時作用,使飛機“懸空”。

這樣做的好處是飛機因掛載情況及燃油狀況造成重心改變時,三處推力點可通過適時調節保持機身姿態,保持飛機起降的安全性和靈活性。同時因為有升力風扇的設計,不需要鷂式飛機那種超大的進氣道保證進氣,有利於實現超音速飛行。

缺點是複雜的發動機系統佔據了較大的空間,因此f-35b的載油量要比空軍型f-35a小一些,該機的作戰半徑自然也會相應減小。

3樓:

現代垂直起降戰機均採用渦輪風扇噴氣(簡稱渦扇)發動機提供動力,一般採用兩種方式提供起降升力:

主發動機有可轉向噴口,起降時轉向下方噴氣, 平飛時改向後方噴氣。

優點:不用安裝額外的升力發動機,極大地降低了起飛重量。

缺點:噴口方向轉換技術複雜,起降時飛行員操作繁雜,易出事故。

採用此種設計的有英國鷂式戰機。當飛機垂直起飛時,其發動機前後四個噴管轉到垂直向下的位置,在噴氣反作用力的作用下產生向上的推力,使飛機垂直上升,然後噴管逐步向後轉,漸漸改入平飛狀態;短距起飛時,噴管水平向後產生向前的推力,使飛機滑行加速,然後噴管迅速向下旋轉60度,再借助機頭甲烷噴嘴的作用,使飛機駛離地面起飛。

安裝額外的升力渦扇發動機,專門向下方噴氣,用於起降時提供升力,把整架飛機“吹離”地面。然後主發動機向後噴氣,逐漸進入正常的平飛狀態,再關閉升力發動機。降落時的工作程式完全相反,先開啟升力發動機,再逐步減少主發動機的推力,直至速度為零,降落地面。

發動機的推力。

優點:起飛降落可靠,飛行員負擔輕,安全性好。

缺點:升力發動機只能專用,巡航與戰鬥時成為“死重”,會增加油耗,降低戰機的格鬥與操縱效能,減少載油與載彈量。

採用此種設計的有蘇聯的雅克-38戰機。

無論採用哪種方式,主發動機或升力發動機的(合)推力都要大於飛機的全重。才能把飛機“託舉”升空。

f35戰機採用的是兩者結合的設計方案,即機身前部安裝升力發動機,尾部主發動機向量噴管可以九十度向下噴氣。起飛時同時開啟升力發動機與主發動機,二者合力向下噴氣,把飛機托起,尾噴管由九十度向下逐步改向後噴氣,待起飛後逐步減少升力發動機的供油,直至關閉。降落時的工作程式完全相反,先開啟升力發動機,逐步改主發動機尾噴管向後噴氣為九十度向下噴氣,直至速度為零,降落地面。

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6樓:

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