米格-21战斗机由米高扬-格列维奇设计局研发,北约绰号为“鱼窝”,是苏联等国空军装备的超音速战斗机战斗机怎么画 。
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早期型号的米格-21战斗机被西方视为第二代战斗机,之后变为了第三代战斗机 。大约有60多个国家的飞行员飞过米格-21战斗机,而且现在依然有很多国家装备该型战斗机,已经超过了60年了 。除了服役60年外,米格-21战斗机还保持了一项纪录,成为了全球产量最大的超音速战斗机之一(现在能与之相比的就是美国麦克唐纳·道格拉斯公司的F-15“鹰”系列战斗机和F-16“隼”系列战斗机) 。
米格-21战斗机最早是作为米格-15、米格-17和米格-19的继任者而研发 。苏联飞机中,达到2倍音速的性能是因为其采用了机头或机头两侧进气、采用后掠翼布局或三角翼布局 。采用后掠翼布局最成功的是苏-7,三角翼布局的则是米格-21 。
米格-21战斗机于上世纪50年代开始研发,第一架原型机是Ye-1(俄文Е-1),研发时间是1954年 。当发现动力不足时,该机就进行了重新设计,随后就出现了第二架原型机,编号为Ye-2(俄文Е-2) 。这两种原先年国际都采用后掠翼设计 。而首架采用三角翼设计的则是Ye-4(俄文Е-4),首飞时间是1955年月16日,并于1956年的莫斯科航展公开露面 。
而对于西方国家来说,早年经常把米格-21和与其采用相似机头进气布局的飞机相混淆 。例如1960-1961期间的《简氏飞机年鉴》里就把苏-9的图放到米格-21战斗机的资料里去了 。
米格-21战斗机乘员1人,长14.7米、翼展为7.154米,高度为4米 。空重5.846吨,最大起飞重量为9.8吨 。最大飞行速度为1300千米/时(水平面高度,1.05倍音速),1912千米/时(13000米高度,1.8倍音速)或2175千米/时 。最大航程为1470千米、实用升限为17500米,爬升率为225米/秒 。固定武器为1门23毫米航炮,全机有4个挂架,可以挂载多种机载武器 。
美国战斗机鸭式布局垂直起降双加持,但为何腹死胎中?那么问题来了,你要问的是美国罗克韦尔公司的“XFV-12”鸭翼版垂直起降战斗机呢,还是要问洛克希德公司“SSF项目C160方案”呢?这两个都符合你的问题,只不过前一个方案确实是跟着“制海舰”项目一起胎死腹中,后一个方案也被后来的X-35(F-35)最终无鸭翼版所取代 。
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▲美国罗克韦尔公司的XFV-12垂直起降战斗机
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▲美国洛克希德公司的SSF项目前期鸭翼版C160方案
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既然题目没有问清楚,那就挑一个“死地透透”的XFV-12战斗机说说吧:
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缘起朱姆沃尔特的超音速垂直起降战斗机“XFV-12”这里说的当然不是“朱姆沃尔特”级驱逐舰,而是那个名为朱姆沃尔特的“真”男人 。1970年,时任美国海军作战部长的朱姆沃尔特上将,大力提倡海军军事装备发展和改革,于是乎一种名为“制海舰”(海上控制舰)的概念被提了出来 。究其原委,制海舰就是一种排水量大约在16000-20000吨的轻型简易航母,仅需要提供直升机和垂直起降战机的能力,因此无需弹射器和阻拦索,吨位小、结构简单,便于低成本的快速建造,以便弥补当时为数不多的“尼米兹”级大型航空母舰的数量缺憾 。
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▲美国前海军作战部长,朱姆沃尔特海军上将
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【战斗机怎么画,能否简单介绍下著名的二代机米格-21系列战斗机?】为了验证“制海舰”的概念,美军将一艘两栖突击舰临时改装为海上控制舰,并且利用英国“鹞”式固定翼垂直起降战斗机和加拿大“CL-84”倾转旋翼机的原型机做了几次上舰试验 。这里说点题外话,你没有看错,用的是加拿大的倾转旋翼机CL-84(加拿大飞机公司研制),这时候距离美国的V-22“鱼鹰”诞生还早着呢 。
▲加拿大研制的CL-84倾转旋翼机
虽然美国海军的“制海舰”项目及其配套战机计划,在一开始就面临诸多指责和坎坷,但是当1971年美国海军军品司令部发布了V/STOL垂直短距起降飞机研究计划和招标文件之后,还是收到了麦道、罗克韦尔、格鲁门、菲尔柴尔德等诸多航空公司的10余种设计方案 。并最终在1972年,承担项目方案评估任务的美国海军航空系统司令部选择了北美罗克韦尔公司(北美飞机公司与罗克韦尔公司合并二来)的NA356战斗机方案,也就是后来的XFV-12A超音速垂直起降战斗机 。
▲XFV-12A垂直起降战机示意图
命途多舛的XFV-12首先,XFV-12的前身NA-356飞机方案来自于上世纪六十年代美国北美飞机公司的研究成果 。与罗克韦尔合并前的北美飞机公司当时为美国海空军生产多款飞机,如A-5“民团团员”攻击机、T2J-1“橡树”、F-86“佩刀”战斗机、F-100“超级佩刀”战斗机等 。但是由于多款产品已经到了生命周期的末期,为了保证生产工厂和公司设计能力的未来,北美飞机公司选择了在当时看来是“最有前途”的短距/垂直起降固定翼飞机领域,并且为了达到实现超音速作战的目的,放弃了当时研究比较广泛的“升力发动机”设计,转而采用推力增升、襟翼燃气分流技术 。到了1967年,北美公司与罗克韦尔合并之后,公司将主要研究目标放在“引射器推力增升方面”,直到后来形成了NA-356短垂起降飞机方案 。
▲XFV-12A舰上垂直起降示意图
美国海军航空系统司令部选定了NA-356方案之后,美国海军花费大约5000万美元订购了两架原型机,并且命名为XFV-12A 。这种短垂起降飞机采用了“梯形翼+前置鸭翼”的布局,单座单发设计,总长约13.4米、翼展8.69米、鸭翼翼展3.66米,梯形主翼位于机身后上方,翼尖装有垂直安定面;鸭翼位于机身前部机腹位置 。
▲近处为组装完毕的XFV-12A原型机
由于该机预计将采用F401发动机,强悍的推力对其实现2倍音速飞行简直是小菜一碟 。而该机研发的困难之初在于“如何在不使用升力发动机或者风扇的前提下,实现垂直起降” 。因此,北美罗克韦尔公司引入了“推力增升机翼”的概念,通过设计专门的通道将飞机发动机排出的燃气引流到机翼,喷射的燃气通过特殊通道引射空气,以产生垂直向上的升力 。根据罗克韦尔公司的说法,这种方案相比英国“鹞”式的设计有很多好处,如产生的热喷气对甲板冲击较小、整个动力结构和重量小三分之二、推力损失也比较小 。
▲XFV-12A原型机的结构示意
由此可见,XFV-12A的的垂直升力方案,主要是依赖引导发动机燃气向翼面吹气,在垂直起降时,发动机后方的折流屏关闭,经由机身内的管路将喷射气流导向开设在主翼及前翼上的涵道口以提供升力 。而这里主要涉及的“引射”概念、伯努利原理、折流屏技术等解释起来过于晦涩,就不再多说了 。
▲XFV-12A原型机鸭翼上的燃气引流导管、引射翼面和涵道翼面
虽然XFV-12A飞机的增升设计看似不俗,但是“现实很骨感”,在经历罗克韦尔公司大量理论计算、试验以及改进引射器结构设计以后,该飞机的垂直起降性能依然让人失望 。1974年,美国NASA试验中心对该机进行了一系列全尺寸风洞试验,试验结果表明该机的设计推力增加低于预期,不足以满足垂直起飞的推力需求 。
▲XFV-12A原型机垂直起降悬停系留试验
心有不甘的罗克韦尔公司继续XFV-12A的研发工作,期间又遇到了钛合金部件的制造难题,导致原型机延迟到1977年5月才完成 。1978年初 。罗克韦尔公司、美国海军和NASA一起对原型机进行垂直悬停系留试验,在为期六个月的试验过程中,XFV-12A仍然暴露出临界垂直推力不足的问题 。在理论设计和实验室计算中,该机原本预期“引射增升”技术将增加55%的升力,但是在实际试验中,主翼增加升力19%、鸭翼则产生了6%的升力,远远达不到设计预期 。
▲XFV-12A原型机
当然,除了上文所说的增升推力不足的主要问题以后,该机还存在一些其他问题 。更为不幸的是,XFV-12A诞生的主项目“美军制海舰”计划已经在1974年被迫放弃,这也导致了当时美国海军对XFV-12A的投资被多次推迟 。而美军装备一贯的项目研究成本超支,也在XFV-12A身上体现的淋漓尽致,到1978年该项目成本已经超过预算额的一倍 。尽管罗克韦尔公司随后的一系列改进,使得该机的推力增升能力最后达到的预期水平,但是精疲力竭的美国海军最终还是在1981年正式取消了XFV-12A计划 。
如此看来,XFV-12A鸭翼版垂直起降战机的夭折,既有技术因素,也有美国海军装备政策的因素,但是其留下的丰厚技术遗产和探索经验,对美国后来垂降战机项目来说“意义非凡” 。
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