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正文
Zt：東方網：6-15：雅克141垂直起降戰機性能先進 中國缺相關技術
提示：俄羅斯雅克-141垂直起降戰機
這次全球經濟危機中，我國低端製造業受到強烈衝擊，但高端製造業，卻得到了技術升級的機遇。俄羅斯在經濟危機衝擊下，在對華經濟技術合作方麵，表現積極。特別是，中俄在大客機、大型運輸機、大型直升機、大發動機、大艦船產業方麵有良好的合作前景。本刊記者(以下簡稱記)就雅克-141垂直起降飛機相關問題，采訪了羅海濤先生(以下簡稱羅)。
記者：雅克係列飛機一向很有“個性”，請您談談雅克夫列夫設計師？
羅：雅克夫列夫上將設計師，當過蘇聯航空工業部副部長，是世界航空史上一個與眾不同的傳奇人物。
我到莫斯科航空學院一係(飛機直升機設計係)留學期間，在飛行器實物教學的大教室裏，擺滿了經典的設計作品，其中還是雅克的機型最多。
雅克設計局在僅距離莫斯科航空學院隻有300米遠的樓群中，外表就像一個高檔居民區。
我的老師達林教授和阿基莫夫教授是雅克夫列夫的同事和朋友。他們曾希望我以雅克為榜樣，學習航空設計專業不要太專一，要對其他的航空器設計都要有廣泛的興趣。
第一，雅克是世界上唯一把所有飛行器都做過，而且絕對多數是優秀產品的設計師。
第二，雅克是個大滑頭，別人的設計技術，他輕而易舉地掌握，很快轉移到自己的設計中，而且經常還有突破性的提高，很快變成屬於雅克的技術構成部分。
第三，雅克是極其聰明和睿智的人，從不跟風隨大流。
他沒上過什麽高等學府，但是他特別注重對基礎科學的學習和使用，從基礎科學上找突破口。
第四，雅克是工匠出身，他設計的飛機工藝性最好，生產製造條件低，產量可以做的很大。
第五，雅克是最注重實際使用的人，一切設計都要最適合戰場和運營使用的需要。誰拿去飛機都好用，用壞了都可以不費勁花錢做修理，到工廠再拉來一個，馬上飛出去執行任務。
第六，雅克像個大懶鬼裁縫，別人的產品都是他的布料，經過他的東拚西湊，放大縮小，左擺右放，連捏帶糊，就出了一個新型號飛機。
他簡直就是與人連侃帶聊的過程中，就設計出了好多飛機。
第七，雅克對什麽機型都不往深了做，避免在一條路走到黑，也別走進了死胡同。
因為他也深知自己在那個技術領域的造化都不深，自己能把開場白做好了，以後的事情讓別人去做，幹嗎什麽事情都自己死霸著不放？
他晚年去當航空工業部副部長了，很多機型的優秀設計都是他開了頭，後麵的設計的由別人為他做完的……
記者：您是學艦載直升機設計專業的，對垂直起降飛機技術了解多少？
羅：直升機是複合飛行器，學習直升機設計專業必須要先學會飛機設計的課程，因為直升機的飛行動作中有和飛機飛行的相同技術成分，所以學直升機設計的人可以去做飛機設計。中國商用飛機有限責任公司中，就有很多從哈爾濱飛機廠調過去的學直升機設計專業的人才。
但是，反過來就絕對不行。隻學了飛機設計的人就是做不了直升機的設計工作，因為他們沒有學習過產生垂直飛行和小速度空中動作的機械結構，以及複合飛行原理和控製部分的設計，也就走不到直升機科學領域中來。
我在莫斯科航空學院飛行器設計係學習的教室，實際是一個擺滿了飛機和直升機的非常大的機庫，蘇聯時期所有經典機型的實物，做了各種各樣的剖麵後，錯落擺放著，供學生觀看。我們經常在飛機或直升機下麵上課或做自習。
老師講課時遇到那個結構特征時，就用教鞭指點身邊的飛機或剖麵。學生可以隨時爬上飛機或直升機，對照書中的課文，理解飛機或直升機的設計理論。在我學習的第一個階段，幾乎是看飛機，拆飛機走過來的，真是簡單明了，深刻不忘，靈活運用，這樣比死讀書本的效果不知道好上多少倍。
在研究直升機的垂直起飛和降落題目中，就自然聯係到噴氣的效果。雅克夫列夫也是在設計直升機時，把他在設計噴氣飛機的理念總想用到直升機上。後來他就提出來不再做直升機設計了，專門去做垂直起降噴氣飛機，而他後來設計噴氣垂直起降飛機時，也借助了直升機自動傾斜器的概念，把發動機的噴口方向做了全向小動作傾轉，實現了尾噴氣動力在方向上有了接近90度的矢量變化。
我當年學習直升機設計課時也有同感，為了獲得那麽一點點升力，卻設計了那麽多的機械傳動係統，把直升機搞的比什麽飛行器都複雜，直接向下噴氣多省事？我經常在機型教室裏，長時間觀看和琢磨雅克一38飛機結構。
記者：雅克垂直起降飛機與英國的鷂式飛機有什麽區別？
羅：過去大家都說垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機技術，其實這是個巨大的技術誤區。我經過一段時間觀看和研究雅克一38飛機後，才明白了垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機“套管”技術！不論是鷂式飛機還是雅克垂直起降飛機，它們安裝的發動機和其他噴氣飛機的發動機沒有什麽區別，關鍵是它們的發動機噴氣進入了一個大套管，在這個套管裏進行了噴氣的變向和分流。
鷂式飛機是選用一個發動機，噴氣熱動力氣流進入到一個套管裏，由套管的節門裝置對發動機的噴氣做了5個方向的分流，4個向下，一個向後。根據飛機的起飛狀態，飛行員對5個噴口方向的噴氣做調整。這種結構設計的缺點非常明顯，
首先就是可調整方向的套管噴口非常笨重；其次是發動機產生的熱推動力的損失非常大。第三是飛機不能做的很大，飛機大了就升不起來。由此造成鷂式飛機的空中機動性非常差，即飛不高，也飛不快，更飛不遠，甚至翻個跟頭都要小心翼翼，而且經常是掛彈多了就垂直飛不起來。曾經有報道說一次在運輸艦上，鷂式飛機把甲板噴破了，飛機也升沒起來。
雅克垂直起降飛機設計的非常巧妙，它安裝了3個發動機，前麵兩個，後麵一個。隻有後麵的發動機安裝了可轉向噴口的套管，進行轉向調節噴口方向，而且隻做一次調節轉向就接近90度。在雅克一38的套管尾噴口做成“褲衩”形狀，特別像高中生教材裏的工業彎管的幾何形狀，旋轉噴口隻要轉50。，就使熱氣流向下噴氣。如果旋轉噴口轉回到原來的位置，“褲衩”套管的熱噴氣流隻向下，走了一個小彎向後噴射。
前麵兩個發動機向下直噴，和後麵的“褲衩”套管組成一個“擔架”的兩個支點，把飛機向上抬起來。在前麵的兩個發動機的第二個發動機就直接噴氣，隻在第一個發動機做全向小角度傾斜的簡易套管，調整噴口的方向，把飛機推上天空，或控製飛機的空中運動姿態。
雅克的垂直起降控製技術相對於鷂式飛機的比較，就相當於把集中的5個噴口調節方式，做了機械運動工況的分解，把發動機噴射動力中，提供升力的部分，做微調節部分，做大動作調節部分做了明確分工，各司其職，分別做功，把發動機的熱噴氣效率的損失率大大降低，盡可能把發動機的噴氣效率用於空中飛行上。從而創造了更先進的物理模型，開創了垂直起降飛機設計的新理論和新的設計思想。
所以，雅克垂直起降飛機一問世就把鷂式飛機比下去了。當雅克-32飛機問世後，就達到了跨音速和等同於陸地強擊機的空中機動性能的戰鬥技術指標，到雅克-38飛機時，就能夠達到1.2馬赫數，有遠程和高空格鬥能力，以至於現在的俄軍還在使用。
記者：雅克-141又有了哪些進步？
羅：最近30年是世界航空史上最快的發展階段，其中主要是發動機技術、電子設備、航空材料、計算機技能，這四個大方向上有了突破性的發展。俄羅斯一直有航空產品延續性發展的傳統，1990年代初研製了全新的雅克-141飛機。
第一，在發動機選型上采用的是渦扇發動機，從動力性能上有很大提高，
發動機的尺寸大大減小，重量減輕很多。這樣在飛機設計時的質量中心、重心、慣量中心比較容易集中，雅克-14l飛機就做得比較短粗，對於垂直起降的控製難度大大降低，起降的機動性和控製反應速度大大提高。
第二，雖然在動力分配上還是3個發動機，還是前邊2個和後邊1個，
但是最大的改進是在後麵發動機的尾套管上已經不是“褲衩”形狀，不再分叉熱噴氣氣流，而是變成一個大噴口，隻是噴口的轉動部件變成了兩極變向，噴口經過電動的拉杆的兩級轉動，使後麵發動機達到接近90度的矢量轉向，實現向下噴氣。在向後噴氣時基本上是直線噴氣，沒有熱噴氣的轉彎損失，給飛機提供了強大的前推力。前麵的兩個發動機仍然是後一個直接向下噴氣，前一個做可控製氣流的全向微量的方向調整。這樣既提高了升降推力，也提高了飛行的前推力。
第三，雅克一14l飛機為了達到高倍超音速，在發動機後噴口的後麵，
做成了較長的雙梁後延雙垂直尾翼結構。這樣的結構非常有利於做高壓氣流的分導，經過不斷的破音障的氣動外形的整流，使雅克一141飛機從開始設計時的1.4馬赫數，達到現在的1.7個馬赫數。第四，雅克一 14l使用了大量的複合材料，安裝了先進的飛行控製計算機，整機的飛行總重量提高了近一半，使它的載彈量和航油量增加了一倍多。這樣雅克一141就不僅僅是原來強擊機的概念，而是可以做殲擊機和小型超音速轟炸機。
記者：美國也發展了F一35的垂直起降型號，未來戰場上垂直起降飛機作用是否會增大？
羅：雅克一141的飛行機動性和掛載能力，已經可以和現役的高空殲擊機、低空強擊機、殲擊轟炸機對抗。使人們重新認識垂直起降飛機的戰場作用。在海軍艦隊裏，有了垂直起降戰鬥機，艦隊的作戰半徑立即擴大到1000千米以外。垂直起降戰鬥機可以在兩棲攻擊艦、登陸艦、大型運輸艦上起降，不需要有昂貴的航空母艦戰鬥群。那些機場被攻擊後就無所作為的航空兵部隊，也要考慮裝備像雅克-141這樣的垂直起降飛機。
雅克一141飛機的底版(基本型)技術基礎條件非常好，做技術升級和改進型的空間非常寬鬆。例如，機載雷達、航電設備、飛行控製、總線技術、綜合屏顯、夜航指示、主動導航、數字通信等先進設備，都可以使雅克-14l的技術等級標準提升到當前世界先進水平。
美國發展的F-35垂直起降飛機，還在做試驗和改進，沒有達到定型的水平。雅克-141飛機已經在15年前，就進入到工廠生產序列，已有少量飛機裝備到部隊裏。俄羅斯和美國在世界航空器領域裏競爭，是按照兩個不同的技術路線去發展的。俄羅斯的機型在設計上是更簡單、生產更快捷、造價更便宜、使用更可靠。通過雅克-141飛機的技術發展過程，我們必須正確地審視俄羅斯的航空科技實力，端正夜郎自大和依附歐美技術的作風。我們不能還像上個世紀那樣，幾代人抱著一個機型沒完沒了的吃，讓中國空軍始終處於購買外國批量生產機型的被動地位。
3年前，歐洲、俄羅斯和美國就進行了一個垂直起降新型飛機合作項目，現在俄羅斯的雅克飛機製造工廠裏正在組裝垂直起降的水泡飛機，也可以稱為飛碟機。我們在俄羅斯訪問期間，看到他們正在進行的“艾柯意帕”計劃。如果他們的新機型研製成功了，傳統樣式的瘦長機身和機翼結構的飛機，就可能會退出曆史舞台。
我國有很好的加工產業基礎，如果我們能夠在當前世界經濟危機的機遇中，把握住世界航空科技的方向，在垂直起降飛機技術方麵做出更多的研究，就能填補一項高端產品的產業空白。
提示：俄羅斯雅克-141垂直起降戰機
這次全球經濟危機中，我國低端製造業受到強烈衝擊，但高端製造業，卻得到了技術升級的機遇。俄羅斯在經濟危機衝擊下，在對華經濟技術合作方麵，表現積極。特別是，中俄在大客機、大型運輸機、大型直升機、大發動機、大艦船產業方麵有良好的合作前景。本刊記者(以下簡稱記)就雅克-141垂直起降飛機相關問題，采訪了羅海濤先生(以下簡稱羅)。
記者：雅克係列飛機一向很有“個性”，請您談談雅克夫列夫設計師？
羅：雅克夫列夫上將設計師，當過蘇聯航空工業部副部長，是世界航空史上一個與眾不同的傳奇人物。
我到莫斯科航空學院一係(飛機直升機設計係)留學期間，在飛行器實物教學的大教室裏，擺滿了經典的設計作品，其中還是雅克的機型最多。
雅克設計局在僅距離莫斯科航空學院隻有300米遠的樓群中，外表就像一個高檔居民區。
我的老師達林教授和阿基莫夫教授是雅克夫列夫的同事和朋友。他們曾希望我以雅克為榜樣，學習航空設計專業不要太專一，要對其他的航空器設計都要有廣泛的興趣。
第一，雅克是世界上唯一把所有飛行器都做過，而且絕對多數是優秀產品的設計師。
第二，雅克是個大滑頭，別人的設計技術，他輕而易舉地掌握，很快轉移到自己的設計中，而且經常還有突破性的提高，很快變成屬於雅克的技術構成部分。
第三，雅克是極其聰明和睿智的人，從不跟風隨大流。
他沒上過什麽高等學府，但是他特別注重對基礎科學的學習和使用，從基礎科學上找突破口。
第四，雅克是工匠出身，他設計的飛機工藝性最好，生產製造條件低，產量可以做的很大。
第五，雅克是最注重實際使用的人，一切設計都要最適合戰場和運營使用的需要。誰拿去飛機都好用，用壞了都可以不費勁花錢做修理，到工廠再拉來一個，馬上飛出去執行任務。
第六，雅克像個大懶鬼裁縫，別人的產品都是他的布料，經過他的東拚西湊，放大縮小，左擺右放，連捏帶糊，就出了一個新型號飛機。
他簡直就是與人連侃帶聊的過程中，就設計出了好多飛機。
第七，雅克對什麽機型都不往深了做，避免在一條路走到黑，也別走進了死胡同。
因為他也深知自己在那個技術領域的造化都不深，自己能把開場白做好了，以後的事情讓別人去做，幹嗎什麽事情都自己死霸著不放？
他晚年去當航空工業部副部長了，很多機型的優秀設計都是他開了頭，後麵的設計的由別人為他做完的……
記者：您是學艦載直升機設計專業的，對垂直起降飛機技術了解多少？
羅：直升機是複合飛行器，學習直升機設計專業必須要先學會飛機設計的課程，因為直升機的飛行動作中有和飛機飛行的相同技術成分，所以學直升機設計的人可以去做飛機設計。中國商用飛機有限責任公司中，就有很多從哈爾濱飛機廠調過去的學直升機設計專業的人才。
但是，反過來就絕對不行。隻學了飛機設計的人就是做不了直升機的設計工作，因為他們沒有學習過產生垂直飛行和小速度空中動作的機械結構，以及複合飛行原理和控製部分的設計，也就走不到直升機科學領域中來。
我在莫斯科航空學院飛行器設計係學習的教室，實際是一個擺滿了飛機和直升機的非常大的機庫，蘇聯時期所有經典機型的實物，做了各種各樣的剖麵後，錯落擺放著，供學生觀看。我們經常在飛機或直升機下麵上課或做自習。
老師講課時遇到那個結構特征時，就用教鞭指點身邊的飛機或剖麵。學生可以隨時爬上飛機或直升機，對照書中的課文，理解飛機或直升機的設計理論。在我學習的第一個階段，幾乎是看飛機，拆飛機走過來的，真是簡單明了，深刻不忘，靈活運用，這樣比死讀書本的效果不知道好上多少倍。
在研究直升機的垂直起飛和降落題目中，就自然聯係到噴氣的效果。雅克夫列夫也是在設計直升機時，把他在設計噴氣飛機的理念總想用到直升機上。後來他就提出來不再做直升機設計了，專門去做垂直起降噴氣飛機，而他後來設計噴氣垂直起降飛機時，也借助了直升機自動傾斜器的概念，把發動機的噴口方向做了全向小動作傾轉，實現了尾噴氣動力在方向上有了接近90度的矢量變化。
我當年學習直升機設計課時也有同感，為了獲得那麽一點點升力，卻設計了那麽多的機械傳動係統，把直升機搞的比什麽飛行器都複雜，直接向下噴氣多省事？我經常在機型教室裏，長時間觀看和琢磨雅克一38飛機結構。
記者：雅克垂直起降飛機與英國的鷂式飛機有什麽區別？
羅：過去大家都說垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機技術，其實這是個巨大的技術誤區。我經過一段時間觀看和研究雅克一38飛機後，才明白了垂直起降飛機的核心技術是可改變噴口方向的發動機“套管”技術！不論是鷂式飛機還是雅克垂直起降飛機，它們安裝的發動機和其他噴氣飛機的發動機沒有什麽區別，關鍵是它們的發動機噴氣進入了一個大套管，在這個套管裏進行了噴氣的變向和分流。
鷂式飛機是選用一個發動機，噴氣熱動力氣流進入到一個套管裏，由套管的節門裝置對發動機的噴氣做了5個方向的分流，4個向下，一個向後。根據飛機的起飛狀態，飛行員對5個噴口方向的噴氣做調整。這種結構設計的缺點非常明顯，
首先就是可調整方向的套管噴口非常笨重；其次是發動機產生的熱推動力的損失非常大。第三是飛機不能做的很大，飛機大了就升不起來。由此造成鷂式飛機的空中機動性非常差，即飛不高，也飛不快，更飛不遠，甚至翻個跟頭都要小心翼翼，而且經常是掛彈多了就垂直飛不起來。曾經有報道說一次在運輸艦上，鷂式飛機把甲板噴破了，飛機也升沒起來。
雅克垂直起降飛機設計的非常巧妙，它安裝了3個發動機，前麵兩個，後麵一個。隻有後麵的發動機安裝了可轉向噴口的套管，進行轉向調節噴口方向，而且隻做一次調節轉向就接近90度。在雅克一38的套管尾噴口做成“褲衩”形狀，特別像高中生教材裏的工業彎管的幾何形狀，旋轉噴口隻要轉50。，就使熱氣流向下噴氣。如果旋轉噴口轉回到原來的位置，“褲衩”套管的熱噴氣流隻向下，走了一個小彎向後噴射。
前麵兩個發動機向下直噴，和後麵的“褲衩”套管組成一個“擔架”的兩個支點，把飛機向上抬起來。在前麵的兩個發動機的第二個發動機就直接噴氣，隻在第一個發動機做全向小角度傾斜的簡易套管，調整噴口的方向，把飛機推上天空，或控製飛機的空中運動姿態。
雅克的垂直起降控製技術相對於鷂式飛機的比較，就相當於把集中的5個噴口調節方式，做了機械運動工況的分解，把發動機噴射動力中，提供升力的部分，做微調節部分，做大動作調節部分做了明確分工，各司其職，分別做功，把發動機的熱噴氣效率的損失率大大降低，盡可能把發動機的噴氣效率用於空中飛行上。從而創造了更先進的物理模型，開創了垂直起降飛機設計的新理論和新的設計思想。
所以，雅克垂直起降飛機一問世就把鷂式飛機比下去了。當雅克-32飛機問世後，就達到了跨音速和等同於陸地強擊機的空中機動性能的戰鬥技術指標，到雅克-38飛機時，就能夠達到1.2馬赫數，有遠程和高空格鬥能力，以至於現在的俄軍還在使用。
記者：雅克-141又有了哪些進步？
羅：最近30年是世界航空史上最快的發展階段，其中主要是發動機技術、電子設備、航空材料、計算機技能，這四個大方向上有了突破性的發展。俄羅斯一直有航空產品延續性發展的傳統，1990年代初研製了全新的雅克-141飛機。
第一，在發動機選型上采用的是渦扇發動機，從動力性能上有很大提高，
發動機的尺寸大大減小，重量減輕很多。這樣在飛機設計時的質量中心、重心、慣量中心比較容易集中，雅克-14l飛機就做得比較短粗，對於垂直起降的控製難度大大降低，起降的機動性和控製反應速度大大提高。
第二，雖然在動力分配上還是3個發動機，還是前邊2個和後邊1個，
但是最大的改進是在後麵發動機的尾套管上已經不是“褲衩”形狀，不再分叉熱噴氣氣流，而是變成一個大噴口，隻是噴口的轉動部件變成了兩極變向，噴口經過電動的拉杆的兩級轉動，使後麵發動機達到接近90度的矢量轉向，實現向下噴氣。在向後噴氣時基本上是直線噴氣，沒有熱噴氣的轉彎損失，給飛機提供了強大的前推力。前麵的兩個發動機仍然是後一個直接向下噴氣，前一個做可控製氣流的全向微量的方向調整。這樣既提高了升降推力，也提高了飛行的前推力。
第三，雅克一14l飛機為了達到高倍超音速，在發動機後噴口的後麵，
做成了較長的雙梁後延雙垂直尾翼結構。這樣的結構非常有利於做高壓氣流的分導，經過不斷的破音障的氣動外形的整流，使雅克一141飛機從開始設計時的1.4馬赫數，達到現在的1.7個馬赫數。第四，雅克一 14l使用了大量的複合材料，安裝了先進的飛行控製計算機，整機的飛行總重量提高了近一半，使它的載彈量和航油量增加了一倍多。這樣雅克一141就不僅僅是原來強擊機的概念，而是可以做殲擊機和小型超音速轟炸機。
記者：美國也發展了F一35的垂直起降型號，未來戰場上垂直起降飛機作用是否會增大？
羅：雅克一141的飛行機動性和掛載能力，已經可以和現役的高空殲擊機、低空強擊機、殲擊轟炸機對抗。使人們重新認識垂直起降飛機的戰場作用。在海軍艦隊裏，有了垂直起降戰鬥機，艦隊的作戰半徑立即擴大到1000千米以外。垂直起降戰鬥機可以在兩棲攻擊艦、登陸艦、大型運輸艦上起降，不需要有昂貴的航空母艦戰鬥群。那些機場被攻擊後就無所作為的航空兵部隊，也要考慮裝備像雅克-141這樣的垂直起降飛機。
雅克一141飛機的底版(基本型)技術基礎條件非常好，做技術升級和改進型的空間非常寬鬆。例如，機載雷達、航電設備、飛行控製、總線技術、綜合屏顯、夜航指示、主動導航、數字通信等先進設備，都可以使雅克-14l的技術等級標準提升到當前世界先進水平。
美國發展的F-35垂直起降飛機，還在做試驗和改進，沒有達到定型的水平。雅克-141飛機已經在15年前，就進入到工廠生產序列，已有少量飛機裝備到部隊裏。俄羅斯和美國在世界航空器領域裏競爭，是按照兩個不同的技術路線去發展的。俄羅斯的機型在設計上是更簡單、生產更快捷、造價更便宜、使用更可靠。通過雅克-141飛機的技術發展過程，我們必須正確地審視俄羅斯的航空科技實力，端正夜郎自大和依附歐美技術的作風。我們不能還像上個世紀那樣，幾代人抱著一個機型沒完沒了的吃，讓中國空軍始終處於購買外國批量生產機型的被動地位。
3年前，歐洲、俄羅斯和美國就進行了一個垂直起降新型飛機合作項目，現在俄羅斯的雅克飛機製造工廠裏正在組裝垂直起降的水泡飛機，也可以稱為飛碟機。我們在俄羅斯訪問期間，看到他們正在進行的“艾柯意帕”計劃。如果他們的新機型研製成功了，傳統樣式的瘦長機身和機翼結構的飛機，就可能會退出曆史舞台。
我國有很好的加工產業基礎，如果我們能夠在當前世界經濟危機的機遇中，把握住世界航空科技的方向，在垂直起降飛機技術方麵做出更多的研究，就能填補一項高端產品的產業空白。
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