垂直起降的战斗机里,还有一款X-32,这是当年波音推出的一款验证机,计划是和现在的F-35竞争轻型四代机计划。
(资料图)
X-32,CG图还挺霸气
四代机为了追求集多种新性能于一身,逼得设计师们在飞机的气动外形上各种脑洞大开, F-35就因为要内置弹舱和升力风扇导致机身臃肿而被一些人嫌丑。
后来成长为F-35的X-35
但美和丑毕竟是有点主观、也是有点相对性的一个评价,要是和当年的竞争对手X-32比起来,F-35其实算得上是美上天际了,要知道X-32的丑,那是举世公认的。
这才是X-32本尊
进气道长在下巴上本来就已经够丑了,还是个“地包天”,怎么看X-32都像是缩着脖子咧着嘴冲着你傻乐,仔细品味一下,或许还能看出几分自带喜感的丑萌。
飞行中的X-32
丑自然是有原因的。“空气动力美学”是一种追求,如果能设计得更漂亮,没有哪个设计师会愿意往丑的路上走,而如果有一件事能让设计师丢掉这种追求、在丑的路上不管不顾且不敢回头,那必定是“客户老爷的要求“,对X-32来说,在老爷后面还要加个“们”字。
三大客户老爷
美国国防部一直想让上面三支主要航空力量使用同一种主战飞机,好处当然很明显,但三个军兵种的作战任务并不一样,对飞机的性能要求自然也会有些差异,所以之前国防部的多次尝试,结果都不甚理想,没有几种飞机能同时被两个以上的军种相中。
这种情况并不多见
到了90年代初,三代机逐渐成熟,武器挂载、短距起降、空中态势感知等方面较以往有了一个大的飞跃,给美国国防部以巨大的信心,觉得统一的时刻终于来临,于是有了JSF发展计划,直译是“联合打击战斗机”。目标非常宏伟:全面取代空军、海军、海军陆战队三家的主力轻型战斗机,包括F-16、F/A-18、AV-8B等,同时还要取代出口到国外的同类飞机,预期总产量将达到3000~5000架,因此谁拿下了这个合同,将有可能在未来几十年里统一或者垄断轻型战斗机市场,当时的媒体给了个说法,叫“世纪战斗机”。
上世纪90年代JSF的宣传画,当年PS技术没有那么发达
这么个大蛋糕,没点实力还真不敢上前抢。所以这个计划的直接参与者实际只有两家:洛马和波音。洛马的臭鼬工厂名声在外,之前弄出来了F-117这种怪胎,手头还有F-22正在研制,拥有大量隐身战斗机设计的经验,这时趁着苏联解体的“东风”又和快要活不下去的雅克设计局开展了合作,“了解”了垂直起降战斗机设计的精髓,很快就拿出了气动布局和F-22近乎一模一样、垂直起降模式和雅克-141几乎一模一样的X-35。
F-35和F-22,不多瞅两眼还真不好分出来
波音本身在隐身和垂直起降上之前几乎是空白,这时收购了麦道,麦道之前把鹞式改成了AV-8B,于是X-32的垂直起降模式和鹞式几乎一模一样也就不足为奇了。但波音在中低空高机动性战斗机的设计上也不含糊,自己本身就有F/A-18被海军采用,F-15是麦道的也最终归于波音门下,所以波音的参与对洛马来说压力也颇为山大。
Every-body……
双方各拿出两架原型机。四架原型机的研发资金全部来源于美国军方——每家公司7.5亿美元,并且不允许公司自己投入资金。这么做有两个目的,其一是限制研发成本,其二是防止哪家公司为了拿下合同无底限往里砸钱,最后没有中标弄垮了就不好看了。
两款原型机在爱德华兹空军基地面对面PK
波音拿出的两架原型机分别是X-32A和X-32B,A型是常规型,B型是垂直/短距起降型,2000年9月18日A型首飞成功,并飞往爱德华兹空军基地进行对比试飞,B型完成生产只比A型晚了一个半月,但直到2001年3月29日才进行首飞,两款原型机的发动机均以普惠F119为基础,A型为F119-PW-614C,B型为F119-PW-614S。
原型机首次出厂,下巴上还缺一块
但是与洛马的原型机不同,X-32B的垂直起降和常规飞行的转换不能在飞行中完成,而必须在地面上进行一系列工作,波音的解释是这是原型机,未来的生产型上将完成这个过程。不过,到了2001年10月,国防部就宣布X-35胜出,所以X-32却从来没有走到生产型这个阶段。
X-32B
当时X-32的一些性能还在X-35之上,比如原型机最大飞行马赫数就能达到M1.6;F-35大量采用了现成的技术,而X-32的一些技术则更加先进,比如那一付大型复合材料三角翼,这副机翼的厚度很大,最多可以容纳9吨航油,由于三角翼后掠角较大,因此跨音速阻力相对较小。同时这副机翼的截面形状非常复杂,外观上明显的特点就是从翼根到翼梢有一个非常复杂曲线,科幻感倒是十足,但也增加了生产时的复杂性。
X-32的机翼,截面非常复杂
X-32采用的垂直起降技术和鹞式或AV-8B的模式很接近但差别也很明显,全机只有一台发动机,从发动机高压压气机引出的空气通过前机身的两个旋转喷口向下喷出,发动机后部则采用二元矢量喷口, 在垂直起降时形成“后三点”式升力支撑,低速时的姿态控制则通过从发动机引气到两侧翼尖下的控制喷口来完成。
发动机喷口布局
这种升力模式的缺点也和鹞式一样,发动机必须前置安装,这导致两个后果:一方面是前部机身显得尤其臃肿肥大,第二个是为了保证静止时发动机的推力,需要大面积进气口,为了考虑隐身性又不得不把进气口向前移,用来遮挡前伸的发动机叶片,由此导致巨大的下颌式进气口。所以综合起来看,X-32的丑,也正是因为采用了这套升力模式,同时又为了满足隐身性的要求所导致的。
AV-8B从进气道能直接看到发动机叶片
实际X-32输给X-35,两个原因是主要的。一个是X-32的完成度并不高。从X-35到F-35,无论是气动外形还是内部布局其实都没有明显的大变化,但X-32在波音眼里大概就是一款纯粹的验证机,大量改进工作还没有开始,波音本来已经根据海军和陆战队的要求在进行修改,计划给X-32增加常规水平尾翼,只不过国防部没有给更多时间。
生产版的F-32,只是个模型
第二个原因,其实是军方的保守。作为当时别国都没有的第二款四代机,X-32和X-35本来都是最先进的设计,但本质上,X-35采用的很多设计都是来自于别的飞机现成的技术,并没有什么特别创新的技术,唯一能说得上创新的是那一副轴传动涵道升力风扇,但这个风扇并不比升力发动机轻到哪里去,从本质上来说也仍然是死重,虽然可靠性比雅克-141的两台升力发动机高了不少。
F-35的发动机和升力风扇
相比之下X-32的气动布局、机翼结构、雷达天线布局等方面都属于原创性的创新,美国军方没有采用X-32,不愿意踩新技术的雷区是一个重要方面。但俗话说怕什么来什么,最后F-35也还是踩了个大雷,就是研发成本严重超支。不过即使X-32真的被选中,估计也难逃超支的命,毕竟光是美国三军的各种要求都难以满足,JSF定位还是国际项目,用户老爷太多,各种需求放到一个大锅里煮,不糊才是万幸。
但长得丑也是不可忽视的重要因素
波音丢掉了这个世纪大单,但也没有太丧气,毕竟研发经费自己没掏钱,元气还在,据说后来在F/A-18E/F的改进中,波音这些研究都派了上用场。所以对新技术开展研究这种事,其实有没有成功都是成果,在研发上多花点钱,什么时候都不是坏事。
只不过竞争失败了总归还是没那么光鲜
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