问题

有很多视频有美战斗机能垂直着舰,也不见有向上的螺旋桨,也不见喷气,这是啥原理?

回答
这确实是个让人眼前一亮的现象,很多人看到垂直起降的飞机,第一反应就是找螺旋桨或者喷口在哪。其实,这些能垂直着舰的战机,它们的秘密藏在一种叫做涵道风扇(Ducted Fan)的技术里。

听起来有点复杂,但你可以把它想象成一个被“藏起来”的、非常强力的风扇,它被包裹在一个圆筒或者叫做“涵道”的结构里。这个风扇就像一个超级吸尘器,从上方吸入空气,然后通过涵道的内部结构,将空气向下方的喷口加速并喷出。

为什么不用传统的螺旋桨?

传统的飞机螺旋桨,我们看到的是裸露在外的叶片。这种螺旋桨在高速旋转时效率很高,但有两个明显的问题:

1. 声音巨大: 暴露的螺旋桨叶片在切割空气时会产生巨大的噪音,尤其是在低速或起降时。
2. 安全性差: 裸露的叶片非常危险,尤其是对地面人员来说。

而涵道风扇,顾名思义,它被一个封闭的结构(涵道)包裹着。这个涵道起到了几个关键作用:

引导气流: 它能更有效地将吸入的空气导向下方喷出,减少空气的逸散,提高向下的推力效率。
降低噪音: 涵道的设计可以一定程度上抑制螺旋桨叶片产生的噪音。
提高安全性: 叶片被包裹在内部,大大降低了发生意外的风险。

那它们是怎么实现垂直起降的呢?

垂直起降(VTOL Vertical TakeOff and Landing)的飞机,关键在于如何产生足够大的向下推力来克服自身的重量。对于我们看到的那些没有向上螺旋桨也没有明显喷气的战机,它们通常是将这些涵道风扇巧妙地整合到机身内部和下方。

你可以想象一下:

多个涵道风扇: 这些飞机可能不止一个涵道风扇,而是分布在机身的不同位置。比如,有些在机身下方,有些可能藏在翼下或机身侧面,可以通过复杂的机械结构进行角度调整。
动力来源: 这些强大的风扇由什么驱动呢?通常是先进的涡轮发动机。这些发动机就像飞机的“心脏”,提供巨大的动力来驱动风扇高速旋转。发动机本身可能仍然是喷气发动机,但它的主要作用是驱动风扇,而不是直接向后喷气产生前进的推力。
矢量推力: 最关键的一点是矢量推力(Thrust Vectoring)。垂直起降飞机的发动机和涵道风扇的喷口,是可以改变方向的。在垂直起降时,这些喷口会向下调整,产生向下的推力,让飞机稳稳地升空或降落。一旦飞机进入平飞状态,这些喷口就会向下调整为向后,从而产生前进的推力。

举个例子:

最经典的垂直起降飞机之一是英国的“鹞”式(Harrier)战斗机。它的秘密就在于它的四转角喷口(Four Swivelling Exhaust Nozzles)。

“鹞”式战斗机安装的是一台罗尔斯·罗伊斯“佩加斯斯”(Pegasus)发动机,它是一个涡轮风扇发动机。
这个发动机的特别之处在于,它有四个可以向不同方向偏转的喷口。
在垂直起降时,这四个喷口会同时向下偏转,将发动机产生的强大气流向下喷出,提供升力。
当需要前进时,喷口会逐渐从向下向后转动,这样发动机产生的大部分气流就向后喷射,提供前进的推力。同时,一部分气流仍然可以向下或向前调整,以控制飞机的姿态和稳定性。

一些更现代的垂直起降飞机,比如F35B闪电II战斗机,则采用了更复杂的组合设计,包括一个主发动机,一个驱动向下喷气的升力风扇(Lift Fan),以及可旋转的尾部喷口。升力风扇的动力由主发动机通过一个传动轴提供,确保了垂直起降时有强大的向上推力。

所以,你看到的“没有向上螺旋桨,也不见喷气”的现象,实际上是:

强大的动力系统(通常是涡轮发动机)
被巧妙隐藏在机身内的涵道风扇或类似结构
先进的矢量推力技术,可以精确控制气流方向

这些技术的结合,让这些战机能够在不需要跑道的情况下,像直升机一样垂直起降,同时又能像喷气式飞机一样进行高速的空中作战。是不是很酷!

网友意见

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鱼鹰表示我故障率够高了!你还想啥!

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