垂直和短距起落飞机

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垂直和短距起落飞机( vertical and short take-off and landing airplane; V/STOL ),能垂直或接近垂直起飞和着陆的飞机称为垂直起落飞机。能在很短距离内起飞和着陆的飞机称为短距起落飞机。垂直起落飞机通常也可短距起落,这时飞机起飞质量可以增加,所以垂直起落飞机常被称为垂直/短距起落飞机。

“鹞”式垂直起落飞机.jpg

“鹞”式垂直起落飞机

垂直起落和短距起落在国际上还没有统一的定义。在美国,飞机原地离地后能在15米(50英尺)距离内飞越15米的障碍高度称为垂直起落;短距起落飞机必须能在150米(500英尺)距离内飞越15米高的障碍。在英国,认为在150~900米(500~3 000英尺)以内飞越15米高的障碍都算作短距起落。在军事上,垂直和短距起落飞机可以减少对机场跑道的依赖,在海面则可以减小航空母舰的规模。

垂直和短距起落飞机在飞行中由固定翼产生空气动力升力来平衡飞机重力,但起飞和着陆时直接由动力装置或由动力装置带动的旋翼、螺旋桨、风扇产生向上的升力,实现垂直起落。短距起落滑跑距离很短,由高度增升的机翼提供升力,或由推力的垂直分量和机翼共同提供升力。垂直起落飞机能依靠自身的动力在空中悬停,因此,能在高层建筑的屋顶上或在一般军舰的甲板上起降,并能完成垂直机动、后退飞行、原地转向等。直升机也能完成这些任务,但垂直起落飞机的平飞速度和航程都比直升机大得多。

垂直起落飞机在起落和过渡飞行时,飞机处于零速或极低速状态,气动力操纵面不起作用。因此,需要用反作用喷气操纵系统进行操纵,或者用推力升力系统的喷口、多风扇、多升力发动机的不对称控制进行操纵,还要采用自动增稳系统和自动操纵系统。

垂直起落飞机在超载起飞时可以通过地面滑跑加速,在机翼升力帮助下实现短距起飞。短距起落飞机没有悬停能力,必须滑跑加速才能起飞。

垂直/短距起落飞机试验过多种方案,但达到实用程度的只有英国的“鹞”式飞机(见图),采用的是简单的推力换向方案即转向喷口将推力转90°,因而不需要将整个动力装置转动,简化了结构。飞机上的推力换向式涡轮风扇发动机有两对带叶栅的旋转喷口,前后排列,分布在机身两侧,分别喷出风扇气流(前喷口)和燃气流(后喷口)。每个喷口均可由向后喷出位置转为向前下方喷出位置,从而可提供飞机垂直起落、过渡飞行和平飞所需的推力和升力。