紅色鐵匠,外號「桅杆保衛者」雅克-38垂直起降戰鬥機

2020-12-16 北雁自南歸

提到「機場保衛者」,熟悉蘇聯軍事裝備的小夥伴們立刻就能說出對應名字——米格-29戰鬥機,老版基本型作戰半徑也就約500公裡。妥妥的起飛發射彈藥加返航,何況這還是款雙發戰鬥機,腿短的毛病基本成了米格系列產品一個重要標誌。

除此之外,蘇聯時代還有一款「桅杆保衛者」,不知道是該笑還是該哭這回連保衛機場都不用考慮,只要保證能守衛好起降母船就好。約240公裡的作戰半徑,外加2噸載彈量,不要說和同期美國F-4、F-14等艦載機對抗,就是飛上天打發一下速低飛機都覺得費勁,它就是本文主角——雅克-38「鐵匠」垂直起降戰鬥機。

千萬別被下面這張帥氣的圖片迷惑,長得帥並不代表實力強,雖然雅克-38的出現具有跨時代特性,但確實是用於飛行展示好過實戰部署。

雅克-38「鐵匠」垂直起降戰鬥機

研製背景

二戰結束冷戰隨之開啟,原子彈和遠程戰略轟炸機的結合進一步深化,特別是超音速戰略轟炸機帶著核彈呼嘯而來絕對是一幅恐怖的畫面。冷戰格局下北約、華約兩大集團互相開撕展開核威懾,不計後果的核戰換誰都緊張,各國很快意識到戰爭開啟機場將成為第一輪打擊目標。

特別是進入噴氣式時代後,現代戰機對於跑道的長度、規範要求越來越高,如果遇襲之後沒了跑道隱藏再好的戰機也沒有用武之地。因此研製一款能夠垂直/短距起降戰鬥機成了重要選擇,在這個領域英國人步伐最快,1957年就搗鼓並首飛肖特SC.1垂直起降實驗機,1960年實現「鷂」式原型機P1127首飛。前者前三點式固定起落架外加五臺RB108發動機,造型上醜了一點、操作上繁瑣一些,但完全符合垂直起降特性。後者採用一臺「飛馬」推力轉向渦扇發動機為動力,經過優化的動力構成了經典「鷂」式核心。

肖特sc.1垂直起降驗證機

面對歐洲方向的航空成就,蘇聯航空工業自然不甘落後,特別是作為冷戰霸主之一面子更不能丟。1960年9月雅科夫列夫為團長的代表團參加了英國範堡羅航展,見識過肖特sc.1獨特性能後忍不住回國就提出研製建議,要知道此時的雅科夫設計局已經沒了二戰榮光。先後研製的雅克-15、雅克-25、雅克-28等機型,在和米高揚、蘇霍伊對決過程屢屢落於下風,雅科夫決定以垂直起降飛機作為翻身之本。

於是1961年10月30日,雅科夫設計局開始研製雅克-V,也就是後來的雅克-36垂直起降戰鬥機(實驗機)。1963年就實現了可控飛行,完成了垂直起飛轉水平巡航以及水平轉垂直降落,垂直起降飛機特性基本滿足,但是僅僅555千米的航程以及272公斤載荷沒有任何實戰意義。

雅克-36垂直起降戰鬥機

空軍對於雅克-36航程短、載彈少的性能完全不能接受,剛好此時蘇聯海軍正處於走向遠洋轉型階段,60年代開啟了1123型載機巡洋艦方案,裝備兩艘15000噸級「莫斯科」號以及「列寧格勒」號直升機航母。對於缺少固定翼艦載機的航母來說,基本的海空攔載、艦隊防空完全依靠直升機是不現實的,因此雅克-36得到海軍支持定位於下代航母配套艦載機,也就是37000噸級的1143型「基輔」級航母(重型載機巡洋艦)。

「莫斯科」號直升機航母

研製歷程

1967年12月,蘇聯部長會議發文確定研製雅克-36M艦載機,由於需要安裝雷達、先進空空飛彈應對敵機威脅,但是性能上又做不到一步到位。只能先研製一款簡易攻擊型雅克-36M(後來的雅克-38),等成熟後再研製一款雅克-36P截擊型,由些可見垂直起降飛機的研發難度,為閱讀方便後續全部以雅克-38稱呼。

初始性能要求如下:高空最大飛行速度1400千米/小時,最大航程1400千米;海平面最大飛行速度1250千米/小時,最大航程700-750千米,有限載荷均為1噸。還有一個更重要的要求,在非標跑道上可以短距起飛,也就是對於跑道的適應性要求高完全以實戰為準。

雅克-38三視圖

初始性能目標鎖定,接下來要解決最核心問題就是發動機,雅克-36本來就是爹不疼娘不愛的產物。和「鷂」式專用飛馬發動機相比,開發初始就沒有專用配套發動機,沒辦法只能在現有發動機中反覆篩選,最後選定R-27V-300(單臺推力6790千克)。

發動機雖然選定,但對於垂直起降機型來說就一臺動力肯定不夠,於是另外增加了兩臺RD-36-35FV升力發動機。這是一款相對成熟的小型發動機,單臺推力可達3571千克,由於發動機直徑很小可以並列安裝在機身中。較小直徑發動機對於機身整體減阻,以及擴大載重、航程都有較大好處。

雅克-38結構圖

RD-36-35FV升力發動機安裝在飛行員後方,燃氣向下噴射實現垂直起降,也可用於調節俯仰運動和配平姿態。主發動機R-27V-300則安裝在機身中後部,除保持平衡外,燃氣向機身兩側可轉向噴管噴射,以實現輔助升降及水平巡航。

R-27V-300發動機可偏轉角度
R-27V-300發動機可偏轉角度

初始布局確定之後,對於垂直起降飛機的氣動外形開始了高空試驗,由圖-16改裝而來的試驗平臺攜帶雅克-38空氣動力模型上天測試。經過多達1000多次的高空飛行測試,最後雅克-38氣動布局基本確定,同時飛機性能也根據實際情況進行了重新調整。

雅克-38全尺寸氣動模型
雅克-38全尺寸氣動模型

雅克-38採用中單翼布局切尖三角翼並帶有下反角,前三點式可收放起落架,機身常規半硬殼輕合金結構,截面為橢圓形。採用一體化的發動機進氣道(兩側進氣),兩側進氣口邊緣有一排吸入式輔助進氣道(M型標配,早期型號後來也進行了升級),另外駕駛艙後方安裝了升力發動機配套向後開啟進氣艙門。

雅克-38戰鬥機

1968年,雅克-38最終技術指標調整如下:飛機總重10噸,有效載荷3噸(垂直起飛)、3.5噸(短距起飛)。機長15.6米,翼展6.42,考慮到上艦需求摺疊後翼展4.4米,最大飛行時速和最大航程均為1400千米以符合海軍要求。

隨後雅克-38安裝了SPO-10(魔艙)雷達告警及敵我識別系統,以及蘇-7B「裝配匠」上新配套的射擊瞄準器、轟炸瞄準器。配套兩門固定機炮,也可以攜帶VSPU-36機炮吊艙(內置雙聯裝Gsh-23型23毫米航炮),翼展因此增加到7.02米。由於垂直起降艦載機發生事故概率很高,為保證飛行員安全採用了零-零彈射座椅(極限彈射座椅),配套自動化電子偵測功能,一旦飛行高度及傾斜角度超過安全值會自動將飛行員彈出(恣態恢復時解鎖)。

不過蘇聯時代航電系統相對薄弱,出發點挺好就是容易出意外,實際使用過程就曾多次出現自動誤射(可憐的飛行員)。

雅克-38零-零彈射座椅試驗

測試入役

雅科夫設計局畢竟前期有雅克-36的研製基礎,在上述性能及布局明確後迅速製造了4架雅克-38原型機。一號機用於地面動力系統臺架試驗,二、三號機用於測試飛行品質,四號機用於最重要的上艦測試。

1971年1月15日,二號機成功實現首飛(短距滑跑起飛),同年9月26日完成垂直起飛並實現懸停。經過地面和空中多次試驗,終於在1972年3月完成垂直起飛到水平巡航的完美轉換,截止4月雅克-38前期實驗告一段落,然後進入常規飛行測試(主要是上艦)。

五花大綁地面動力測試

1972年11月18日,雅克-38終於迎來激動人心的一刻,當天從陸地機場起飛的雅克-38戰鬥機順利降落在「莫斯科」號航母上。在此之前為預防降落時噴口朝下燒壞甲板,事先在「莫斯科」號航母上鋪設了一個厚達30釐米的著艦平臺。雅克-38整個降落過程相當完美,首先以高亞音速接近母艦,在第一個標誌點啟動升力發動機,抵達第二個標誌點後將主發動機噴嘴偏轉到垂直狀態。然後在「莫斯科」號航母尾部被吹上天的海水見證下,慢慢移動到定位降落點和規定位置相差僅10-15釐米。

這次著艦測試在蘇聯航空史上創下兩個第一:垂直起降戰鬥機第一次著艦,也是固定翼戰鬥機第一次著艦。幾天後的22月22日雅克-38實現了從航母起飛完成後半截任務,自此蘇聯也有了第一代固定翼艦載機,雖然還只是起步。

雅克-38首次著艦
雅克-38戰鬥機

除在航母上進行起降測試外,雅克-38也嘗試過在民用大型貨輪上起降,不過尾焰對甲板的燒蝕效果實在太好。正常情況下不可能直接套用,聯想到後來馬島戰爭英國使用貨輪拉「鷂」式,並承擔起臨時航母作用,其實兩者思路是一致的。戰時對於起降平臺要求低可以保證其戰鬥力,意外情況下可以保證其安全性,比如80年代英國一架「鷂」式迷航油料將盡時,直接降落在民用貨輪上。

雅克-38民船起降
「鷂」式戰鬥機迫降民用貨輪

測試雖然進行的差不多,但實際性能並不如預期那麼理想,問題主要出在發動機上由於推力不足(以及噴口分流造成推力損失)。實際最大飛行速度只能達到1210千米/小時,超音速飛行就暫時別指望了,然後在裝備兩枚AS-7「黑牛」空地飛彈時(彈重310千克,射程20千米),最大航程也才500千米(低空)、860千米(高空),作戰半徑更是可憐的195千米。

不管怎麼說,雅克-38的出現使蘇聯擁有了第一款艦載固定翼飛機,雖然反對聲音不少但最終高層還是決定批量生產。1975年5月18日,雅克-38首次實現在「基輔」號航母著艦,經過多輪起降測試,同年10月結束測試正式開始裝備海軍。

雅克-38戰鬥機
雅克-38戰鬥機

結語

西方對於蘇聯這款新式機型雖然有所耳聞,但一直沒能見到真身,直到1976年7月18日。由於「基輔」號航母需要穿越博斯普魯斯海峽,按照國際慣例向土耳其方面進行通報,這才讓西方真正知道蘇聯有一種垂直起降艦載機。

以往蘇聯喜歡將四不像的航母稱之為「載機巡洋艦」,現在配套固定翼戰鬥機之後多少有了標準航母的樣子。對於西方來說震撼更大,預示著蘇聯海軍也有強大的航母編隊,按照習慣北約又給了新綽號——鐵匠。

雅克-38戰鬥機

雅克-38在整個服役期間,總共墜毀了36架卻沒有一名飛行員因此而死亡,其中包括18次自動彈射。前面提到過自動彈射的設計,確實對於飛控系統還處於手動操作的情況下垂直起降風險很高,但是過於靈敏的自動彈射系統也讓多架無辜戰機墜毀。總結下:蘇聯彈射座椅性能很強大,絕對是飛行員保命的必備工具,但是自動彈射系統有點強人所難總喜歡無故彈飛行員。

由於升力發動機只在垂直起降中起作用,轉換到水平巡航狀態相當於拉了兩個大鐵塊,因此死重不少。飛機兩翼下只有四個外掛架,最大外掛能力2噸,主要武器包括機炮吊艙、火箭發射器、500千克炸彈、近距空空飛彈、AS-7空地飛彈或者RN-228戰術核彈。缺乏精確制導武器,再加上外掛能力有限,短短200多公裡作戰半徑也就是和平時期充充門面。

雅克-38戰鬥機

為進一步提升性能,1981年蘇聯推出新改型雅克-38M戰鬥機,升力發動機改為RD-38(外掛能力加1噸),機背進氣口加了兩道擋板用於改善噴氣回吸問題。升級後的雅克-28M戰鬥機,最大起飛重量從10.3噸提高到10.9噸,如果採用短距滑跑起飛進一步提升到12噸。受限於發動機性能一般用起來馬馬虎虎,而且發動機尾噴高溫對航母甲板損壞很嚴重,一直被稱為「和平鴿/桅杆保衛者」,勉強用到蘇聯解體退出現役。

雅克-38M戰鬥機

相關焦點

  • 同樣是具有代表性的垂直起降艦載戰鬥機,AV8B與雅克38誰更強?
    談起垂直起降戰機,很多人第一感覺是英國的鷂式戰鬥機,還有經常露面的美國AV-8B垂直起降戰鬥機。還有一款就是蘇聯雅克設計局的雅克-38艦載垂直起降戰鬥機,二者都是艦載垂直起降戰鬥機,卻有著很大的不同。要說誰更強,得先看看兩型號戰機的具體性能和實戰表現。
  • 國產垂直起降殲18可考慮俄技術,F35B照搬雅克41也不丟人
    隨著國產兩棲攻擊艦等下水試航,關於這方面的討論也多起來,雖然076可能採用技術迂迴,用搭載無人機的方式,暫時解決兩棲攻擊艦沒有固定翼垂直起降艦載機可用的問題。但是不少軍迷還是希望,能看到國產和黃蜂級和美國級一樣,搭載垂直起降艦載機。
  • 不造垂直起降戰機!戰後雅克陸基戰鬥機——雅克-25戰鬥機
    在第二次世界大戰中,拉-5/7系列戰鬥機為蘇聯衛國戰爭的勝利立下了汗馬功勞。不過,在第二次世界大戰結束後,為了拓寬自己的業務,雅科夫列夫設計局開始逐漸把自己的工作重心轉移到民用機和少量特種飛機的設計上。這也導致後世在談及冷戰時期的雅科夫列夫設計局時,大部分情況下只能夠想起雅克-38垂直起降戰鬥機等少量特種飛機。
  • 俄羅斯欲復活雅克-141,與美國F-35垂直起降機搶市場,誰會買單?
    看到這裡有不少軍迷想到了雅克-141垂直起降戰鬥機,這是前蘇聯本打算裝備到巡洋艦上的艦載機,從性能上比,它比鷂式真的要高出好多。但因為蘇聯解體,這款原本有著無限前途的雅克-141研發工作也被俄羅斯暫停了。
  • 幻影IIIV垂直起降飛機,8臺升力發動機註定成為飛行員噩夢
    為了讓隱藏機庫、山洞中的戰鬥機還有一戰之力,各國開始展開新一輪不依賴機場垂直/短距起降飛機研製,這次法國人走的相對較早,給出的機型是1959年首飛的——「甲蟲」垂直起降環翼機。 環形翼加立式發射就是「甲蟲」最大的特徵,裝備一臺Atar E-5-V渦輪噴氣發動機,直徑約3米環形機翼連接到機身。
  • 中國「新一代戰鬥機」是什麼?俄專家:可能是垂直起降戰鬥機
    俄軍事專家瓦西裡.卡申在7月7日評價稱,研製「下一代戰鬥機」的報導表明,中國正在積極地增強自己作戰飛機的能力,該機更有可能是中國標準的五代機,是一款垂直起降戰鬥機。著名軍事專家卡申表示,在殲-20、FC-31以及不同類型無人機的經驗研製基礎上,中國還要花費數年研製的「截然不同」的新一代戰鬥機正是中國標準的五代機。
  • 垂直起降戰機缺陷在哪?中國有更好方案,完美避過主要風險
    蘇聯基於二戰獲取的經驗與技術,發展了類似納粹德國BA349的火箭垂直起降技術,利用火箭將戰鬥機從滑軌上推動至起飛速度,這一方案在米格19戰鬥機上進行了實機實驗;同期德國也以F104為藍本改裝了類似機體。而美軍曾設計向上起飛的螺旋槳動力戰鬥機,以解決航母甲板運轉與反應速度問題,法國也同樣鍾情立式起飛。
  • 全世界僅有三款,最難造的戰鬥機,中國有能力搞定嗎?
    全球第一款垂直起降戰鬥機,性能雞肋無疾而終隨著戰爭方式的變革,戰鬥機的作用越來越大。因此交戰雙方開始將目光著眼於將作戰飛機摧毀於地面,即便不能摧毀那些掩藏在機庫中的飛機,也要破壞飛機跑道,讓對手的飛機無法起飛。在這種理念的影響下,一種特殊型號的戰鬥機應運而生——垂直起降戰鬥機。
  • 中國明明有貨真價實的垂直起降戰鬥機,為什麼不拿來仿製?
    不久前,我國的第2艘075型兩棲攻擊艦在上海的滬東中華造船廠下水,而第2天就是人民海軍成立71周年的紀念日,所以這艘兩棲攻擊艦實際上也算是提前為人民海軍慶生,而目前在海軍中,兩棲攻擊艦是攻擊能力僅次於航空母艦的海軍艦艇,而美國等一些國家在兩棲攻擊艦上部署垂直短距起降戰鬥機,這樣就使得兩棲攻擊艦能夠起到航空母艦的作用
  • 最難造戰鬥機?全球僅3款,中國或將成為第4個研製出的國家!
    第一個將垂直起降戰鬥機用於實戰的國家是蘇聯,這款垂直起降戰鬥機名叫「雅克-38」,但是因為在設計上面的失敗,讓這款戰鬥機在服役之後並沒有起到什麼作用,反而還讓蘇聯海軍相當操心,也正是因為這款戰鬥機「不成氣候」,最後直接被蘇聯封存了起來,並沒有給後人留下多少影響。
  • 紅色戰鷹,從雅克-1、雅克-9再到雅克-3,簡述二戰雅克系列戰鬥機
    戰鬥型雅克-7戰鬥機裝備了一門20毫米的ShVAK航炮和兩挺7.62毫米航空機槍,並標配了RS-82火箭彈的發射滑軌,戰鬥型雅克-7戰鬥機被稱為雅克-7B戰鬥機。同時,「軸炮」設計能夠讓雅克-7這類單發戰鬥機承受住更大的後坐力,使雅克-7戰鬥機能夠搭載更大口徑的航炮。而實際上,在戰爭中後期,雅克-7戰鬥機也確實出現過搭載37毫米航炮的型號。
  • 雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合
    前言成立於1939年的雅科夫列夫設計局,因其在二戰中設計的多款戰鬥機表現優秀而世界聞名,同時躋身蘇聯幾大飛機設計局之一。當上世紀40年代中期航空工業進入噴氣時代起,極富前瞻性的雅科夫設計局也開啟了噴氣式戰鬥機研製工作,雅克-15「羽毛」正是它的第一款噴氣式作品。
  • 首款垂直起降飛機突破!殲26精衛或推出
    畢竟我國缺乏F-35B型類似的垂直起降戰機,兩棲攻擊艦的實力很難發揮得出來。 具體來說,在垂直/短距起降戰機的發展而言,英國「鷂」型、蘇聯雅克-38、美國F-35B等都是著名的豎直起降戰機,現在,AV-8B相繼退役,剩下美國F-35B艦載機一支獨苗。
  • 075兩攻艦接連下水,只差垂直起降戰機,仿製「鷂」式或是個選擇
    上世紀90年代中期,我國用1架十分珍貴的博物館藏品拉-9戰鬥機,與英國交換了1架完好的"鷂"式戰機。對這款可以垂直起降起飛的"鷂"式戰機,我國當時可謂是盼望已久。十幾年前,我國就曾計劃從英國採購80-100架該型戰機,但是,由於資金預算問題,採購計劃最終破產。
  • 排水量4萬噸,沒有垂直起降戰機的075兩棲艦戰鬥力如何?
    縱觀全球,由於建造費用的原因,全球建造航空母艦的國家越來越少,而建造兩棲攻擊艦的國家則越來越多,甚至一些國家讓兩棲攻擊艦搭載垂直起降戰鬥機,將其改裝為「準航母」。那在全球眾多兩棲攻擊艦中,075屬於水平呢?該艦為了是否會搭載垂直起降戰鬥機呢?
  • 排水量4萬噸、直通式甲板,為何075兩棲艦不用搭載垂直起降戰機?
    該艦為了是否會搭載垂直起降戰鬥機呢? 首先,在於兩棲艦搭載垂直起降戰鬥機的事情上,我們目前沒有垂直起降戰鬥機,也沒有沒必要跟風其他國家研製並為兩棲艦搭載垂直起降戰鬥機。
  • 俄專家:或為驗證垂直起降戰機
    ,其先進程度對一個國家來說往往都是至關重要的,所以多年以來各國在戰鬥機上的研究可謂是「煞費苦心」,為了在戰鬥機的研究上不落後於其他國家,每年各國在戰鬥機的研發項目上所花費的人力物力與財力,都是其他研究項目的好幾倍。
  • 零式戰鬥機是如何在航母上起降的
    前言  本文作者、原日本海軍戰鬥機飛行員、海軍少佐山本重久(海軍兵學校66期畢業)是舊日本海軍橫須賀海軍航空隊飛行審查部的試飛員,他曾經駕駛「紫電」戰鬥機的艦載型號:「紫電改二」,在「信濃」號航母的甲板上成功起降。