开元体育回顾雅克-141垂直起降战斗机发展历程

　　开元体育回顾雅克-141垂直起降战斗机发展历程五金两年前，俄罗斯国防部宣布重启舰载垂直/短距起降战斗机的研发和建造项目。目前该项目仍处于早期阶段，尚未公布具体信息。不过，根据已公开的一些消息，我们可以对该项目进行一些预测和展望。

　　2017年，俄罗斯副国防部长首次提到了开发新型舰载飞机的话题。在莫斯科航展上，他透露，军方计划研制一种短距起降战斗机。此外，还有可能研制一种垂直起降战斗机。这些项目可能会为海军开发。新飞机将基于雅科夫列夫设计局以前的飞机系列。

　　几个月后，鲍里索夫表示，垂直起降项目已经纳入新的2018-2027年国家武器计划。新飞机的研制工作与现役的米格-29K和苏-33战斗机即将面临的技术和物理老化有关。不过，由于当时还只是计划阶段，因此并没有公布任何关于新项目的细节。

　　在2018年“军队-2018”论坛上，有新的消息传出，称垂直起降项目已经开始进行概念设计工作，但具体细节仍然没有透露。

　　从去年开始，官方层面上就没有再提过垂直/短距起降战斗机项目。很明显，国防部和航空工业部门的相关机构目前还处于理论研究阶段，还不能向公众公布任何关于新项目的信息。

　　考虑到目前航空技术发展的速度，可以预测，前瞻性（VTOL/STOVL）最早也要到30年代初才能服役。因此，该飞机将在未来服役，这对其技术面貌提出了特殊要求。

　　为了加快工作进度，并最大限度地利用现有技术，新项目应该基于现有的平台。然而，可供选择的平台并不多。苏-27和米格-29平台已经过时，而且需要进行重大的结构改动，因此不适合用于新项目。最新的苏-57战斗机也不是（VTOL/STOVL）的最佳选择，因为两者对飞机的要求不同。

　　尤里·鲍里索夫曾表示，新飞机将基于雅科夫列夫公司的技术。过去，雅科夫列夫设计局曾积极研究短距和垂直起降技术，并取得了一些成果，甚至有一些项目投入生产。该设计局的最后一款产品是雅克-141垂直起降战斗机。该机性能优异，但由于多种原因，最终没有装备部队。

　　在所有俄式（VTOL/STOVL）飞机中，雅克-141是最先进的，无论是从结构、能力还是性能方面来看。不过，该机也存在一些缺点，这是由于当时的技术水平有限。可以设想，将雅克-141项目中的主要技术与新的部件和技术结合起来，可以研制出性能优异的新型飞机。

　　为了获得理想的飞行性能，雅克-141采用了独特的设计。该机采用正常气动布局，带有高位梯形机翼和双尾撑上的垂直尾翼。机身大部分空间被用于容纳特殊结构的动力装置。

　　动力装置的主要部分是Р79В-300升力-巡航双转子涡轮喷气发动机。该发动机配有可旋转喷管，可在纵向平面内旋转95度。借助这种喷管，飞机可以垂直起飞或进行水平飞行。驾驶舱后方安装了两台尺寸和功率较小的РД-41升力发动机。它们配有可旋转喷管以改变推力矢量。

　　Р79В-300发动机上配备了用于向机身和机翼上的喷气舵提供空气的装置开元。喷气舵和发动机的差动推力改变确保了垂直起降和悬停时的完全控制。

　　Р79В-300和РД-41发动机的总推力达到23700公斤，允许垂直起降和降落，最大重量达15.5吨。最大飞行速度达1800公里/小时。

　　显然，雅克-141在原始形式下无法在未来执行作战任务，因此需要开发一种新型的（VTOL/STOVL）П，其结构将采用现有的和经过验证的技术。新飞机将与现有的飞机有很大的不同。

　　根据时代的要求，新型的（VTOL/STOVL）应该具有降低的雷达反射截面积。为此，它首先需要一种全新的机身，由合适的材料制成，并具有必要的外形。值得注意的是，使用复合材料可以提高结构的重量比，这对于垂直起降是一个至关重要的参数。为了使飞机能够在航母上使用，应考虑到机翼折叠的可能性。

　　该项目需要利用航空发动机技术的进步。雅克-141上的带可转喷管的升力-巡航发动机结构表现良好，并在国外技术中得到应用。新的俄式飞机也应该使用这种喷管，但要使用性能更高的新型发动机。

　　主发动机需要辅助升力装置，这可以通过几种方式实现。在雅克-141上，使用了两台РД-41升力发动机来实现这一功能。美国的F-35B项目计划使用由主发动机驱动的升力风扇。西伯利亚航空科学研究院和土星”科学生产联合公司(ОДК-Сатурн)提出了一些有趣的动力装置改造方案。

　　用一台功率更大的发动机替换两台现有的升力发动机。优点：可将单位重量减少三分之一。燃油消耗减少 40%。

　　由一台完整的涡轮风扇涵道发动机 (TRDDF) 和一个无压缩机的外部发动机模块组成。外部模块从 TRDDF 的第二回路获取空气。TRD 模块应具有可旋转喷口，用于产生垂直和水平推力。优点：降低燃油消耗。在超音速模式下提供所需的气动性能。

　　俄航空工业在垂直/短距起降（VTOL/STOVL）飞机领域拥有大量技术积累，但仍需进行新的研究和探索。

　　通过整合现有技术和前瞻性设计，俄罗斯有可能打造一型满足现代需求的全新战机。然而，这一过程需要大量时间和资金投入。

　　即使研发工作取得成功，VTOL/STOVL战机仍面临一些固有挑战。与传机相比，VTOL/STOVL战机在飞行性能方面存在先天不足。

　　长期以来，关于VTOL/STOVL战机的必要性一直存在争议。其独特的设计特征也可能导致项目最终被取消。

　　尽管如此，俄罗斯国防部于两年前决定重启VTOL/STOVL战机项目，并将利用现有经验和最新技术进行研发。

　　目前，该项目仍处于早期探索阶段，具体信息尚未公开。项目完成后，才能对其前景进行更准确的评价。届时，也能看出新战机是否继承了Як-141的哪些设计特征。

　　雅克-141（是雅科夫列夫设计的一种多用途超音速全天候垂直起降舰载飞机。它是继EWR VJ 101和达索幻影II之后世界上第三个超过音速的垂直起降战斗机。这架飞机从1970年代中期开始研制，1987年首次飞行。这种新型飞机的测试持续了很长时间，直到1991年雅克-141才在航母甲板上首次着陆。苏联解体后的危机导致该项目的资金停止和关闭。这架飞机现在只能在博物馆里看到。总共建造了4架飞机。至少有两架飞机幸存下来。

　　雅克-141是“48-3产品”（B/N 77飞机）-雅克-141系列的第三个原型，也是按时间顺序最后一个，预生产的飞行样本。它于1987年6月竣工。它与第一架飞机的仪表系统和驾驶舱布局有所不同，设计也有所不同。他于1989年4月2日首次飞行，由安德烈·西尼琴驾驶。1991年10月5日，他在一次事故中受伤（飞行员弗拉基米尔·亚基莫夫没有受伤），后来被修复为博物馆展品。这架飞机在莫斯科航展MAKS-93的静态展览上展出。它现在位于莫尼诺的俄罗斯空军中央博物馆。事故的外部证据是该机没有发动机。

　　1991年9月至10月，雅克-41M垂直/短距起降飞机在北方舰队进行了测试。试验是在戈尔什科夫（1991年以前是“巴库”号）重型巡洋舰（TAKR）上进行的，雅克-41M飞机是继雅克-38之后VTOL/STOVL发展的下一阶段——第一架超音速垂直起降飞机。

　　超音速垂直起飞战斗机的第一个设计，旨在保护航母免受空袭，是在1974年在MMZ“速度”上完成的。考虑到雅克-38飞机的建造和运行经验，1975年开始了雅克-41（产品“48”）的新飞机的设计。在选择飞机的空气动力学方案方面做了大量的工作，考虑了几种动力装置的替代方案。研究和开发的结果是提出使用单一升力和巡航发动机的飞机的建议的基础。

　　1977年11月通过的一项政府决议批准了空军、海军和MAP的建议，并指示“速度”航空公司研制超音速垂直起降战斗机，并于1982年进行国家测试。同时，该命令还规定研制雅克-41UT教练机，并于1983年进行测试，并于1978年研制在雅克-41基础上研制舰载超音速攻击机的技术提案。

　　1977年，30 TsNII分公司的专家开发并提出了海军空军新的垂直起降歼击机的战术技术要求（TTT），该歼击机设计用于航空母舰项目：11433（新罗西斯克）、11434（巴库）、11435（第比利斯），以及1143（基辅和明斯克）项目现代化后的TAKR。如果新飞机的建造出现延误，计划为11434型巡洋舰的航空队配备雅克-38M飞机。

　　超音速SVV的研制是在副总设计师S.A.的指导下进行的。雅科夫列夫（A.S.Yakovlev的儿子）在规定的时间内完成了任务。渐渐地，设计师们开始优先考虑雅克-38型飞机的组合动力装置方案。但是，使用单一升力和巡航发动机（PMD）的机器的工作并没有停止。

　　1979年3月，设计局完成了R-79B-300飞机的草图设计及其模型的建造。在委员会工作的基础上，MAP发布了一项指令，要求在MMZ“速度”上开发一个草图项目，并建造一个带有联合动力装置的模型战斗机。

　　在建造联合动力装置时，决定使用两台RD-41升力发动机，每台推力为4100公斤开元，一台推力为15500公斤的R-79升力发动机（P-79V-300）。根据计算，由三个电子控制系统发动机组成的动力装置可以为最大起飞重量19500公斤的飞机提供垂直起飞或短跑起飞（在航母甲板长度内）。不得不大幅增加。

　　此同时，开发和建造动力装置的时间被推迟了。此外，根据海军航空兵的新任务，对飞机用途的看法也发生了变化。1980年初，根据总参谋部关于将计划中的第五架ATKR机队调整为垂直和短距起飞飞机的指令，对飞机进行了调整。1978年批准。

　　同年11月，空军和海军总司令批准了TTT对雅克-41歼击机的改进，根据该改进，“速度”号MMZ的任务是确保短起飞距离为120-130米，从跳板上起飞，短着陆距离为120-130米。同一个月，国防部（海军空军）委员会审查了雅克-41的草图设计和模型，但委员会的议定书花了近半年时间才获得批准。这种飞机被设计成多用途飞机，用于拦截空中目标，进行机动空战，打击海上和地面目标。考虑到在陆上机场和小型场地使用雅克-38飞机的经验，应客户要求扩大了武器的范围。

　　在设计工作的同时，MAP和空军专家在1982-1983年进行了理论研究，证明雅克-41在短跑起飞或从跳台起飞时从PTB巡逻时可以显著增加战斗载荷和巡航时间。在雅克-38飞机上练习了短跑起飞的方法。

　　由于发动机制造出现延误，1983年11月苏联部长会议军工委员会决定将雅克-41飞机的试飞日期推迟到1985年，但这一期限也不得不调整。R-79B-300升力巡航发动机直到1984年底才准备好进行现场测试。

　　SVVP的发展遇到的意外，雅科夫列夫（A.S.Yakovlev）的退休，减缓了机器的工作。1986年5月，又一项决定通过了在MMZ上使用舰载歼击机雅克-41的剩余部分建造雅克-41M多用途舰载机。Yak-41M-1988（1990年开始向海军交付飞机）和Yak-41UT-1989年开始进行国家测试。在雅克-41的基础上研制攻击机的工作已经停止。

　　随着用途的改变和混合动力飞机任务的扩大，TTT在飞行技术性能方面进行了进一步的调整：降低了最高高度速度、实用升限和垂直起飞时的航程；批准了PTB射程的新特性和短跑时的最大载荷（120米）。

　　为了进行雅克-41M的测试，建造了一个由四个型号组成的小型系列。其中一架用于静态测试，另一架用于评估飞机在不同飞行模式下的力和力矩以及动力装置的工作。两架飞机的飞行编号分别是“75”和“77”（。在这些编号下，它们在陆上机场和位于北方舰队的戈尔什科夫号进行了测试。机载“77”飞机是预生产的，在飞机制造过程中，进行了展台和工厂测试，解决了一系列科学技术和工艺任务。研究了发动机喷流的温度场，并建立了一个系统，以保护发动机在工作过程中免受热气体进入进气口。特别注意这些领域对编队起飞时飞机动力装置的相互影响。

　　雅克-41M飞机在设计过程中进行了垂直起飞和超音速飞行的优化。它可以完全垂直起飞。为此，提供了发动机加力运行模式。飞机和动力装置的三联数字电气远程控制系统将全旋转稳定器的偏差与升降机和升降机的工作模式联系起来。该系统控制所有三个发动机的喷嘴偏移。升力发动机可以在飞行速度不超过550公里/小时的情况下工作到2500米的高度。使用悬挂油箱的燃油储备可以增加1750公斤。可以安装一个悬挂式共形油箱。

　　飞机的飞行模型使用喷流控制系统，不同的模型使用不同的系统。在测试过程中，评估了所提出方案的有效性。在75飞机上，喷气舵安装在尾部，并在方向控制通道中有喷射器。在77飞机上，喷流舵的旋转喷嘴安装在机身的前部。信息显示系统包括多功能电子指示器（显示）和驾驶舱挡风玻璃上的指示器。瞄准系统有一台机载计算机，围绕它分组：机载雷达M002（S-41），火控系统，头盔目标指示系统和激光电视制导系统。

　　飞行导航系统可以从地面（船舶）无线电技术系统和卫星导航系统确定飞机在飞行中的位置坐标。该系统包括飞机的远程和轨迹控制系统、独立导航计算机等空飞机质量11650公斤。内置的小武器是一门30毫米口径GSH-301火炮，装有120枚不同类型的炮弹，可确保对空中和地面（水面）的打击雅克-41M的最大战斗载荷为2600公斤，安装在机翼下的四个塔架上。

　　武器选择取决于目标的性质，分为三大类：“空对空”（UR P-27R P-27T，P-77，P-73）、“空对海”（UR Kh-31A）和“空对地”（UR Kh-25MP，Kh-31P.Kh-35）。导弹（S-8和S-13导弹，S-24）和炸弹（FAB，小型货物集装箱-KMGU）的非制导武器有相当广泛的范围。

　　1985年建造了雅克-41M飞机的第一个原型（“产品48M”，机载号48），并于1986年开始了展台试验。雅克-41M在“飞机”起飞和着陆时的第一次飞行是由试飞员西尼琴于1987年3月9日完成的。这架飞机无法进行国家测试。在调整测试日期时，飞机的代号再次更改，改为雅克-141。

　　从1989年底开始进行垂直飞行。1990年6月13日，飞行员A.A.Sinitsin完成了垂直起降的首次飞行。在测试过程中发现的新型飞机的独特特性使俄有可能正式占据该级飞机的世界领先地位。到1991年4月，雅克-41M的一架飞行样机和一套检查货物已准备好进行创纪录的飞行。在15天的时间里A.S.Yakovleva A.A.Sinitsin创造了“H”类飞机（带有喷气升力的垂直起降飞机）的12项世界纪录。

　　雅克-41M飞机在舰上测试的积极阶段始于1991年9月。测试保障小组由来自不同工业组织和国防部的专家组成。困难的是，戈尔什科夫号没有提供必要的支撑，以保持飞机，同时启动升力巡航发动机的加力运行模式，以便在短起飞时加速。

　　所有飞行试验活动都由设计局副总设计师领导，除了测试单机外，还考虑了飞机从舰上编队起飞的各种方案，包括非传统的方案。Yak-41M在设计局和舰艇上的测试准备工作是根据Yak-38攻击机的测试和操作经验进行的。在Yak-38的运行过程中，发生了与发动机（升降机）在推力上不匹配、飞机在倾斜和俯仰上摇晃、自动倾斜和航向转弯有关的事件。为了防止这种情况，雅克-41M配备了更先进的喷射舵和自动装置，以及防止热气进入动力装置入口的系统。1991年9月24日，飞机开始从朱可夫斯基机场飞往下一阶段测试的地点。

　　在“北莫尔斯克”机场进行准备后，飞机飞上了船。第一架飞机成功着陆。但当动力装置关闭时，允许俯仰增加。这是因为试验机上动力装置发动机分别关闭，飞行员首先关闭了PMD，然后关闭了PD。结果，已经站在甲板上的飞机开始翘起鼻子，用稳定器和喷气式喷嘴舱门轻轻地触摸甲板。第二次成功着陆也很快完成。

　　新船的测试开始了。评估了飞机在船上的操作能力、升降机上的下降和上升、系泊选项、机库甲板和修理区的安置能力。因此，这架飞机几乎完全适应了舰基和作战。也出现了一些问题，但据专家估计，这些问题很容易解决。1991年9月30日开始试飞。总共完成了三次飞行，包括两次短跑和一次垂直起飞的悬停飞行。

　　测试计划包括在公海的实际条件下进行测试。为此，塔克前往巴伦支海，但由于天气恶劣，飞行没有进行。雅克-41M的短跑起飞看起来比苏-27K和米格-29K的跳板起飞性能更平静。Yak的加速时间稍高，但Yak-41M组起飞更容易，时间更快，同时使用非传统的起飞选项。

　　在飞行过程中，在77飞机着陆时，飞行员允许超过垂直速度，导致事故发生。对这一事件的调查已经开始。调查结果显示，事故发生在飞行的最后阶段。当飞机接近飞机时，由于侧风，进气口产生了侧力，飞行员用高流量踏板的偏差补偿了侧力。飞行指挥部命令飞行员保持航向。强大的侧风，靠近船舶上层建筑和有限的甲板尺寸-所有这些都使飞行员渴望尽快着陆。没有得到飞行主管的支持，以确保安全的垂直速度。在甲板上方10-13米的高度，飞行员允许超过最大垂直下降速度。飞机降落得很粗糙，撞上了甲板，起落架的主要支柱冲破了油箱，起火了。飞行员弹射。

　　飞机上的火灾是由船上的消防部门用固定的设备扑灭的。K-36LV弹射椅是在非政府组织Zvezda创建的。K-36LB座椅可在垂直和过渡飞行模式下自动拯救飞行员，并在发生紧急情况或战斗破坏的情况下，在几乎所有飞行模式下安全离开飞机。

　　雅克-141（雅克-41M 75）在停止测试后于1992年9月6日至13日在法恩堡航展上首次公开亮相，后来又多次在其他航展上亮相。到1991年底，萨拉托夫飞机厂准备雅克-41M批量生产的工作由于缺乏资金而停止。包括出口订单。在Yak-41M（Yak-141）及其未来改进型的基础上，可以研制出具有高战斗生存能力的灵活机动防御系统，能够在敌人突然大规模打击的情况下保持防御方的战斗潜力。

　　现在的设计：雅克-141 SVVP采用高平面设计开元，具有组合动力装置和与雅克-38相同的发动机布局、双垂直尾翼和三支柱底盘。飞机滑翔机26%（按重量）的设计由公里组成，包括尾翼、襟翼、浮筒和机翼前缘的碳纤维表面。其余的结构主要由耐腐蚀的铝锂合金制成，以减少重量。

　　发动机布局与雅克-38相同，一个升力巡航发动机位于机身尾部，两个主发动机位于飞行员座舱后面。机身呈矩形截面，按面积规则设计，头部尖，飞行员座舱内有K-36B弹射座椅，类似于雅克-38。在紧急情况下，它可以在垂直和过渡飞行模式下自动离开飞机。当PMD喷嘴偏离30度以上时，该系统自动进入准备状态。当飞行员超过规定的俯仰角或倾斜角和倾斜角的组合时，强制自动弹射发生。两个升降机位于驾驶舱后面，一个升降机位于飞机尾部。

　　Yak-41 VTOL 采用下单翼、组合动力装置和与 Yak-38 相同的发动机布局、双垂尾和三点式起落架。

　　为了减轻重量，飞机机身结构 26%（按重量计）由复合材料制成，包括碳纤维尾翼、襟翼、翼尖和机翼前缘，其余结构主要由耐腐蚀铝锂合金制成。

　　动力装置包括一台莫斯科NPO Soyuz的R-79升降机和两台用于起飞和着陆的Rybinskaya发动机制造厂RD-41升降机。R-79发动机的每一个箱形进气口都有一个大的横截面面积，在进口处高度倾斜，有一个可调节的楔形和两个排气门，一个圆形喷嘴旋转角度高达95 gr。用于推力偏转。喷嘴旋转机构的寿命至少为1500个旋转周期。最大转弯用于垂直起降。除了纯垂直起飞外，雅克-141还可以使用至少两种起飞方式。对于这两种类型的起飞，升力巡航发动机喷管的正常偏差为65度，在起飞时，喷管在起飞后在这个角度上旋转，而在起飞时滑行（滑行长度约为6米）时，发动机加力燃烧时的旋转角为65度。

　　RD-41提升发动机一个接一个地安装在驾驶舱后面，并有可伸缩的门，关闭进气口和水平飞行中的喷嘴。发动机垂直倾斜约10度，喷嘴可在+12.5至-12.5范围内旋转。在纵向平面上，喷嘴的横截面可以调节在10%的范围内。当垂直起飞时，提升发动机的喷嘴彼此展开形成一个单一的喷流（否则两个独立的喷流会导致不必要的上升喷泉形成），在短跑起飞时，两个发动机的喷嘴都被向后倾斜到最大角度（考虑到发动机轴的倾斜，每个喷嘴的总角度约为22.5度），以产生水平推力。到1991年底。雅克-141战斗机装备了位于机身的30毫米GSH-301火炮，弹药储备为120发炮弹。空对空导弹（P-27中程导弹和P-73或P-60短程导弹）和空对地导弹（V-3X-25和Kh-29）、加农炮或导弹发射器可以悬挂在四个（后来是六个）翼下塔架上。

　　在垂直起飞时，在进气口下方放置两个横向隔板，以防止热气体循环利用（从升降机和升降机喷气之间形成的上升喷泉区域），并防止外来物体进入进气口。在进气口底部的两侧，有两个纵向水平隔墙，用于将热气体从机身中分离出来。

　　尾翼位于两个悬臂梁上，悬臂梁远远向后伸出，由两个方向舵龙骨和一个整体旋转稳定器组成，位于机翼下方。

　　发动机控制系统是由数字三通道负责。从垂直飞行到水平飞行时，飞行员手动将升力巡航发动机的推力偏转角降低到65 gr。推力向量的进一步旋转将自动发生。在转向水平飞行的整个过程中，升降机的推力自动降低，飞机不致失去平衡。特技和导航系统为飞机在所有地理纬度的各种天气条件下从起飞到着陆提供手动、定向和自动控制。

　　飞行和导航综合体包括INS、自毁系统、近距离导航和着陆无线电技术系统、无线电高度表、自动无线电罗盘和卫星导航系统。飞机在水平飞行中的角位置由空气动力表面（全回转稳定器、副翼、方向舵）控制，在悬停和低速飞行模式下，由位于机翼末端（倾斜）和尾梁（偏航）的喷流舵控制。飞行员的弹射系统允许在紧急情况下以垂直和过渡飞行模式自动离开飞机。当升力巡航发动机喷嘴偏离超过30 gy时，该系统自动进入准备状态。当飞行员超过规定的俯仰角或倾斜角和倾斜角速度的指定组合时，强制自动弹射发生。