垂直起降战斗机

40年代初，就有一些人在探索飞机垂直起降的方案。当时，英国有人提出将喷气升力发动机装于飞机上，来实现垂直起降的设想。40年代末，美国也开始对各类的垂直起降飞机模型进行研究，但因当时的喷气发动机的起飞推力，达不到将喷气战斗机垂直升起的要求，终归没能获得成功。50年代中期，核大国的战术核武器已对准了每一个已知的机场跑道，这就使研制垂直起降和短距离起降飞机成为当务之急。航空技术的发展，也为研制这种飞机提供了可靠的基础。首先，英国开了头炮，设计出一种有实用价值的垂直起降飞机，这就是世界上最早的垂直起降“鹞”式攻击机。垂直/短距起降攻击机具有直升机和固定翼飞机两者的长处，它能像直升机那样起飞和着陆，又具有固定翼飞机的速度和攻击能力。假若战争一旦爆发，垂直/短距起降攻击机就可迅速疏散隐蔽。战争中它可以从任何一块坚硬的地面上垂直起降，或是从受到轰炸破坏的机场跑道的弹坑之间进行短距进降，还可以在中、小型军舰甲板和尾部小平台上垂直起降。这种飞机还特别适合渡海登陆作战，当部队强行登陆战领滩头阵地以后，垂直和短距起降攻击机可以立即从军舰甲板上起飞，对陆、海军提供空中支持，摧毁敌方防御工事。 “70年代，英国研制出一型十分成功的“鹞”式垂直起降飞机，并装备部队。“鹞”式飞机的发动机设有4个喷口，都在机身两侧而且可以转动。当喷口向下时，产生的推力可使飞机垂直上升；当喷口向后时，产生的推力可使飞机前进。飞行员调整喷口的方向和角度，便可改变飞机的飞行姿态。这种飞机在一起35×35米大小的空地便可起降，对作战条件要求较低，适应性特别强。“鹞”式飞机有一个致命弱点就是时速只有1000千米，属高亚音速飞机，无法在空中进行高速格斗作战。而一般作战飞机都达1倍音速以上。由于垂直起降时受自身重量限制，挂载燃油和武器较少，作战半径100千米左右。为了增大航程和加大挂量，一般采用短距滑跑起飞，垂直降落方式，加挂副油箱，作战半径可增加到三四百千米。

在霍克西德利公司也在研制该垂直起降飞机，达索也在研制垂直起降战斗机，不过两者的结局却完全不同。在幻影Ⅲ家族中有一个型号特别引人注目，即幻影ⅢV垂直起降战斗机，请注意编号后的“V”是英文字母，而不是罗马数字。该机装有8个分布在主发动机两旁的小型的供垂直起降使用的发动机，该机是应北约在60年代中期提出的垂直战斗机要求而研制的。为了验证升力发动机，达索改装了一架幻影Ⅲ，加装了8台罗·罗公司的RB-108升力发动机，每台能提供980千克的推力，这架验证机就是后来的巴尔扎克，在1962年就进行了垂直试验，次年又进行了从垂直到平飞的过渡性飞行。1964年在试飞中该机坠毁，飞行员牺牲，达索将坠毁的飞机修复后继续使用，不过很不幸，在次年的试飞中该机又一次坠毁，这一次飞机已经彻底毁坏，无法修复。在巴尔扎克基础上，达索制造了幻影ⅢV，该机机身大小几乎是巴尔扎克的两倍，外形上和幻影系列飞机大体相同，只是机身较长，机翼面积较大，总共有9台发动机，主发动机为斯奈克玛仿自美国普·惠公司JTF10涡扇发动机的TF-104，最大推力61.8千牛，8台罗·罗公司的RB162-1升力发动机，每台提供15.7千牛升力，达索共制造了两架原型机，首架原型机在1965年年初就进行了垂直起降的试验飞行。在试飞后不久，斯奈克玛公司推出了推力更大的TF-106，推力达到了74.5千牛，在换装发动机后，第一架原型机于1966年3月进行了从垂直到平飞的过渡性飞行。在平飞中，该机的最大飞行速度达到了1.31马赫。第二架原型机换装了82.4千牛的TF-30涡扇发动机，1966年首飞成功。在同年9月的试飞中，该机的最大飞行速度居然达到了2.04马赫，可惜的是在1966年11月的试飞中这架原型机不幸坠毁。第二架原型机的坠毁给幻影ⅢV带来不可挽回的损失，发展计划被迫中断，也使得在随后的几十年里飞行员再也没有机会体验这种飞行速度达2马赫的垂直起降战斗机了。英国当时正在发展霍克P.1154验证机，霍克·西德利原想和达索合作，但达索一意孤行，坚持自己的幻影ⅢV，这也使得后来的鹞几乎没有超音速飞行的能力。英国取消了P.1154，将在该机上取得的成果用运在了后来的鹞身上，成功地装备英国皇家空军并出口到世界许多国家。达索的幻影ⅢV只能停留在幻想里了，究其原因，8台发动机带来的维护性问题将是可怕的，这些不仅将影响飞机出勤率，也将影响该机战时可靠性，所以，即使第二架原型机不坠毁，项目被取消也是理所当然的。

二战结束后，德国作为战败国被禁止发展航空器。这条禁令直到1955年才被撤销。禁令撤销后，新的德国国防部讨论了发展一种新的截击机的必要性。作为北约前沿的德国办事效率很高，于一年后的1956年，选中海因克尔和梅塞施密特公司开始研发工作。当时的观点是：现代超音速战斗机尽管性能不断提高，但是起降所需的跑道也变得长而脆弱。因此1957年秋天，国防部给新截击机加入了VTOL要求（垂直起降）。在这种情形下，海因克尔、梅塞施密特和波尔科（直升机公司，研制过BK-117直升机）三家公司宣布共同研发并制造5架VJ-101原型机。1959年2月，3家公司共同组成EWR小组展开工作。 1964年7月的试飞中原型机速度达1.08马赫时，跨越了音障。这使VJ-101 C 成为史上第一架超音速的垂直起降飞机。俄罗斯一直有航空产品延续性发展的传统，1961年6月，北约技术委员会宣布开始研究能够垂直起降的舰载机。同时，苏联军方也意识到了此项技术在军事方面的优点，在60年代，为了使战机能在核战时期进行空战，战机需要有能垂直和短距起降的能力。于是，由米高扬，苏霍伊，和雅可夫列夫各自牵头进行了这方面的研制工作。之后，分别有米格设计局于1967年完成试飞的垂直起降的米格-21PD，由苏霍伊设计局于1965年进行式飞的苏15VD，和由雅克夫列夫设计的于1962年研制成功的雅克36。 雅克-38是苏联追赶西方国家的结果，但为赶超西方国家，苏联于1974年开始设计其后续型雅克-41超音速垂直起降战斗机。1989年3月雅克-41的第一架原型机首次试飞，在当年夏天突破音障，速度达到1400千米/小时。1990年代初研制了全新的雅克-141飞机。 美国军火企业洛克希德－马丁公司2010年18号宣布，由他们牵头研发的F-35B型联合攻击战斗机成功实施垂直降落，F-35B可以在陆地或海上的小块区域内实施垂直降落，这在超音速隐形战机上是绝无仅有的能力。

除美国的F-35B战斗机具有垂直降落功能外，还有英国“鹞式”垂直起降战斗机、海鹞垂直起降战斗机、俄罗斯雅克-38垂直起降战斗机、雅克-141超音速垂直起降战斗机、美国AV-8B垂直起降战斗机（英美合作由鹞式改进而成）等。

垂直起降技术虽然存在一些重大弱点，但这些弱点正在得到明显改善，前景非常值得看好。例如，将会最早服役的F-35B，机身重约27吨，能够携带6吨武器，而且是隐形飞机。在垂直起飞模式下，F-35B可携带武器的重量约为“鹞”式战斗机的两倍，其作战半径约为800千米大约也是“鹞”式战斗机的两倍。在美军中，F-35B战机将取代AV－8B 。

美国目前就正在发展新一代垂直/短距起降飞机（V/STOL）。随着航空科技的发展，垂直起降技术必将进入一个新的发展高峰。

中国发展

四号任务垂直起降战斗机：1968年7月11日，空军向军委办事组和国防科委上报了 《关于三五期间我国飞机发展问题的建议的几点意见》。其中就明确提出要尽快解决垂直短距起落战斗机的问题。随后，六院根据空军的指示，下达了短距起落战斗机的研制课题 。

据中国航空工业网站消息，2015年3月20日，中航工业成发与中航空天发动机研究院就短垂项目加工合作举行签约仪式。短距起飞/垂直降落飞机推进系统项目（简称“短垂项目”）是针对提高海军两栖作战能力，填补该类作战武器装备空白而进行的探索项目。

优点

一，随时可以和地面部队机动转移，可以在狭小的地方起降，也可以在破损的机场起飞，必要时可以在公路，建筑屋顶起降，在地面容易伪装，不容易发现，所以战场生存率大大提高 。

二，由于可以垂直起降，所以在寸地为金的航母可以增大载机数量。

三，因为独特，介于普通战斗机和直升机之间`可以在空中做快速巡航，空中悬停，倒飞原地转弯等其他飞机做不到的高难度动作，必要时可以通过悬停躲避导弹 。

四，起飞时省去了跑道的准备，作战反应速度大大提高 。

缺点

一，太费油，在垂直起飞的时候要耗掉总油料的3分之一，所以不具备远航能力 。

二，载弹量太小，鹞式战机载弹量只有2271千克而同期美国的F-14有6577千克，对比一目了然在载弹量增加的时候，不能垂直起降了，必须要一段跑道`这样还不如发展常规战机 。

三，操做太难，飞行员不好训练 ，英国在马岛战争时就有5架因为操作失误坠毁了，所以费劲，费财。

四，发动机在全负荷运转的时候对环境要求高，一旦有因为起飞掀起的沙土被吸进运转中的发动机就有可能发生不可估量的后果 。

五，维护频繁，需要的地勤维护时间普遍长于其他战机 。

固定翼飞机能垂直升降，就要向飞机提供足够大的向上推力，这时就要喷管朝下．

而再往后就应该改变喷管的角度，但不能一下子变成向后．因为在改变喷管方向的时候要继续有足够向上的推力，同时提供一部分向前的推力．这也就要求有精密、准确的角度变化．而这个角度的变化就成了一个矢量的变化，也就是说喷管的作用力要很精确的能分解成向下和向前的两个分力（我想应该是一个倒平抛曲线）．当然这只是理论，在现实操作中可不是一件简单的事情，比如提供向上推力是怎样保持飞机机体的平衡，角度怎样变化才是最佳，怎样来保证角度的变化精确度。

发动机

鹞式飞机是世界上最早实现垂直起降的喷气式飞机。 它的发动机与一般喷气式飞机不同，它能够产生2个方向的推力，即垂直向上的推力和水平向前的推力。从外形上看，它的发动机很像一套连裤，前后各有2个喷口，这4个喷口可以同时转动。当飞机起飞时，4个喷口同时向下偏转，直至完全垂直于地面，发动机产生的推力通过垂直喷口就像4根无形的柱子把飞机托起。飞机到了空中，飞行员便逐渐操纵喷口向后转动，此时便产生了一个水平的推力，飞机的重量便由机翼产生的升力支撑，发动机产生的推力推动飞机前进。

着陆

飞机着陆时，当喷口完全垂直于地面时，由于飞机悬停在空中，没有前进动力，机翼上的升力随之消失，飞机的重量又完全由发动机产生的垂直推力来支撑。而后，飞行员开始关小油门，减少发动机供油量，垂直推力渐渐变小，飞机开始缓慢下降，直至最后着陆。因而鹞式飞机的整个起降过程只需一块空地便可完成，从而结束了喷气式飞机只能依赖跑道起降的历史。机上多个甲烷喷口共同控制和调整飞机的姿态，实现在垂直起落和悬停时对飞机的操纵。