中国60年代末的垂直起落飞机研制计划

在60年代末期，国际上掀起过一股垂直起落飞机热。

    英国研制了鹞（Harrier，当时译为“猎兔狗”）式垂直起落战斗机和升力发动机RB162，前苏联则有雅克36。但只有从1957年就开始研制的鹞式飞机在1969年装备部队，取得了成功。

    前苏联虽然也搞了雅克36，但未大规模装备部队，也未经过实战的考验。

    本人在莫斯科的儒可夫斯基（Жуковский）航空博物馆见过陈列在那里的样机。它是升力发动机加转喷口混合动力装置的垂直起落飞机，必须背死重（即两台升力发动机在垂直起飞后关闭），战技性能不高。而鹞式飞机在1982的英国和阿根廷的马岛战争中经受了实战考验，证明是成功的设计。后被美国看中，定名为AV8A，称“海鹞”，至今仍在美、英航母上和其他少数国家服役。

    在温相先生所著的《晚年林彪》中提到了林立果搞垂直起落飞机的事。本人曾经参与过此事，可以说也是见证者之一。

    当时以空军司令吴法宪为首的空军司令部，已基本上被林彪所控制。吴把林立果任命为空军党办主任。同时向当时的三机部伸出了黑手。吴吹捧林立果是所谓“超天才”，到处播放他在空军“活学活用毛著作积极分子代表大会”上的讲话。林看了几本国外杂志，认为未来空战，机场首先遭到导弹的破坏，飞机无法起飞，空军就会瘫痪在地，就提出也要搞垂直起落飞机的所谓建议。吴就以空军名义，责成三机部组织方案论证。

    1968年底的一天，林和空军副司令曹里怀和其他几位（一行6人）来到XXX所听取方案汇报。定下要在歼6上实现垂直起落的基调。

    当时听后，感到尽是外行话，还“超天才”呢。本人曾经在63–64年作为下放见习机械师维护过歼6达一年之久。该机最大起飞重量8820 kg，正常起飞重量（不带外挂2个700升油箱）为7400kg，装两台涡喷6发动机（前苏联牌号РД - 9Б，发动机推重比不足4）。在标准大气条件下，不加力总推力2x25.5 kN（2x2600 kg），加力推力2x31.87 kN（2x3250 kg）。即使在开加力时（只允许开5分钟），飞机整机推重比也只有0.74左右。但5分钟对垂直起落是不够的，也不可能开加力起飞。如果不开加力，则整机推重比只有0.59。

    这样低的整机推重比，要实现垂直起落，根本不可能。

    与此相对照的是，鹞式飞机的空重仅5580 kg，正常起飞重量9480 kg（载油2800 kg，外挂900 kg）。装一台飞马（Pegasus）MK103推力换向喷口发动机，最大状态推力（带前外涵道风扇排气Plenum助燃推力增大喷口或喷水加力）为95.86 kN（9775 kg）整机推重比为超过1。当然，垂直起落的代价是，飞机的航程大大缩短，战斗能力也大打折扣。因为垂直起落时的载油量有限制。外挂量也受到很有限。所以，鹞式飞机的绝大多数起飞均在短距起飞状态下完成。例如，在载有海鹞飞机的航母上，跑道末端都有向上的一个弧形坡道，可以大大缩短滑跑距离和增加外挂量。垂直起落飞机在短距起落状态使用，可以使它的留空时间和作战半径，以及外挂武器或副油箱的重量大大增加。当然，由于它是单发飞机，只要发动机一出故障（例如空停）就是灾难性的。这也是它被称为“寡妇制造者”的原因之一。但它在马岛战争中所起到的作用也是不可抹煞的。它迄今仍是世界唯一在多国服现役的垂直起落飞机。至于雅克36的情况如何，没有多少报道，详情不明。

    在60年代末的英国《飞机工程》（Aircraft Engineerinig）杂志上，对鹞式飞机进行了广泛和详细的报道。在垂直起飞状态，气动操纵面（平尾和垂尾）不能起平衡作用时，飞机的靠布置在机头、机尾、两个主翼翼尖的直径大约100mm的四个喷口，向上下两个方向喷出从发动机引出的高压空气来平衡（后改为和火箭一样的使用甲烷燃料的小发动机）。此外，还必须考虑地面效应的影响。因为在垂直起飞的最初瞬间，从发动机垂直向下喷出的气流沿地面向四周流动，造成机翼下方有负压存在。等于使飞机的重量增大（约1 – 2%）。但只要飞机一离开地面，地面效应立即消失。另一个必须考虑的问题是温度的变化。发动机的推力随环境温度的增加减小。在环境温度从标准大气条件的15度摄氏，增大到夏天的30多度时，推力会下降3 – 4 %。所以，垂直起落对发动机的要求非常严酷。当时飞马发动机的推重比为6，在当时的技术水平算是很高的。为了实现垂直起落，只能靠增加空气流量来增大推力。因此，鹞的进气道很大，周边还开了许多矩形的辅助进气门。就是为了满足发动机的大流量的要求。（Pegasus 103的参数为，空气流量 196 千克/秒，总增压比 14.8，涡轮前温度 1,483K，涵道比 1.38，在升力状态下喷水加力时推力 9,775 千克）。

    垂直起落飞机发动机的另一个问题是垂直起飞和平飞状态的推力不协调。平飞时不需要那么大推力（为垂直起飞状态的45 – 60%），必须在低工况下工作，部件效率低，油耗大。

    当时中国的航空工业水平，没有能力设计出垂直起落飞机和发动机。但是任务下来了，外行领导内行，来头又那么大，说是“林副主席”直接下达的任务，谁也不敢说不行。只能硬着头皮干。为了放大推力，只能采用NASA报告中的升力风扇方案。把从两台涡喷6排出的高压热气流，通过涡壳排入带有叶尖涡轮的升力风扇中去，驱动风扇产生升力，把飞机垂直抬起来。在进入平飞状态后，把4台升力风扇收到飞机肚子下面去。这样的垂直起落的歼6飞机就像是一个身怀六甲的孕妇，横截面积一下子增加了40%。原来苗条的歼6，变成了一个大肚子“烤鸭”。这样的飞机还能打仗？此外，4台风扇的收放也是一个大问题，技术上实现起来，难度很大，简直是不可能实现的。

    折腾了2年多，直至1971年9月林彪摔死在温都尔汗。这垂直起落任务也就不了了之。总共浪费了1500万元人民币。大约相当于现在的10个亿以上。更恶劣的后果是耽误了歼8的研制。这是那个时代政治万能，政治干预技术的笑话之一。一个20来岁的人被捧为“超天才”，只有在那个年代才有可能。现在看来近乎笑话的事情，在那时却是活生生的事实。

    感谢新华博友speed651提供本文，原作者hylbg0446