雅克-38戰鬥機

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更新時間: 2013-09-14

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雅克-38(原稱雅克-36)是俄羅斯雅科夫列夫實驗設計局為前蘇聯海軍研製的艦載垂直起落戰鬥機,主要用於對地面和海面目標實施低空攻擊的偵察,並具有一定的艦隊防空能力。北約組織稱其為「鐵匠」。該機是專門為在「基輔」級航空母艦上使用而設計 ,採用升力發動機與旋轉噴口發動機結合的組合方案,升力發動機除用於垂直升降外,也可用於調節俯運動和配平。該機「鐵匠」A單座型戰鬥機和「鐵匠」B雙座教練型。迄今為止,世界上只服役了兩種垂直/短距起降飛機,除廣為人知的「鷂」式家族外,就是前蘇聯在60年代開始研製的雅克—38。

雅克-38戰鬥機 -基本數據

外形尺寸
翼展:7.32米(摺疊時)4.88米
機長:(A型)15.50米(B型)17.68米
機高:4.37米

雅克-38戰鬥機雅克-38戰鬥機
機翼面積:18.5平方米
主輪距:2.90米
前主輪距:5.50米

重量及載荷
正常起飛重量:(A型)7485千克(B型)8390千克
最大起飛重量:11700千克
基本重量:6800千克
機內載油量:2720千克

性能數據
最大速度:(高空)M0.95(海平面)M0.8
巡航速度:(高度6100米)958公里/小時
最大爬升率:(海平面)75米/秒
實用升限:12000米
作戰半徑:(低-低-低,帶1000千克武器)240公里(高空偵察,帶偵察艙和兩個副油箱)556公里

雅克-38戰鬥機 -戰機簡介
雅克-38是專門為在「基輔」級航空母艦上使用而設計的。機身和摺疊機翼的尺寸與「基輔」號上的升降機相適應。為了能在印度洋、太平洋和地中海全年使用,雅克-38是以國際標準大氣加15攝氏度的大氣條件為標準設計的,採用升力發動機和轉噴口發動機相結合的方案布局。雅克-38在「基輔」號甲板上起落很平穩。垂直起飛后在甲板上空5~6米作平滑的過渡飛行。飛機以-5°的迎角姿態加速到55~75公里/小時,再以+5°迎角的姿態,繼續使主推力發動機噴口後轉加速。過渡飛行時間約1分半鐘。

雅克-38降落時從艦后遠處減速進場,最後在距母艦400米處改為平飛,此時距水面30米高,以約10公里/小時的接近速度越過艦尾,在甲板上方10~14米高度慢慢懸停並垂直下降。降落很準確,估計艦上有某種控制裝置。現在,由於採用一套自動控制系統保證飛機起飛時升力發動機的工作狀態及推力轉向後噴口的旋轉角度處於最佳情況,因此這種飛機已經具備短距起飛的能力,從而使有效載荷和航程得到改善。

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雅克-38戰鬥機 -研製歷程
雅克-38戰鬥機雅克-38戰鬥機
20世紀60年代中期,蘇聯開始對垂直起落技術的探索。在1967年的蘇聯航空節上,曾展出過三種裝升力發動機的短距起落戰鬥機和一種西方稱之為「自由畫」的垂直、短距起落轉噴口實驗機。之後,又發展過一些不同方案的垂直起落研究機,1973年曾在「莫斯科」號巡洋艦上作過一系列試驗。雅克-38就是在這些垂直起落技術的探索研究的基礎上,於20世紀60年代末開始研製的艦載垂直起落戰鬥機。1971年原型機試飛。

雅克-36雖然首飛成功,但是仍然暴露出了很多問題。首先就是在垂直起降時機體下方的氣流控制。飛機在懸停的時候,高溫的氣體從發動機噴口噴出,到達地面后便向外擴散。這樣就在機體下方形成了一個顯著的低壓區。這個低壓區會把飛機牢牢「吸住」,即suckdown效應,實際上這也是雅克-36首次試飛時沒能起飛的原因。而且更糟的是這個低壓區極不穩定,在機體運動或有空氣流動的情況下都會造成壓力突變,最終造成飛機失控。要解決這個問題,首先需要對噴出的氣體流向進行計算。並實行有效的控制和修正,盡量使氣流在到達地面時不向外擴散而是向機腹聚攏,以再次會合上升來彌補因此所產生的低壓區,這就是「噴泉效應」。不過進行這部分工作需要很長的時間。還有一個問題就是從地面返回的高溫氣流有可能再次被進氣道吸入,造成發動機推力損失,經過實驗表明,這一問題在高度1.5米時至少造成發動機推力減少了800磅。為了解決高溫氣流再次被吸入的問題,雅克福列夫的設計者們在機首的空氣進氣口下面增設了一個很大的可摺疊板。

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為了提高反作用姿態控制噴口的效率,設計者們還把噴口改在了兩翼的翼尖,機體後端以及機首長桿的尖端四個離重心較遠的位置。機頭、機尾和翼尖有姿態控制噴嘴,其中機頭的姿態控制噴嘴在延長桿的頂端。雖然進行了上述的幾點改進,但是雅克-38的飛行仍然不是一件容易的事情。1963年1月19日的最初飛行僅在離地面1~2米的高度向前飛行了40米,整個飛行過程不過幾十秒。後來試飛員尤里•加魯那耶夫也在不斷摸索和適應,飛行時間不斷加長。終於在1963年9月16日成功地完成了從垂直起飛到水平巡航的首次轉換飛行。

雅克-38戰鬥機雅克-38戰鬥機
在1974年7月16日,尤里•加魯那耶夫試飛卡-22大型運輸直升機的時候,由於飛機墜毀而受到重傷,所以雅克-38的下一步試飛只能由巴萊第姆夫來接替了。幸運的是雅克-38一直沒發生什麼重大的事故,最嚴重的一次也不過是在1966年時由於液壓系統出現故障而造成輔助起落架損壞。1966年秋,布萊第姆夫駕駛著雅克-38在政府要員面前進行了表演飛行,1967年7月9日,布萊第姆夫再次在莫斯科附近的特莫代托堡機場的航空展覽會上進行了公開飛行。飛機在垂直起飛后,於40米高度處懸停,並轉換到水平前進飛行,然後圍繞機場盤旋,在空中停止進行了機體180度迴轉,垂直著陸。展示結束后,北約為這架神奇的,靈活自如的新飛機取名為「自由畫」。那次展覽會上只有兩架機首號碼分別為37和38的雅克-36出場。而另外的機首編號為36的3號機在中央航空力學研究所內用於靜力試驗而摧毀了,1號機則在莫斯科莫尼諾航空博物館展出。

1976年7月,當蘇聯第一艘航空母艦「基輔」號首次進入地中海時,雅克-38曾在艦上垂直起落,是該機的預生產型裝備蘇聯海軍航空兵試用。「基輔」號在取道地中海、大西洋北上到達蘇聯北方港口摩爾曼斯克之後的一年中,只在公海上航行過兩次,15天。艦載飛機也都撤氳母媒,這說明「基輔」號在使用中出現了嚴重問題。除了母艦發動機可能出現毛病外,雅-38從垂直起飛到前飛的過渡時間太長,以致噴出的氣浪燒熔甲板可能也是一個重要原因。雅克-38飛機都撤到摩爾曼斯克附近的空軍基地,直到1977年底才又重新配置到「基輔」號上向南遠航。1978年初,西方國家第一次觀察到雅克-38從「基輔」號上起飛進行對地攻擊訓練,對艦后的拖靶進行掃射和火箭攻擊。

在「基輔」號航空母艦上首次看到雅克-38飛機以來,雅克-38一直在不斷地改進。在兩側發動機進氣道後邊增加了輔助進氣口。在升力發動機上方鉸接艙門的兩側各增加一塊擋板,向後一直延伸到翼根前緣處,估計是為了防止進氣道吸入反射的廢氣流。俄羅斯和烏克蘭海軍共裝備86架雅克-38。它與卡-25直升機一起配置在「基輔」號、「明斯克」號、「新羅西斯克」號和「巴庫」號航空母艦/巡洋艦上使用,每艘至少裝備9架。但由於載彈量過少與事故居高不下而風評不佳,1991年該機退役。

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雅克-38戰鬥機 -結構裝備
雅克-38戰鬥機雅克-38戰鬥機
雅克-38戰鬥機的機身常規半硬殼輕合金結構,截面為橢圓形。一體化的發動機進氣道。在機身兩側相當於透明座艙蓋后緣前邊的地方設有附面層刮除板和向下傾斜的進氣道唇口。兩側進氣口稍後邊一點的位置上設有一排吸入式輔助進氣門。在駕駛艙后安裝升力噴氣發動機處機身上部的向後打開的進氣艙門上有16個彈簧載入的通氣孔。機身下向兩側打開的噴口艙門的相應位置與升力發動機的前傾保持一致。作為控制系統的一部分,在起飛和降落時,這些艙門的位置是自動調節的。在升力發動機下方每個艙門的後邊設有較小的擋板。在小尾錐的兩側設有偏航操縱噴管。

尾翼常規輕合金結構,所有尾翼面都有后掠。水平尾翼具有明顯的下反角。方向舵及升降舵具有軸補償鉸鏈和配平片。從垂尾根部向前伸出一條很長的進氣管道以便對設在機身後部的電子設備進行冷卻。起落架可收放前三點式。每個起落架上裝一個機輪。起落架支柱具有油-氣減震器,機輪裝在拖車式叉桿上,前起落架向後、主起落架向前收入機身。在上翹的后機身下裝有一個小的緩衝器。
  
動力裝置主要推進裝置是一台留利卡設計局的AЛ-21渦輪噴氣發動機,推力約為80千牛(8163公斤),裝在機身中心,燃氣通過機翼后的一對可轉向側噴管噴出。無加力燃燒室。兩台科列索夫升力發動機,每台推力35千牛(3571公斤),縱列安裝在緊挨座艙后的機身中。燃氣向下噴射,也可用於調節俯仰運動和配平。燃油箱設在機身內主發動機的前後。機翼下掛架可帶拋放式副油箱,每個副油箱估計裝油600升。
  
座艙一名駕駛員,採用零-零彈射座椅,座艙蓋向右打開,當電子系統發現飛機的高度和沉降率處於緊急狀態時,可自動將駕駛員彈出。採用防彈玻璃風擋。機載設備機頭裝測距雷達。風擋前設敵我識別器(北約稱「魔艙」)天線。其餘電子設備裝在後機身內。起飛降落時可使用全自動控制系統來保證發動機工作狀態、空氣動力操縱面和噴氣操縱噴管的工作、增穩和導引系統工作的同步。
  
武器無內裝式武器。每側機翼固定段下面有兩個掛架。共可掛2000千克外掛物,包括機炮吊艙,內裝23毫米雙管ГШ-23機炮、火箭發射架、重500千克的炸彈、「黑牛」短距空-地導彈、破甲反艦導彈、「蚜蟲」空-空導彈或副油箱。

雅克-38戰鬥機 -戰機類型

雅克-38戰鬥機雅克-38戰鬥機
「鐵匠」A
基本的單座型戰鬥機,主要作戰任務是偵察,攻擊小型艦艇和艦隊防空(對付尾隨的,無武裝的海上偵察機)。「鐵匠」A採用輕合金結構,懸臂式中單翼,相對厚度約5%。因具有垂直起落的能力,裝在機身中部的機翼面積很小,展弦比也很小。從翼根起有固定不變的下反角,機翼前緣後掠角約45°。兩側機翼在1/2長度附近可向上摺疊,以便在艦上停放。內側機翼后緣平直,有一個較大的單縫富勒襟翼,外側機翼后緣略有后掠,幾乎全為帶有後退式鉸鏈和插入式配平片的副翼所佔據。機翼上沒有前緣縫翼和襟翼裝置。在翼尖處有噴氣操縱噴管與開縫。
  
「鐵匠」B
雙座教練型,在正常的座椅前設置了第二個座椅,有一氣泡形艙蓋。為了平衡加長了的機頭,在機翼后加長了橫截面不變部分的機身,逐漸收縮的后機身長度不變。其它方面與A型大致相同,但沒有測距雷達和武器掛架。

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