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主题:【原创】用高速吹气罐助飞机短距起飞 -- 思想的行者

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家园 【原创】用高速吹气罐助飞机短距起飞

与庄汀讨论舰载机起降平台的时候考虑了短距起降飞机,集装箱船改装简易航母等问题

在二战当中,昧国方面就已经使用了大量的用商船改装的护航航空母舰,但是那是螺旋桨战机时代,螺旋桨战机起飞相对容易些

膺国在马岛战争中也用集装箱船进行改装起飞鹞式飞机

鹞式飞机具有短距起降的能力。

F35的舰载型有一个严重问题,就是向下的喷流的高温会对钢板造成严重损害----这个貌似无解,战机越是要现代化,发动机功率要越高,这个尾喷气流的温度也就越高,即使中国进行类似研究,可能也解不开这个结。

战机如果没有短距起飞能力的话,在集装箱船上起飞就很难做到了。

所以我考虑这样一种途径:直升机螺旋桨+喷气式的飞机

也就是说利用螺旋桨起飞并达到一定的前进速度---如果达不到战机在跑道上的速度的话就需要更高的高度---以提供机翼上面的足够的升力 ,机翼升力与前进速度平方成正比---同时喷气式发动机开始工作,而螺旋桨旋翼则收缩起来---与机体贴合。

这样的方法可以说是一种很笨的方法,因为增加旋翼这一套系统增加了很多重量,增加了部分阻力,以及增大了些雷达反射面,增加了系统复杂性,应该还需要一个电动机组---即螺旋桨依靠电动机进行驱动,问题在于增加的这些付出能够带来多大的好处。

但是考虑到旋翼带动的气流对固定翼上的气流在左右翼的不同影响---左右翼的气流的方向不同,基本上会造成飞机的翻转,这个方案被我否定。

现在看来,替代方案还有一个,那就是水上飞机

如果有较多的水上飞机的话,那么用快鹰导弹远程攻击夺取制海权,用水上飞机实施对岛屿的火力压制,这是比用高风险的航母舰队更高效,更稳妥的办法。

当然水上飞机太笨了,也不是一个特别好的选择

可以考虑气罐助推的情况

考虑几个安装在机翼上面的能够自动脱落的压缩空气罐,在飞机起飞的时候气罐发出高速气流,即给机翼提供升力,再加上火箭助推系统,飞机就可以实现超短距起飞

一些简单的计算:

火箭助推与这个方案存在本质的不同---火箭助推的力加在整个的飞机上,给整个的飞机提供一个加速度,增大飞机的速度,从而增大机翼上来流的速度,由于飞机重量本身很大,所以对机翼上的来流的速度增加影响不大

而气罐则是直接将高速气体在 上翼面吹,直接降低上翼面的空气压力,这种方法提供的额外升力有多大,还是需要计算的或者经过实验的。

简单计算一下:空气密度1.293千克每立方米,翼展10米,气流在机翼上的厚度为5厘米,如果气流速度为100米每秒,那么在10秒钟内吹出的气体约为600千克,气罐重量1000千克的话,整个系统增加1600千克。

如果能够将气流吹出的厚度继续压缩到2厘米,那么吹出的气体也就300来千克,系统重量不足一吨。

简单的看,整个100米每秒的来流速度也就是相当于飞机以100米每秒即360公里的速度滑跑,起飞是没有任何问题的,飞机滑跑速度大致60公里(?)速度就可以起飞了---水上飞机的滑跑速度要达到100公里,但是水上飞机要重很多。

从与fakeone的讨论结果来看,现在的问题在于钢罐太重了,所以问题在于需要有密度更轻,强度更大的材料,强度密度比钢材大十几倍的材料如果有---例如某些工程塑料例如某些聚酰胺树脂已经可以用于200MPA的高压管道,笔者不清楚该树脂的强度密度比值与钢材的强度密度比如何,但是还是可以寄希望于新材料的发展。

家园 这东西已经有了,你没看过变形金刚么?

家园 你这第四个优点正好是难点

直升机的旋翼多大啊,要折叠还要收藏,涡轴和涡扇还要转换,或者说装两套发动机,扭矩的平衡还要有尾桨或者尾部小喷口,技术简单么?

家园 或者按你的说法使用电动机驱动螺旋桨

那么这台电动机的功率至少要几千kw吧?这个会很小么?

驱动这台电机需要电机发电吧?哪个飞机现在辅助电机有这么大功率的?你要装一台和涡扇发动机相连的发电机吧?这东西很小么?而且最重要的是你要解决一台涡扇在发电和推力的转换。

你这设想还不如夏延人呢,那个好歹已经做过试验了,不过想要和喷气机较量还是差远了。

家园 这是想起来最简单,实现起来最难的路

造飞机之所以难,主要是因为动力与重量的矛盾。动力要足够大,但重量又不能大。

现行的体系基本就是一条道走到黑,用尽全力使飞机动力够大,但重量又够小。以现有技术水平,实现这个目的已经几乎拼了老命了。

但现有技术应该没有高到能承担两套动力系统的余力。假如硬安两套动力,起降方式倒是照顾满意了,但最基本的能飞起来恐怕也没戏了。因为太重啊

家园 照他这么想,就没有做不成的事

先不要管制造,就是理论推理这位大师他都没咋想过

螺旋桨什么关,什么时候收。

喷气发动机什么时候开?如何开

两套动力系统如何控制,能够让空中的那块砖头保持平衡?

要实现这两套动力系统的控制切换,那真是让我仰视的存在

其实按照教主的想法,就是砖头也是想这么飞就这么飞。他只负责下想,又不负责实现。

家园 呵呵,要不咱在船上多装几个吊车?
家园 算了吧,还不如搞分体式飞机

用起重直升机,比如象CH-54那种,将战机运到空中,获得一定的速度,然后象发射导弹一样把战机发射出去。不过这样发射效率有点低

要更快,就直接上火箭助推发射算了,给飞机+助推器体一个合理的角度,然后点火发射……回收么,用降落伞……哈哈,怎么感觉像是无人机一样了涅?

家园 你怎么知道我没有想过?

你的回复中有一些有益的内容,但是同时又有人身攻击,我只好把你的帖子删除,把非人身攻击部分给复制下来

螺旋桨什么关,什么时候收。

喷气发动机什么时候开?如何开

两套动力系统如何控制,能够让空中的那块砖头保持平衡?

要实现这两套动力系统的控制切换

答案就是如果螺旋桨带动飞机的速度达到了起跑速度---意味着这个速度飞机本身的机翼可以提供相当于飞机重量的升力,这个时候螺旋桨就可以关机了,只要保证一台动力系统开着就行了

家园 用什么直升机,直接用火箭弹射

哗一下就上去了,也加速了,而且出动速度还快。

家园 直升机旋翼带动的气流对机翼上升力的影响看来此方案确实不行

当直升机旋翼在转动的时候,同时带动了飞机上面的气流,这个流速还是很大的,可以提供给机翼不小的升力

当然有一个问题是会造成左右机翼这个气流在飞机的左边是向前的,在飞机的右边的气流的速度是向后的,这个如果飞机朝前开的话,那么左右机翼上的升力有很大的不同,飞机将会翻转

家园 用高压气罐给飞机机翼吹气应该是不错的选择是吧

这样气罐安装在机翼下方---这个气罐当然是流线型的,但是气管在机翼上面,飞机起飞的时候,10来个气罐同时朝机翼上面吹气,就好像风洞那里一样的给飞机吹气---再加上火箭助推,矢量喷管飞机就可以超短距起飞了

战舰跑道就可以大大的缩短,可以造小型航母,具有隐身能力的超小型航母了

家园 错的离谱

从发动机压气机引气往机翼上表面吹早就有了

(F104,F4),发动机进气量是每秒种100公斤

的量级,吹气也得有10公斤/秒的量记了,对比这

个高压气罐算个什么啊,而且重死了。

火箭助推也用过,但是火箭喷气比发动机喷气温度

只高不低,烧蚀效果只会更严重

家园 也就是吹不到10秒钟的时间

战机在航母跑道上滑行,航母跑道算200米,最多10秒钟左右

而这个吹气系统期望的就是缩短滑跑时间,如果缩短一半,5秒钟的时候,每秒10公斤,那也只有50公斤是吧,这个重量很重吗?

而且这是直接贴着机翼表面吹的,比起F4,F104可以更贴近机翼表面,升力可以更大。

气罐用了几秒钟以后就抛掉,如果像F4,F104那样需要一个引流系统,那个系统是死重,是扔不掉的。

家园 教主,这个还不如用助推火箭,

气罐得保持多大的压力啊,忒不安全了!

至于旋翼起飞/喷气推进,更是死重无数,还不如直接把V-22的的螺旋桨省了,换成涡扇发动机。

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