軍情銳評:雅克-141並非F-35B“鼻祖” 美蘇冷戰曾相互仿製戰機
2019年08月27日05:00

原標題:軍情銳評:雅克-141並非F-35B“鼻祖” 美蘇冷戰曾相互仿製戰機

參考消息8月27日報導 據俄新社8月18日發表俄專家文章稱,美海軍陸戰隊現役最新的F-35B短垂隱身戰機,其所採用的“升力巡航發動機+升力風扇”動力佈局是完全仿製(原文為“複刻”)蘇聯時期的雅克-141短垂戰機,因此稱“雅克-141為F-35B鼻祖”。那麼這一說法是否靠譜?美蘇兩大國在冷戰時期又有哪些仿製武器的秘聞?本文就此為您簡析。

“F-35B借鑒雅克-141”說法靠不住 美早於蘇20年研發相關核心技術

俄媒文章認為,美國在研發F-35B短垂戰機(下)時借鑒了蘇聯雅克-141(上)的大量技術。

據俄新社8月18日發表的安德烈·科茨的題為《做賊心虛:美國剽竊了俄羅斯哪些軍事技術》的文章稱,蘇聯於20世紀80年代研發出了世界上第一種實用型超音速短垂起降戰機——雅克-141(此前英國的“鷂”式戰機只能亞音速飛行),但由於該機試飛階段(原型機於1987年首飛成功)正值蘇聯解體前夕,項目因缺乏研發資金而被迫陷入停滯。俄媒文章稱,“美國科學家和設計師趁機把雅克-141的部分技術文件據為己有”。

但據英國於1997年出版的俄航空專家葉菲姆·戈登所編寫的《雅科夫列夫飛行器曆史》一書中透露,1991年底,當時的雅科夫列夫設計局(以下簡稱“雅克設計局”)決定以技術共享為前提,向幾家外國企業求助,以籌措研發經費。當時的美國洛克希德公司(後於1995年併入洛克希德-馬丁公司)最先做出響應,為雅克-141項目提供資助。雅克設計局隨後與洛克希德公司秘密達成了價值400萬美元(另說385萬美元)的合作協議,由美方出資,幫助雅克設計局製造3架新型原型機。

據該書透露,儘管蘇聯軍方已於1991年8月正式取消雅克-141項目,但在美方秘密資助下,單機生產編號為“48-2”的雅克-141原型機還是在1992年英國範堡羅航展上成功進行了短垂起降飛行表演。洛克希德公司與雅克設計局的秘密合作直到1994年才對外公開。

圖中展示了F-35B的3BSD從平飛轉為懸停模式的連續鏡頭。

俄媒文章還提到“可下折95度、為F-35B提供垂直推力的三軸承旋轉尾噴管幾乎是完全仿製自雅克-141的發動機”。這裏提到的“三軸承旋轉尾噴管”(簡稱3BSD,其作用是將F135渦扇發動機的推力矢量從平飛時的向後變為垂直起降時的向下。優點是能在不改變發動機運行狀態的情況下,平滑下折95度,還能在F-35B懸停及過渡飛行,即懸停與平飛間過渡狀態時進行偏航控製)技術實際可追溯至20世紀60年代中期,當時的北約陣營希望研發一種具備短垂起降能力的新型戰機,以備在前線機場跑道遭蘇軍空襲癱瘓後仍能起飛作戰。

Convair 200 art

據美國洛-馬公司的官方雜誌《Code One》透露,為滿足這一需求,美國普拉特·惠特尼(簡稱普惠)公司研發並測試出了世界上第一台3BSD噴管,並非蘇聯首創,並於1967年在一台JT8D渦噴發動機上對其進行了風洞測試和台架測試,結果證明具有很高的可行性,並計劃用於康維爾公司的Model 200型艦載短垂戰機項目,但後來因該項目落選,普惠的3BSD噴管技術也隨之進入“技術儲備”狀態,直到洛-馬公司於20世紀90年代研發F-35B時才“再度復出”。由此看來,俄媒“F-35B完全仿製雅克-141發動機”這一說法較為偏頗,且缺乏相關資料支撐。

蘇聯曾“硬核”仿製美B-29轟炸機 僅耗時一年就首飛成功

二戰B-29轟炸機專為美軍轟炸日本本土設計,作戰性能也是同時代轟炸機中最強的。圖為B-29編隊轟炸日本藝術圖。

蘇聯於20世紀40年代末仿製美國B-29重型轟炸機的過程就要“硬核”許多了。時間轉回至1944年,當時二戰已進入末期,“軸心國”陣營的敗局已定,當年6月15日,美軍首次在太平洋戰場投入B-29“超級堡壘”重型轟炸機,對位於日本本土九州地區的戰略目標實施遠程轟炸。作為美國對日本土轟炸的“定製武器”,B-29擁有同時代所有轟炸機中最遠的作戰航程(5230公里)以及最大的載彈量(可在內置彈艙內掛裝9噸炸彈或外掛2枚各重10噸的“大滿貫”巨型炸彈)。

時任蘇聯領導人的斯大林對B-29頗感興趣,曾依據租賃法案多次向美國表達希望能獲得B-29,但均被美國政府拒絕。儘管當時還是反法西斯同盟關係,但美國深知蘇聯是未來的戰略對手,在遠程轟炸機領域保持對蘇單向優勢是十分必要的(特別是當時美已在秘密研發核武器)。就在蘇聯因技術基礎薄弱,難以開展重型轟炸機研發之際,轉機突然到來。1944年7月29日,美軍一架編號42-6256的B-29轟炸機在執行對日轟炸任務時受損,隨後緊急在蘇聯遠東的符拉迪沃斯托克迫降後,很快被蘇聯軍方扣留。隨後在短短4個月內,蘇聯以同樣的方式獲得了3架B-29,而且機況都是稍加修復就能升空的良好狀態。蘇聯於1945年1月經由德黑蘭將所有美軍機組人員送回西方後,便開始緊鑼密鼓地啟動了對B-29的仿製工作。

圖在意外獲得了3架美軍B-29後,蘇聯用最快速度完成了圖-4轟炸機的仿製工作。圖為保存在莫斯科航空博物館的圖-4轟炸機。

斯大林命時任烏法航空工廠首席設計師庫茲涅佐夫全權負責B-29的技術分析工作,分析後發現B-29應用的例如輕質鋁合金、增壓式座艙、遙控炮塔、大功率渦輪增壓發動機、“諾頓”轟炸瞄準系統以及雷達等大批機載設備均遠超當時蘇聯的技術水平。1945年6月,蘇聯正式代號“B-4”的四發重型轟炸機(後更名為“圖-4”)計劃啟動,由蘇聯著名飛機設計師——圖波列夫任總工程師,整個仿製計劃在莫斯科郊外的中央機場秘密進行。三架B-29中的一架用於拆解測繪,一架用於參考設計,一架用於測試試飛,可謂“物盡其用”。

為仿製B-29機上多達10.5萬個零部件,蘇聯軍方動員了當時國內最優秀的技術人員,共繪製了多達40萬份設計草圖,還想方設法地利用各種“土法”來解決蘇聯與美國加工零件工藝標準不同的問題。僅一年之後的1947年5月,第一架圖-4原型機首飛成功。隨後在當年8月3日的莫斯科“航空節”上,4架圖-4轟炸機首次以編隊飛行方式公開亮相,隨即成為西方各大媒體的關注焦點。1949年,圖-4正式列裝蘇聯戰略遠程航空兵,並具備實戰能力。(文/黃晉一)

【延伸閱讀】早蘇聯20年!美60年代研F35B核心技術

熟悉F-35系列隱身戰機的童鞋們知道,F-35B是三個型號中唯一一種具備短距垂直起降能力的。該機短垂系統的核心是位於其機尾的“三軸承旋轉噴管”(簡稱3BSD),網上曾流傳這一技術是美國從俄羅斯的雅克-141戰機借鑒而來,實際上美研發這一技術比(蘇)俄早了20年,本圖集就此解讀。

3BSD噴管的作用是將F135渦扇發動機的推力矢量從平飛時的向後變為垂直起降時的向下。這種噴管的優點是能在不改變發動機運行狀態的情況下,平滑下折95度,還能在懸停及過渡飛行(懸停與平飛間過渡)狀態時進行偏航控製。圖中展示了F-35B的3BSD從平飛轉為懸停模式的連續鏡頭。

3BSD噴管技術的起源可追溯到20世紀60年代中期,正值美蘇冷戰高峰,當時北約陣營希望研發一種具備短垂起降(VTOL)能力的新型戰機,以備在前線機場跑道遭蘇軍空襲癱瘓後仍能起飛作戰。圖為洛克希德當時提出的在F-104基礎上改進的CL-704短垂戰機想像圖。

為滿足這一需求,當時美國國內的各大發動機廠商都在研發為新型VTOL戰機配備3BSD噴管。其中由普拉特·惠特尼(簡稱普惠)研發並測試出了世界上第一台3BSD噴管,圖為1967年該公司提出的噴管設計細節圖。3BSD噴管分為三部分,接面都呈一定角度,通過三個密封圓形軸承連接起來。外部電機通過驅動旋轉段上的齒輪來讓尾噴管向下彎曲,在這個過程中前段和後段保持不動,只是中段旋轉180度。最前端的軸承負責偏航控製,可以在垂直起降模式中對噴管進行橫向偏擺。

1967年,普惠把首台3BSD噴管在JT8D渦噴發動機上進行了測試,測試內容包括發動機在噴管彎曲90度狀態時全加力運行。為避免試驗台下方地面過熱,JT8D被倒置,讓噴管向上彎曲。同時公司還進行了向下噴氣測試,用於評估因近地效應增加的壓力對噴管性能的影響。

同時期美海軍也在考慮為“製海艦”(一種只搭載短垂戰機和直升機的低成本小型航母,造價僅為尼米茲級核航母的八分之一)研發一種新型短垂戰機,這種戰機不僅能滿載彈藥垂直起降,而且還能作為常規艦載戰機部署到大型航母上,因此必須配備帶加力燃燒室的發動機。圖為通用動力康維爾分部提出的Model 200短垂戰機方案設想圖,注意獨特的升力發動機佈置方式,可看作是後來雅克-141和F-35B的鼻祖。

在這個於1972年6月提出的方案中,Model 200的機尾上安裝了一台加裝了普惠3BSD噴管的PW401加力渦噴發動機,另外在座艙後側的機身中以串列方式垂直安裝2台升力發動機,產生的升力足以平衡3BSD噴管向下的噴氣推力。紅圈標出的為升力發動機部分。

該方案經過模型風洞測試和台架測試後,證實具有很高的可行性,圖為Model 200進行模型台架測試資料圖。

遺憾的是,康維爾Model 200最終落敗並胎死腹中,美海軍後來選擇了技術成熟度不高的羅克韋爾XFV-12短垂起降試驗機,該機採用了引射式增升技術(用折流屏將發動機噴流導向主翼面以提供升力)實現垂直起降。結果XFV-12證明了僅憑發動機的氣流引射是無法產生足夠升力的,甚至無法自行實現垂直起飛,最終該項目於1981年被取消。但這期間積累的3BSD噴管技術日後被F-35B所沿用。

6年後的1987年,蘇聯第一種兼具具備短垂起降和超音速飛行能力的雅克-141成功首飛。從這張仰拍圖可直觀看出,雅克-141採用了與當年美國康維爾Model 200相同的發動機佈置方式(2台升力發動機在前,一台配備3BSD噴管的主發動機在後),而且也借鑒了惠普的3BSD噴管技術。而此時距離惠普公司測試3BSD噴管,已經過去了20年時間。

圖為雅克-141機身內的升力發動機與主發動機的佈置示意圖。

圖為雅克-141上艦測試動態圖。

1993年,美國防部啟動了代號“聯合先進攻擊技術”(JAST)的計劃,該計劃實際就是日後F-35“聯合攻擊戰鬥機”(JSF)的前身。在JAST項目初期,洛馬公司人員曾隨美政府官員參觀了俄羅斯雅剋夫列夫設計局。巧合的是當時正值蘇聯解體不久,雅克設計局正在尋找資金維持雅克-141項目。洛克希德公司用少量資金就換取到了雅克-141的性能數據和部分設計數據。但實際在這次訪問前,洛克希德就已完成了X-35B的3BSN噴管設計。

圖為F-35B短垂起降動態示意圖。

(2017-10-19 08:45:00)

【延伸閱讀】俄媒稱美竊取多項俄軍事技術:從槍械到戰機無所不包

參考消息網8月20日報導 俄新社8月18日發表安德烈·科茨的文章《做賊心虛:美國剽竊了俄羅斯哪些軍事技術》,原文編譯如下:

美國國家安全顧問約翰·博爾頓在接受美媒採訪時說,莫斯科正在研製的新導彈似乎是基於從美國偷來的技術,但他沒有提供任何證據。然而,美國自己就不止一次地使用過別人的軍事技術,包括蘇聯和俄羅斯的技術。

F-35B之祖

蘇聯為航母製造的垂直起降戰鬥機很大程度上遭遇了與多數蘇聯航母相同的命運。雅克-38由於事故率高、技戰術性能平平而遭到淘汰,先進的雅克-141則毀於缺乏資金。1991年底,雅科夫列夫設計局把飛機提供給外國人。美國洛克希德-馬丁公司作出響應。這讓該型飛機一度重獲新生。但美國科學家和設計師趁機把雅克-141的部分技術文件據為己有。F-35(更準確地說是F-35B)與前者有可疑的相似之處,其也使用混合動力裝置——升力巡航發動機和升力風扇。許多航空專家指出,可轉向95度、為F-35B提供垂直推力的傾轉式發動機尾噴管幾乎複刻了雅克-141的發動機。

複製機槍

2018年10月,美軍特種作戰司令部發起複製俄羅斯槍械的競標。這指的是7.62毫米PKM通用機槍和12.7毫米NSV“懸崖”機槍。

美軍特種作戰司令部向破解和改進俄羅斯技術的人提供資金,但條件之一是製造商必須自己搞到圖紙,並使用美國零件和材料在國內生產。

俄羅斯技術公司建議美國人正式接洽俄國防產品出口公司,討論購買技術事宜,否則就是非法複製俄研究成果,簡而言之——剽竊。

專家指出,美國人打算向中東和非洲盟國提供用俄圖紙製造的機槍。此外,這種武器也適用於經常脫離主力部隊行動的特種部隊。在這種條件下,補給彈藥幾乎是不可能的。但如果帶上兼容敵方彈藥的武器,那就是另一回事了。

彈射座椅

“星星”科研生產聯合體研製的K-36DM彈射座椅被認為是全世界最好、最可靠的彈射座椅之一。它能讓人瞬間脫離高度25000米以下、飛行速度從零速度到超音速的事故飛機。俄羅斯的多種軍機都安裝了這種彈射座椅。

1989年6月8日,在巴黎航展上,蘇聯著名試飛員阿納托利·克瓦丘拉駕駛的米格-29戰鬥機向側面傾斜並開始下墜。在K-36DM彈射座椅的幫助下,他在距離地面80米的空中從垂直下墜的飛機里彈射並順俐落地,只受到輕微挫傷。

這次事件引起五角大樓對這種彈射座椅的濃厚興趣。1993年,美國空軍阿姆斯特朗實驗室公佈了長達424頁的K-36DM彈射座椅報告。文件中直言,蘇聯的研究成果比美國高出一籌。

90年代中期,美國代表團來到“星星”科研生產聯合體。大洋彼岸的專家們參觀了彈射座椅的測試,評估了改造K-36DM以適應美國飛機的前景。儘管他們最終以美國法律限製為由拒絕購買,但美國ACES-2彈射座椅的後續改型卻採用了K-36DM的許多專有技術。

觀察家普遍認為,美國在研發F-35B(上)的垂直起降系統時借鑒了雅克-141戰鬥機(下)的大量技術。(資料圖片)

(2019-08-20 10:14:56)

【延伸閱讀】日寇拒不投降?美國2顆原子彈伺候!

提起“小男孩”和“胖子”,大家很快就會聯想到為二戰劃上“終止符”的那2枚原子彈和“曼哈頓工程”。實際上,美國能順利完成“曼哈頓工程”的背後,還少不了英國的支持,本圖集將為您詳解有關二戰核轟炸的故事。

一切還要從愛因斯坦說起。1939年8月,美英法等國科學家和一些從納粹德國逃出來的著名科學家在美國召開了一次會議,會上提出了在愛因斯坦原子物理基礎上,用鈾裂變的方式製造原子彈的構想。1939年,愛因斯坦上書美國總統羅斯福,建議美國搶在德國之前研發原子彈。圖為1940年10月1日,愛因斯坦(圖左)取得美國公民證明。

除愛因斯坦外,英國是最早展開核武器研發的國家之一,1939年3月,英國科學家已開始研究鈾原子裂變。英國政府於1940年6月成立了由物理學家喬治-湯姆森爵士領導的“莫德”委員會( MAUD,“鈾引爆軍事應用“縮寫),負責核研發。同年8月,丘吉爾首相正式啟動了代號“管合金”的英國原子彈工程。

意識到核武器的重要性後,羅斯福於1941年6月簽署8807號總統令,成立”科學研究和開發辦公室“(OSRD),其下轄的S1鈾委員會後來製訂了著名的曼哈頓工程。同年10月9日,羅斯福批準核研發項目。1942年6月17日,羅斯福批準了9000萬美元的初始研發資金,同年8月13日,曼哈頓工程正式啟動,後在超過30個城市和地區展開。圖為參與工程的美國及加拿大境內的關鍵設施分佈圖,左小圖為曼哈頓工程非官方標誌,右小圖為官方標誌。

1940年秋,丘吉爾先在英美兩國核研發領域建立聯繫,他派英國科學代表團前往美國,交流科學情報。結果發現美國正在開展和英國一樣的核研究,但進度要遠遠落後。經過多輪協商後,1943年8月19日,丘吉爾與美國總統羅斯福在加拿大簽定了《魁北克協定》,正式確定兩國開展核技術研究。圖為1943年8月,丘吉爾(最右)與羅斯福(居中)在魁北克合影。

1944年9月,丘吉爾與羅斯福在倫敦海德公園會談後,又簽署了《海德公園備忘錄》,確定兩國開展更全面的核技術合作,進一步加速了曼哈頓工程的研發進程。 圖為1944年,美國總統羅斯福與英國首相丘吉爾在海德公園會晤。

在投入了近15萬人和約248億美元(2015年面值)後,美國終於在1945年7月16日,在新墨西哥州成功試爆了第一枚原子彈,代號”三位一體“(Trinity),這個名稱是”原子彈之父“奧本海默提出的。 圖為1945年7月16日,在新墨西哥州試爆前的“三位一體”核裝置,圖中的核裝置還處於部分組裝完成狀態。

圖為1945年7月16日,美國新墨西哥州,人類曆史上第一個核裝置“三位一體”試爆0.016秒後,產生的巨大火球,當量與現代核武器相比十分有限,僅相當於2萬噸TNT(三硝基甲苯烈性炸藥)。小圖為”原子彈之父“—羅伯特 奧本海默。

圖為1945年7月16日核爆26小時後,美軍機拍攝的試驗場航拍圖,除了位於圖中央的“三位一體”彈坑外,位於右下的小彈坑是之前5月7日進行的100噸TNT小當量核爆試驗留下的。小圖為試驗場位置示意圖,

圖為今日拍攝的在當年“三位一體”試爆點留下的曆史紀念方尖碑。

由於”三位一體“試爆時,納粹德國已投降,為了避免盟軍直接登陸日本本土可能產生的巨大傷亡,時任美國總統的杜魯門決定對日本使用原子彈。圖為美軍B-29轟炸機進行兩次核轟炸的航線示意圖。

鑒於當時原子彈的重量和轟炸航程,只有B-29“超級堡壘”轟炸機的性能能夠勝任這一任務。圖為B-29性能示意圖。

圖為採用槍式起爆方式的第一枚投入實戰的原子彈,綽號”小男孩“,彈長3米,彈徑0.7米,重4.4噸,內裝有64公斤鈾-235,當量僅為1.5萬噸TNT,小圖為槍式起爆原理(由於起爆時,鈾的分佈面積大,很多鈾原子還沒反應就被中心的高溫高熱彈開了,實際效率很低)示意圖。

圖為1945年8月6日,“艾諾拉-蓋伊”號(以蒂貝茨母親的名字命名,單機編號82)B-29搭載”小男孩“原子彈從提尼安島起飛,飛向廣島。小圖為保羅-蒂貝茨機組在艾諾拉蓋伊號前留影。

圖為1945年8月6日,美軍B-29轟炸機投彈前的瞄準器拍攝的畫面,可以看到密集的建築物,“艾諾拉-蓋伊”號在廣島上空9000米投下了”小男孩“。

日本當地時間8月6日早上8點15分,“小男孩”在廣島上空550米起爆,只有約1公斤鈾-235進行了核裂變,6.6萬人直接死於此次核爆,另有6.9萬人受傷。 圖為1945年8月6日,由“艾諾拉 蓋伊”號機組拍攝的在廣島上空升起的核蘑菇雲。

圖為1945年8月6日,廣島原爆後,美軍偵察機拍攝的廣島市航拍圖,圓心為原爆點,可見大部分建築物已被夷為平地。

圖為廣島原爆後的航拍圖,圖中的穹頂建築是廣島市的標誌建築,廣島產業獎勵館。

圖為1945年8月6日,廣島原爆後,美國報紙對這一事件的報導。

圖為1945年9月1日,廣島航拍圖。

圖為1946年1月的廣島航拍圖,近處仍能看到大片被燒燬的植被。

圖為第二枚原子彈,綽號”胖子“,彈長3.3米,彈徑1.5米,重4.6噸,內裝有6.2千克鈈,後被投放到長崎,是一枚採用內爆式起爆原理的鈈彈,當量為2.1萬噸TNT。

由於鈈的自發中子比鈾多很多,用槍式起爆方式容易產生過早點燃現象。內爆式起爆原理是將處於低臨界的球形鈈,放置在空心的球狀炸藥內。周圍接上32枚同時起爆的雷管。雷管接通起爆後,產生強大的內推壓力,擠壓球形鈈。當鈈的密度增加至超臨界狀況,引發核裂變。內爆式原子彈爆炸效率高,可以用鈈可作為裝料。圖為內爆式原子彈起爆原理。

圖為B-29裝載”胖子“原子彈資料圖。

1945年8月9日,”博克之車“號(單機編號77)由查爾斯·斯文尼(Charles Sweeney)駕駛,從提尼安島起飛後,原計劃轟炸小倉,後因目標上空能見度較差,改為長崎。圖為藝術家繪製的B-29投擲“胖子”瞬間,小圖為“博克之車”號機組在座機前合影。

日本當地時間8月9日上午11點02分,”博克之車“號在長崎上空9100米投下”胖子“,後者在離地500米起爆,約3.5萬人直接死於此次原爆,另有6萬人受傷。圖為1945年8月9日,長崎上空升起的蘑菇雲。

”胖子“的實際威力要強於”小男孩“,但由於長崎地勢多山,造成的損害比地形平坦的廣島要低。圖為1945年8月9日,美軍轟炸機在長崎原爆前後拍攝的對比圖,上圖為轟炸前,下圖為之後。

圖中的箭頭標誌所指的地方,是原子彈在長崎的原爆點。

圖為1945年9月13日拍攝的長崎市浦上天主教堂的斷壁殘垣。

圖為1945年10月拍攝的長崎瓦礫廢墟中的鳥居遺址。

參加過這兩次核轟炸的B-29均被保存下來,圖為現保存在美國國家航空航天博物館的艾諾拉-蓋伊號。

圖為目前保存在俄亥俄州代頓的美國空軍博物館中的”博克之車“號機頭塗鴉特寫,小圖為”胖子“核彈複製品模型。

值得一提的是,納粹德國的核武器項目實際起步也很早,於1939年二戰前就開始了相關研究,戰爭爆發後,由於資金緊張,研發進度受到一定影響,但導致項目終止的根本原因是其位於挪威維莫克的重水工廠被英軍炸燬。圖為維莫克重水工廠,攝於1935年。

英軍在獲悉德軍的核計劃之後,曾兩次派遣特種部隊突襲重水工廠,第一次以失敗告終,第二次突襲發生在1943年2月16日,11名特戰隊員成功潛入工廠內部,成功炸燬工廠。這一事蹟後來還於1965年拍成了電影,圖為電影《鐵勒馬十一壯士》海報。

最後需要補充的是1943年,蘇聯內務部情報人員得到了英國”莫德委員會“的報告,隨即也開始了發展、製造原子彈的項目,由核物理學家庫爾恰托夫圖負責,後於1949年8月29日,試爆了第一枚原子彈,代號“鐵克瓦”(意為南瓜),使其成為了世界上第二個擁有原子彈的國家,令西方大為震驚。

(2015-08-06 07:57:00)

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