自由的猪猪向上飞——YAK36“自由画”

YAK-36，长得不怎么样，大大的鼻子，象个小猪猪。有人说，YAK-36的出现就是为了证明猪也能飞，哈哈，也许是玩笑，但它真的丑了些。

下面的文字，来源于空军之翼，截选自《雅克福列夫的梦想》一文。感谢。



　　1960 年 9 月初，作为苏联代表团团长的雅克福列夫参加了英国范堡罗航展，并对粗短丑陋的肖特 SC.1 发生了浓厚的兴趣。刚一回到莫斯科，雅克福列夫就向国防部长迪米特里?乌斯季诺夫提出了制造垂直起降飞机的构想，随后在与军方专家讨论以后，雅克福列夫正式决定设计垂直起降飞机。
　　雅克福列夫本人对垂直起降飞机投入了极大的热情，这种充满挑战性的新技术深深吸引住了他，另一方面，在二次世界大战期间雅克福列夫主要设计前线歼击机，并开发了著名的雅克-9 型战斗机，这种采用粗陋发动机的飞机却以其惊人的低空盘旋性能而大量装备于苏联前线航空兵。但是该飞机的机场完全暴露在德国法西斯的轰炸下，性能优秀的战斗机常常因跑道被毁而不能升空，这使得大量的雅克战斗机在地面被击毁。虽然后来战争终于结束了，但是冷战中的苏联却处于战争的边缘，所以雅克福列夫认为国家需要一种不依赖跑道的前线歼击机。
一开始雅克福列夫的技术人员计划以雅克-30 喷气式训练机为基础，增加两台垂直安装的 RU-19 发动机。改装后的飞机称为雅克-30V。不过这个方案只能验证垂直起降飞机的可行性，不过很显然这是不用再验证的了。
　　后来雅克福列夫本人亲自绘制了几个设计方案，并作出决定，要以设计比雅克-30V 水平更高的的机体为目标。在反复进行论证之后，最终定下来的是斯坦尼斯拉夫?毛鲁道宾及其助手欧来斯托?西登洛夫设计的方案，该方案所需要的发动机拥有 4 个推力矢量喷口。为此雅克福列夫设计局需要设计一台全新的发动机，但是这个新型发动机的开发资金却很快被政府冻结了，因为当时政府对垂直起降飞机的实用性提出怀疑，航空技术委员会会长彼德罗?迪曼季夫甚至说：“垂直起降飞机只不过是马戏团的杂耍而已”。因此雅克设计局就不得不使用现有的发动机进行改装。
    不久，斯坦尼斯拉夫?毛鲁道宾设计组确定了雅克-36（别名产品 V）推进系统——两台无加力燃烧室的 R-27-300 型涡轮喷气发动机，每台推力 5,000 磅（该型发动机由谢尔盖耶夫?图曼斯基设计组开发，计划装备米格-23）。在当时来说雅克-36 体积非常庞大，满挂条件下的总重量为 9,400 磅，起飞推重比为 1.06。
　　由于垂直起降飞机的危险性要高于常规飞机，因此飞行员的保护问题就需要得到特别的重视。雅克福列夫设计局对于乘员的保护问题的研究主要在两个方向开展。其中一个技术组负责开发具有零－零弹射能力的 KYA-1 特殊弹射坐椅，另一组则致力于研究名为 SK-E（极限弹射坐椅）的自动弹射系统。
    1962 年，雅克-36 原型机制造完成，由经验丰富的尤里?加鲁那耶夫担任首席试飞员。雅克-36 的试飞异常危险，因为通常飞行员从风洞试验的结果就基本能预测飞机的飞行品质。但雅克-36 却不是这样，作为垂直起降飞机，它不过是依靠发动机推力的支撑的金属块而已，如果推力丧失马上就会象石头一样砸落下来。因此必须让试飞员提前体验飞行品质。因此雅克福列夫设计局在托尔勃列特试验台的基础上试制了雅克-36 的飞行模拟器，该模拟器使用 MN-2 模拟式计算机。并让试飞员尤里?加鲁那耶夫和巴莱第?姆夫在这个模拟装置上进行了训练。
　一开始的时候雅克-36 只进行系留悬停试验，并重新调整了自动控制系统。随后便开始了无系留飞行，但飞机很难进行较好的可控飞行。这个问题直到第二年才得到解决。1963 年 1 月 19 日，雅克-36 悬停试飞成功。
　　雅克-36 虽然首飞成功，但是仍然暴露出了很多问题。首先就是在垂直起降时机体下方的气流控制。飞机在悬停的时候，高温的气体从发动机喷口喷出，到达地面后便向外扩散。这样就在机体下方形成了一个显著的低压区。这个低压区会把飞机牢牢“吸住”，即所谓的 suck down 效应，实际上这也是雅克-36 首次试飞时没能起飞的原因。而且更糟的是这个低压区极不稳定，在机体运动或有空气流动的情况下都会造成压力突变，最终造成飞机失控。要解决这个问题，首先需要对喷出的气体流向进行计算。并实行有效的控制和修正，尽量使气流在到达地面时不向外扩散而是向机腹聚拢，以再次会合上升来弥补因此所产生的低压区，这就是“喷泉效应”。不过进行这部分工作需要很长的时间。
　　还有一个问题就是从地面返回的高温气流有可能再次被进气道吸入，造成发动机推力损失，经过实验表明，这一问题在高度 1.5 米时至少造成发动机推力减少了 800 磅。为了解决高温气流再次被吸入的问题，雅克福列夫的设计者们在机首的空气进气口下面增设了一个很大的可折叠板，该折叠板在飞机起飞的时候打开以防止排出的空气被发动机再次吸入。
　同样是由于喷流的影响，平尾区的流场非常复杂，平尾所在的位置有强烈的气流下洗，而气流到了平尾上方又变成了侧上洗。所以雅克-36 将平尾改成了下反式，利用有利的侧上洗增加平尾效率，同时为了避免喷流对尾翼的干扰，以及在较低速度下平尾仍能提供操纵力矩，雅克-36 还改动了平尾位置。
　　雅克-36 和美国 X-14 遇上共同的问题是：为了确保垂直升力的作用点在机体重心附近，发动机必须尽量往前安装，这样就需要一个长长的后机身来平衡发动机的重量，后机身有一个显著的“阶梯”形，大大增加气动阻力，全机布置也极不平衡。
　　为了提高反作用姿态控制喷口的效率，设计者们还把喷口改在了两翼的翼尖，机体后端以及机首长杆的尖端四个离重心较远的位置。西方情报机关一开始对机头长杆的作用十分困惑，有人甚至开玩笑地说，这该不是苏联恢复了海军在风帆时代的冲撞战术，要用这杆“长枪”把敌机捅下来吧？
    虽然进行了上述的几点改进，但是雅克-36 的飞行仍然不是一件容易的事情。1963 年 1 月 19 日的最初飞行仅在离地面 1~2 米的高度向前飞行了 40 米，整个飞行过程不过几十秒。后来试飞员尤里?加鲁那耶夫也在不断摸索和适应，飞行时间不断加长。终于在 1963 年 9 月 16 日成功地完成了从垂直起飞到水平巡航的首次转换飞行。
　　不过在 1974 年 7 月 16 日，尤里?加鲁那耶夫试飞卡-22 大型运输直升机的时候，由于飞机坠毁而受到重伤，所以雅克-36 的下一步试飞只能由巴莱第姆夫来接替了。
　　幸运的是雅克-36 一直没发生什么重大的事故，最严重的一次也不过是在 1966 年时由于液压系统出现故障而造成辅助起落架损坏。
　　1966 年秋，布莱第姆夫驾驶着雅克-36 在政府要员面前进行了表演飞行，1967 年 7 月 9 日，布莱第姆夫再次在莫斯科附近的特莫代托堡机场的航空展览会上进行了公开飞行。飞机在垂直起飞后，于 40 米高度处悬停，并转换到水平前进飞行，然后围绕机场盘旋，在空中停止进行了机体 180 度回转，垂直着陆。展示结束后，北约为这架神奇的，灵活自如的新飞机取名为“自由画”。
　　那次展览会上只有两架机首号码分别为 37 和 38 的雅克-36 出场。而另外的机首编号为 36 的 3 号机在中央航空力学研究所内用于静力试验而摧毁了，1 号机则在莫斯科莫尼诺航空博物馆展出（它现在的机头编号为 36）。
　　雅克夫列夫不愿意落在世界的后面，不过其实更令雅克夫列夫难受的是它的老对头米高扬，在二次世界大战间米格设计局就承揽了设计高档战斗机的任务，采用了雅克福列夫想用而不能用的大马力优质发动机，但是他自信自己的设计比米格好。然而战后，米高扬在米格-21/23 基础上发展起来的米格-21PD 和  23-01（MiG-23PD）垂直起降战斗机先后试飞成功。所以虽然雅克-36 是作为验证机而制造的，但雅克设计局也希望能够把它当作战斗机来使用。但遗憾的是所装备的 R-27-300 发动机推力不足，燃料装载量小，而且其中大部分都在垂直起降时消耗掉了。因此雅克-36 的航程只有可怜的 300 海里，载重不过 600 磅，根本不能当作战斗机来使用。尽管苏联曾在航展上为雅克-36 象征性地安装过武器，但想使之实用化却根本不可能。
　　雅克-36 的实验结果虽未得到军方的认可，但雅克福列夫设计局对垂直起降战斗机的开发已经积累了大量的经验。YAK-36，长得不怎么样，大大的鼻子，象个小猪猪。有人说，YAK-36的出现就是为了证明猪也能飞，哈哈，也许是玩笑，但它真的丑了些。

下面的文字，来源于空军之翼，截选自《雅克福列夫的梦想》一文。感谢。



　　1960 年 9 月初，作为苏联代表团团长的雅克福列夫参加了英国范堡罗航展，并对粗短丑陋的肖特 SC.1 发生了浓厚的兴趣。刚一回到莫斯科，雅克福列夫就向国防部长迪米特里?乌斯季诺夫提出了制造垂直起降飞机的构想，随后在与军方专家讨论以后，雅克福列夫正式决定设计垂直起降飞机。
　　雅克福列夫本人对垂直起降飞机投入了极大的热情，这种充满挑战性的新技术深深吸引住了他，另一方面，在二次世界大战期间雅克福列夫主要设计前线歼击机，并开发了著名的雅克-9 型战斗机，这种采用粗陋发动机的飞机却以其惊人的低空盘旋性能而大量装备于苏联前线航空兵。但是该飞机的机场完全暴露在德国法西斯的轰炸下，性能优秀的战斗机常常因跑道被毁而不能升空，这使得大量的雅克战斗机在地面被击毁。虽然后来战争终于结束了，但是冷战中的苏联却处于战争的边缘，所以雅克福列夫认为国家需要一种不依赖跑道的前线歼击机。
一开始雅克福列夫的技术人员计划以雅克-30 喷气式训练机为基础，增加两台垂直安装的 RU-19 发动机。改装后的飞机称为雅克-30V。不过这个方案只能验证垂直起降飞机的可行性，不过很显然这是不用再验证的了。
　　后来雅克福列夫本人亲自绘制了几个设计方案，并作出决定，要以设计比雅克-30V 水平更高的的机体为目标。在反复进行论证之后，最终定下来的是斯坦尼斯拉夫?毛鲁道宾及其助手欧来斯托?西登洛夫设计的方案，该方案所需要的发动机拥有 4 个推力矢量喷口。为此雅克福列夫设计局需要设计一台全新的发动机，但是这个新型发动机的开发资金却很快被政府冻结了，因为当时政府对垂直起降飞机的实用性提出怀疑，航空技术委员会会长彼德罗?迪曼季夫甚至说：“垂直起降飞机只不过是马戏团的杂耍而已”。因此雅克设计局就不得不使用现有的发动机进行改装。
    不久，斯坦尼斯拉夫?毛鲁道宾设计组确定了雅克-36（别名产品 V）推进系统——两台无加力燃烧室的 R-27-300 型涡轮喷气发动机，每台推力 5,000 磅（该型发动机由谢尔盖耶夫?图曼斯基设计组开发，计划装备米格-23）。在当时来说雅克-36 体积非常庞大，满挂条件下的总重量为 9,400 磅，起飞推重比为 1.06。
　　由于垂直起降飞机的危险性要高于常规飞机，因此飞行员的保护问题就需要得到特别的重视。雅克福列夫设计局对于乘员的保护问题的研究主要在两个方向开展。其中一个技术组负责开发具有零－零弹射能力的 KYA-1 特殊弹射坐椅，另一组则致力于研究名为 SK-E（极限弹射坐椅）的自动弹射系统。
    1962 年，雅克-36 原型机制造完成，由经验丰富的尤里?加鲁那耶夫担任首席试飞员。雅克-36 的试飞异常危险，因为通常飞行员从风洞试验的结果就基本能预测飞机的飞行品质。但雅克-36 却不是这样，作为垂直起降飞机，它不过是依靠发动机推力的支撑的金属块而已，如果推力丧失马上就会象石头一样砸落下来。因此必须让试飞员提前体验飞行品质。因此雅克福列夫设计局在托尔勃列特试验台的基础上试制了雅克-36 的飞行模拟器，该模拟器使用 MN-2 模拟式计算机。并让试飞员尤里?加鲁那耶夫和巴莱第?姆夫在这个模拟装置上进行了训练。
　一开始的时候雅克-36 只进行系留悬停试验，并重新调整了自动控制系统。随后便开始了无系留飞行，但飞机很难进行较好的可控飞行。这个问题直到第二年才得到解决。1963 年 1 月 19 日，雅克-36 悬停试飞成功。
　　雅克-36 虽然首飞成功，但是仍然暴露出了很多问题。首先就是在垂直起降时机体下方的气流控制。飞机在悬停的时候，高温的气体从发动机喷口喷出，到达地面后便向外扩散。这样就在机体下方形成了一个显著的低压区。这个低压区会把飞机牢牢“吸住”，即所谓的 suck down 效应，实际上这也是雅克-36 首次试飞时没能起飞的原因。而且更糟的是这个低压区极不稳定，在机体运动或有空气流动的情况下都会造成压力突变，最终造成飞机失控。要解决这个问题，首先需要对喷出的气体流向进行计算。并实行有效的控制和修正，尽量使气流在到达地面时不向外扩散而是向机腹聚拢，以再次会合上升来弥补因此所产生的低压区，这就是“喷泉效应”。不过进行这部分工作需要很长的时间。
　　还有一个问题就是从地面返回的高温气流有可能再次被进气道吸入，造成发动机推力损失，经过实验表明，这一问题在高度 1.5 米时至少造成发动机推力减少了 800 磅。为了解决高温气流再次被吸入的问题，雅克福列夫的设计者们在机首的空气进气口下面增设了一个很大的可折叠板，该折叠板在飞机起飞的时候打开以防止排出的空气被发动机再次吸入。
　同样是由于喷流的影响，平尾区的流场非常复杂，平尾所在的位置有强烈的气流下洗，而气流到了平尾上方又变成了侧上洗。所以雅克-36 将平尾改成了下反式，利用有利的侧上洗增加平尾效率，同时为了避免喷流对尾翼的干扰，以及在较低速度下平尾仍能提供操纵力矩，雅克-36 还改动了平尾位置。
　　雅克-36 和美国 X-14 遇上共同的问题是：为了确保垂直升力的作用点在机体重心附近，发动机必须尽量往前安装，这样就需要一个长长的后机身来平衡发动机的重量，后机身有一个显著的“阶梯”形，大大增加气动阻力，全机布置也极不平衡。
　　为了提高反作用姿态控制喷口的效率，设计者们还把喷口改在了两翼的翼尖，机体后端以及机首长杆的尖端四个离重心较远的位置。西方情报机关一开始对机头长杆的作用十分困惑，有人甚至开玩笑地说，这该不是苏联恢复了海军在风帆时代的冲撞战术，要用这杆“长枪”把敌机捅下来吧？
    虽然进行了上述的几点改进，但是雅克-36 的飞行仍然不是一件容易的事情。1963 年 1 月 19 日的最初飞行仅在离地面 1~2 米的高度向前飞行了 40 米，整个飞行过程不过几十秒。后来试飞员尤里?加鲁那耶夫也在不断摸索和适应，飞行时间不断加长。终于在 1963 年 9 月 16 日成功地完成了从垂直起飞到水平巡航的首次转换飞行。
　　不过在 1974 年 7 月 16 日，尤里?加鲁那耶夫试飞卡-22 大型运输直升机的时候，由于飞机坠毁而受到重伤，所以雅克-36 的下一步试飞只能由巴莱第姆夫来接替了。
　　幸运的是雅克-36 一直没发生什么重大的事故，最严重的一次也不过是在 1966 年时由于液压系统出现故障而造成辅助起落架损坏。
　　1966 年秋，布莱第姆夫驾驶着雅克-36 在政府要员面前进行了表演飞行，1967 年 7 月 9 日，布莱第姆夫再次在莫斯科附近的特莫代托堡机场的航空展览会上进行了公开飞行。飞机在垂直起飞后，于 40 米高度处悬停，并转换到水平前进飞行，然后围绕机场盘旋，在空中停止进行了机体 180 度回转，垂直着陆。展示结束后，北约为这架神奇的，灵活自如的新飞机取名为“自由画”。
　　那次展览会上只有两架机首号码分别为 37 和 38 的雅克-36 出场。而另外的机首编号为 36 的 3 号机在中央航空力学研究所内用于静力试验而摧毁了，1 号机则在莫斯科莫尼诺航空博物馆展出（它现在的机头编号为 36）。
　　雅克夫列夫不愿意落在世界的后面，不过其实更令雅克夫列夫难受的是它的老对头米高扬，在二次世界大战间米格设计局就承揽了设计高档战斗机的任务，采用了雅克福列夫想用而不能用的大马力优质发动机，但是他自信自己的设计比米格好。然而战后，米高扬在米格-21/23 基础上发展起来的米格-21PD 和  23-01（MiG-23PD）垂直起降战斗机先后试飞成功。所以虽然雅克-36 是作为验证机而制造的，但雅克设计局也希望能够把它当作战斗机来使用。但遗憾的是所装备的 R-27-300 发动机推力不足，燃料装载量小，而且其中大部分都在垂直起降时消耗掉了。因此雅克-36 的航程只有可怜的 300 海里，载重不过 600 磅，根本不能当作战斗机来使用。尽管苏联曾在航展上为雅克-36 象征性地安装过武器，但想使之实用化却根本不可能。
　　雅克-36 的实验结果虽未得到军方的认可，但雅克福列夫设计局对垂直起降战斗机的开发已经积累了大量的经验。