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XV-5垂直起降试验机,F-35战斗机的技术先驱

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1961年,美国瑞安航空公司应美国陆军的委托设计建造了XV-5垂直起降试验机,它的作用当然是探索垂直起降的技术,先后建造了两架原型机,虽然它们均因为各种问题而损毁,不过成功的证明了管道式升降风扇的概念,一些技术成功地运用到诸如F-35等飞机身上。


XV-5是瑞安航空公司和通用电气公司共同研制的,1961年11月获得建造两架飞机的合同,飞机是一款全金属中单翼、T型尾翼飞机,两架飞机被分别命名为XV-5A和XV-5B,前者军绿色,后者白色


飞机使用两台通用电气 J85-GE-5涡轮喷气发动机提供动力,两台发动机并排安装在机背上方,进气口位于驾驶室后上方,单台发动机输出11.82kN,燃气通过单独的管道传递到尾梁两方喷出,从而产生推动飞行的力量。


垂直起降所需的力量则通过两侧机翼翼梁中间的升力风扇实现,风扇直径1.59米,从每台发动机的燃气管道下方分出一个分支,从这里导下的燃气又被一分为二分别提供给左右风扇,这种设计的好处是当一台发动机出现故障的时候,另一台发动机的动力依然能够保持两具风扇的运转。


升力风扇上方有可以开合的铰链盖,转为垂直起降模式时将打开,受到燃气驱动的升力风扇可以提升效率,最大可以提供大约71.2kN的垂直升力。每个风扇下方有一组活动百叶窗,通过调整叶片角度可以提供偏航控制,而提升风扇升力则通过控制发动机功率实现。


在机头位置有另一台直径为0.91米的风扇,这台风扇并不是升力风扇,而是用来改变飞机俯仰运动的,飞行员通过调整此处的升力大小改变飞机的俯仰姿态,它的动力依然来自主发动机的气体。


经过测试,通过气体推动涡轮叶片从而运转的升力风扇能够提高气流量,产生的推力将比直接通过尾喷口高3倍,虽然比预期有所不足,不过依然非常可观,证明了升力风扇的可行性,此项技术被运用到F-35垂直起降战斗机身上,大型运输机的大涵道比涡扇发动机也运用了此原理。


两架试验机的结局都不太好,XV-5A在1965年的一次公开飞行演示中发生事故,经调查,坠毁原因可能是飞行员误触模式转换开关,导致飞机系统为了补偿机头风扇的力量从而向下偏转45°,并造成坠毁,飞行员低空弹射失败身亡。XV-5B也在1966年发生事故,飞行员同样弹射失败,他的弹射座椅撞在了机场混凝土地表上


这些事故均和升力风扇无关,因此XV-5试验机仍然是成功的,它的升力风扇被认为是相对安静的设计,排气也不会大力破坏地面,原理简单且可以使用现成的标准材料建造,对建工艺没有特殊要求。


不过XV-5本身也有很多问题,受制于当时的技术条件,飞机的控制等技术比较原始,它只适合试验机测试使用,另外该机的飞行加速度很差、航速偏慢。


XV-5试验机空重3421千克,机长13.56米,高4.5米,翼展9.09米,最大飞行速度880千米/小时,最大升限12000米,最大航程1600千米。

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