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2018年11月17日 01:39:27

【军品杂谈】No.003:神秘又无法完成的任务 -- 中华人民共和国首款垂直起降战斗机:四号任务

图片:载于《兵器》杂志2013年10月号 《逐鹰演义》3-3中登场的四号任务垂直起降战斗机设定图 -- 图片来源:彩虹熊_白玮的新浪博客



背景简介

1969年,对于世界航空工业来说似乎是一个特殊的年份,因为新一代战机的研制大都是在这一年开始启动的。美国的F-14,苏联的米格-27和苏-17,英国、联邦德国和意大利三国的“狂风”,他们都是利用变后掠翼技术来协调高、低速飞行矛盾。


然而,英国早在1957年就开始研制垂直起落战斗机,后改为“鹞”式战斗机,并于1969年4月开始装备部队,这种垂直起落战斗机从根本上改变了高、低速飞行的矛盾关系,具有异乎寻常的机动能力和作战能力,因而引起世界各国空军的关注。

中国也于这一时期开始了自己的垂直起降机研制项目。




设计制造

“文化大革命”对我国航空工业的发展造成了严重干扰和破坏,但是航空工业系统的广大干部、科研人员和职工,顶住来自各方面的压力,立足我国的现有条件,在极度困难的情况下,坚持独立自主研制新一代高空高速歼击机歼-8。歼-8飞机首飞成功以后,本应集中各方面的技术力量抓紧进行飞机的设计定型工作,可是,就在歼-8飞机研制的关键时刻,已经掌握军委工作大权的林彪突然提出大搞运输机和直升机,继而又提出搞垂直起落战斗机。


当时中国的航空工业还很薄弱,既没有研制垂直起落飞机的经验,也没有这方面的技术储备,根本不具备研制垂直起落飞机的条件。可是,林彪不顾国力、技术等客观条件的制约,强令空军和三机部上马研制垂直起落战斗机,并要求空军在最短时间内拿出意见和方案来。


1969年07月01日,空军向军委办事组和国防科委上报了《关于三五期间我国飞机发展问题的建议的几点意见》,其中就明确提出要尽快解决垂直短距起落战斗机的问题。随后,六院根据空军的指示,下达了短距起落战斗机的研制课题。


1969年08月25日,根据中央军委办事组关于六院由国防科委移交空军领导的决定,航空工业领导小组在北京召开了航空工业“825会议”。这次会议虽然强调:“积极开展垂直起落飞机的研究”,但实际上已经明确把这一预研项目提升为急需研制的型号任务。到了9月份就正式下达了型号研制任务,其代号为“四号任务”。这就意味着短距起落战斗机课题预研项目顿时变成压倒歼-6、歼-7、歼-8研制的头等任务。


1969年10月30日,三机部在沈阳召开领导干部会议,会上宣布了垂直起落飞机领导小组成员和要求:“601所抽出116名设计员,112厂抽出40名技术员,同有关院校的30多人组成“四号任务”连队,由601所副所长叶正大担任连长。”会议之后,所有小组成员立即开始了紧张的设计工作,按研制计划要求力争在1971年“七一”上天首飞。




设计方案

为了尽快研制出垂直起落飞机,林彪指示由空军负责的航空工业领导小组,指定沈阳军区空军一位副政委为“四号任务”领导小组第一副组长,统一领导“四号任务”的研制。同时,空军直接派人进驻112厂监控研制进度。在这种高强度压力的情况下,601所设计人员全力以赴,仅用不到两个月的时间(有说法是不到20个月的时间,本条说法存在争议,未能证实具体说法),就设计出了垂直起落飞机的总体方案。

最初的“四号任务”是有6套设计方案,最终经过研究讨论,选定了其中2套方案作为“候选方案”。


6套设计方案中入选的第一套候选方案:

设计类似英国鹞式战斗机的结构,原则上这套设计方案是最可靠的, 但是受制于中国当时的技术水平和经济实力,类似于鹞式战机这种方案必须要解决包括主发动机+升力发动机等技术问题,包括升力发动机所需的高温钛合金等关键技术,整体设计上,中国航空工业几乎无法在短时间内解决所有的问题,而这一方案最终也不得不被放弃。


6套设计方案中入选的第六套候选方案:

基于歼6战斗机基础上改进,但仅用于未来国产垂直起降战斗机做试验平台,并非为了实战需要。


该套方案设计是类似法国人改造幻影3战机一样在歼6战斗机机体上加装4台TF-1型升力风扇,但这套设计方案对于歼6战斗机的机动性和续航能力等多个方面有很大的负面影响,并且该套升力发动机方案首先需要的是高推重比的升力发动机,并且该发动机在战机起降阶段需要消耗大量燃油,对于歼6这种航程不大的战机而言,会造成航程进一步下降。


为了解决这一问题,当时沈阳发动机设计研究所提出了另一个方案,在起飞时利用两台涡喷6发动机产生的高温燃气推动四个升力风扇,推动飞机垂直起飞,再通过改变升力气流方向实现加速飞行。不过由于升力风扇体积较大,如果在飞行时折叠起来会占用机内大量空间,所以也有想法将升力风扇做成在起飞后可以抛弃的设定。但该套设计方案也和其它落选方案一样,由于诸多技术方面的原因不得不放弃。最终该套设计方案也仅仅存在于设计图纸上并未造出实机(本条说法存在争议,未能证实具体说法)


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图片:四号任务的6套设计方案中入选的第六套方案的模型图表 -- 图片来源:彩虹熊_白玮的新浪博客


四套落选方案其中之一: 

四号任务还有一套整体布局设计方案类似于苏联雅克38战斗机,飞机整体上是主发动机+升力发动机的技术方案,这就要求升力发动机需要使用高温钛合金,不管是在钛合金材料要求,还是垂直起降战机所需的主发动机+升力发动机,以中国航空当时的技术能力,是无法制造出该套方案的战斗机的,最终该套方案被放弃列入候选方案。


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图片:1980年出版的内部机密文件《机密:中国飞机手册》(封面的“机密”二字被原书持有人涂抹掉了)的第2页到第3页之间提到了“四号任务”所使用的TF-1型升力风扇,备注是:升力风扇,4号任务。 -- 图片来源:OedoSoldier的Twitter




取消研制

1970年07月,被列为重点研制型号的“四号任务”,由于受技术、材料及发动机等诸多因素的限制,远远超越了我国当时具备的技术水平和能力,研制进度也非常缓慢。但在这年中研发小组曾制造出基于第二套候选方案(即歼6战斗机加装4台TF-1型升力风扇改为垂直起降战斗机方案)的原型机,并进行了风洞实验(本条说法存在争议,未能证实具体说法)


1972年03月25日,“四号任务”领导小组召开了第12次也是最后一次会议。会议决定:“四号任务不再列入国家空军战机型号发展计划,但仍为先期研究的科研项目。”

至此,“四号任务”取消,与之相应的设计制造机构随即撤销。




结束语

虽然“四号任务”计划遗憾取消,但其设计制造的与垂直起降战机相关的技术经验,为中国未来的诸多不同型号战斗机的设计制造提供了可借鉴的基础。




番外资料

中国首款垂直起降战斗机:四号任务 信息表

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