雅克-141(又称雅克-41)是一种用于中小型航空母舰上使用的舰载超音速垂直-短距起落(V/STOL)战斗机,主要执行舰队防空任务,也可用于近距空中支援、近距格斗和攻击海上或地面目标。它以前苏联研制垂直-短距起落飞机(如雅克-38)的经验为基础,于1975年开始设计,1989年开始飞行试验工作,到1991年中已试飞近200余小时,按原计划该机研制工作将在1995年左右全部结束。1991年一架原型机试飞时坠毁,该项计划中止。目前正在寻求雅克-141M的国际合作伙伴。北大西洋公约集团给予该机的绰号为“自由式”(Freestyle)。
雅克-141沿用雅克-38的组合式动力方案,安装了喷口可转向的升力发动机和推力发动机,以大推力、高推重比发动机保证超音速性能,用升力发动机保证其垂直起降性能。尽管该机多数采用了现有战斗机上较成熟的技术,但在性能水平和作战效能方面与雅克-38相比有很大提高。最大飞行速度达1800公里/小时,实用升限比雅克-38高3000米,短距起飞时最大起飞重量比雅克-38大8吨左右。为了提高飞行性能和减轻飞行重量,广泛采用了铝-锂合金和复合材料,其中复合材料占结构重量的26%。机上装有三余度全权数字电传操纵系统,用来控制操纵面与反作用喷口。机上有完备的机载电子设备,可挂装各种新型空战武器和对地攻击武器,具有超视距空战及火力圈外发射武器能力。
雅克-141打破了垂直-短距起落飞机的多项世界纪录,其中包括:有效载重1000千克时爬升到12000米时间为116.2秒;有效载重2000千克时相应的爬升时间为130.5秒;从高度3000米到8000米,爬升速度为250米/秒。目前该设计局计划使雅克-141能成为一种岸基防空和对地攻击机。1992年9月范堡罗航展上西方有关人士认为:该机缺乏实用垂直/短距起落战斗机所需要的操纵及任务灵活性,如它必须在装有防热甲板的位置起降,以免高速热喷气损坏跑道或舰面。此外飞机起落操纵性还不够灵活,仅与“鹞”式飞机相当。
机翼悬臂式上单翼,中等角度后掠,翼根部装有前缘边条,机翼可折叠。有前缘缝翼,后缘装有分裂式升降副翼和后缘襟翼,翼尖装有控制飞机滚转的喷嘴,由发动机压气机引气供给喷嘴。
机身直线型机身,机身两侧敷有大量隔热材料,机尾有控制航向的喷嘴。
尾翼双垂尾布局,垂尾由两个尾撑支持,略向外倾。全动平尾。
动力装置机身后部装一台图曼斯基设计局研制的R-79推力矢量升力/巡航涡扇发动机,最大加力推力约152千牛(15500公斤),不加力推力88.2千牛(8994公斤);在靠近飞机重心处两个尾撑之间装圆形可转向喷口,使用寿命为1500个旋转循环。飞机短距起飞时,喷口向下偏转65°,打开至全加力状态,飞机滑跑5米可离地。喷口最大向下偏转角为95°,使飞机垂直起落时具有一定的减速作用,此时的升力推力约为发动机巡航推力的80%。该发动机压气机引气供给翼尖和机尾喷嘴时,其最大推力降到137.2千牛。座舱后部机身串列安装2台图曼斯基设计局研制的RD-41升力发动机,单台推力41.68千牛(4250公斤),为飞机垂直/短距起飞时提供升力,升力发动机安装角与垂直面为15°,推力偏转范围为±12.5°。机上有发动机数字式电子调节系统。
座舱一名驾驶员,驾驶舱内装有简单的仪表,舱内左侧设有偏航操纵杆,用于进行垂直/短距起落操纵及对两台升力发动机的操纵。驾驶杆上设有一个按钮,控制主发动机喷口的偏转。装有K-36零-零弹射座椅,可由飞行员控制弹射,也可自动弹射。在飞机俯仰角度超过规定值以及横滚速率超过限制值时可自动弹射。
机载设备装有先进的机载设备,一部与米格-29性能类似的多功能脉冲多普勒雷达,火控系统可与其它各类武器兼容。
武器一门30毫米机炮,翼下有4个挂架,最大载弹量2600千克,可挂载AA-10中距空-空导弹和AA-11、AA-8近距空-空导弹。
外形尺寸
翼展10.1米
(折叠状态)5.9米
机长18.3米
机高5米
重量及载荷
最大起飞重量(短距起飞)19500千克
(垂直起飞)13675千克
最大外挂载荷2600千克
性能数据
最大平飞速度M1.7
实用升限15000米
垂直起飞航程(内部燃油)1400公里
短距起飞航程(带外挂油箱)2100公里
雅克-38(原称雅克-36)是前苏联海军的舰载垂直起落战斗机,主要用于对地面和海面目标实施低空攻击和侦察,并具有一定的舰队防空能力。北约组织给名叫“铁匠”(Forger)。
前苏联对垂直起落技术的探索至少可追溯到60年代中期。在1967年的苏联航空节上,曾展出过三种装升力发动机的短距起落战斗机和一种西方称之为“自由画”的垂直、短距起落转喷口实验机。之后,又发展过一些不同方案的垂直起落研究机,1973年曾在“莫斯科”号巡洋舰上作过一系列试验。雅克-38就是在这些垂直起落技术的探索研究的基础上,于60年代末开始研制的舰载垂直起落战斗机。据信,1971年原型机已经试飞。1976年7月,当苏联第一艘航空母舰“基辅”号首次进入地中海时,雅克-38曾在舰上垂直起落,估计当时是该机的预生产型装备苏联海军航空兵试用。“基辅”号在取道地中海、大西洋北上到达苏联北方港口摩尔曼斯克之后的一年中,只在公海上航行过两次,15天。舰载飞机也都撤氲母媒?,这说明“基辅”号在使用中出现了严重问题。除了母舰发动机可能出现毛病外,雅??38从垂直起飞到前飞的过渡时间太长,以致喷出的气浪烧熔甲板可能也是一个重要原因。雅克-38飞机都撤到摩尔曼斯克附近的空军基地,直到1977年底才又重新配置到“基辅”号上向南远航。1978年初,西方国家第一次观察到雅克-38从“基辅”号上起飞进行对地攻击训练,对舰后的拖靶进行扫射和火箭攻击。
雅克-38是专门为在“基辅”级航空母舰上使用而设计的。机身和折叠机翼的尺寸与“基辅”号上的升降机相适应。为了能在印度洋、太平洋和地中海全年使用,该机是以国际标准大气加15摄氏度的大气条件为标准设计的,采用升力发动机和转喷口发动机相结合的方案布局。根据西方国家的观察,它在“基辅”号甲板上起落很平稳。垂直起飞后在甲板上空5~6米作平滑的过渡飞行。起初,飞机以-5°的迎角姿态加速到55~75公里/小时,再以+5°迎角的姿态,继续使主推力发动机喷口后转加速。过渡飞行时间约1分半钟。降落时从舰后远处减速进场,最后在距母舰400米处改为平飞,此时距水面30米高,以约10公里/小时的接近速度越过舰尾,在甲板上方10~14米高度慢慢悬停并垂直下降。降落很准确,估计舰上有某种控制装置。现在,由于采用一套自动控制系统保证飞机起飞时升力发动机的工作状态及推力转向后喷口的旋转角度处于最佳情况,因此这种飞机已经具备短距起飞的能力,从而使有效载荷和航程得到改善。
从外界在“基辅”号航空母舰上首次看到雅克-38飞机以来,这种飞机一直在不断地改进。在两侧发动机进气道后边增加了辅助进气口。在升力发动机上方铰接舱门的两侧各增加一块挡板,向后一直延伸到翼根前缘处,估计是为了防止进气道吸入反射的废气流。目前,俄罗斯和乌克兰海军共装备86架雅克-38。它与卡-25直升机一起配置在“基辅”号、“明斯克”号、“新罗西斯克”号和“巴库”号航空母舰/巡洋舰上使用,每艘至少装备9架。1991年该机停产。现有两种型别:
“铁匠”A基本的单座型战斗机,主要作战任务是侦察,攻击小型舰艇和舰队防空(对付尾随的,无武装的海上侦察机)。
“铁匠”B双座教练型,在正常的座椅前设置了第二个座椅,有一气泡形舱盖。为了平衡加长了的机头,在机翼后加长了横截面不变部分的机身,逐渐收缩的后机身长度不变。其它方面与A型大致相同,但没有测距雷达和武器挂架。
机翼单座的“铁匠”A的基本布局是常规的,采用轻合金结构,悬臂式中单翼,相对厚度约5%。因具有垂直起落的能力,装在机身中部的机翼面积很小,展弦比也很小。从翼根起有固定不变的下反角,机翼前缘后掠角约45°。两侧机翼在1/2长度附近可向上折叠,以便在舰上停放。内侧机翼后缘平直,有一个较大的单缝富勒襟翼,外侧机翼后缘略有后掠,几乎全为带有后退式铰链和插入式配平片的副翼所占据。机翼上没有前缘缝翼和襟翼装置。在翼尖处有喷气操纵喷管与开缝。
机身常规半硬壳轻合金结构,截面为椭圆形。一体化的发动机进气道。在机身两侧相当于透明座舱盖后缘前边的地方设有附面层刮除板和向下倾斜的进气道唇口。两侧进气口稍后边一点的位置上设有一排吸入式辅助进气门。在驾驶舱后安装升力喷气发动机处机身上部的向后打开的进气舱门上有16个弹簧加载的通气孔。机身下向两侧打开的喷口舱门的相应位置与升力发动机的前倾保持一致。作为控制系统的一部分,在起飞和降落时,这些舱门的位置是自动调节的。在升力发动机下方每个舱门的后边设有较小的挡板。在小尾锥的两侧设有偏航操纵喷管。
尾翼常规轻合金结构,所有尾翼面都有后掠。水平尾翼具有明显的下反角。方向舵及升降舵具有轴补偿铰链和配平片。从垂尾根部向前伸出一条很长的进气管道以便对设在机身后部的电子设备进行冷却。
起落架可收放前三点式。每个起落架上装一个机轮。起落架支柱具有油-气减震器,机轮装在拖车式叉杆上,前起落架向后、主起落架向前收入机身。在上翘的后机身下装有一个小的缓冲器。
动力装置主要推进装置是一台留利卡设计局的AЛ-21涡轮喷气发动机,推力约为80千牛(8163公斤),装在机身中心,燃气通过机翼后的一对可转向侧喷管喷出。无加力燃烧室。两台科列索夫升力发动机,每台推力35千牛(3571公斤),纵列安装在紧挨座舱后的机身中。燃气向下喷射,也可用于调节俯仰运动和配平。燃油箱设在机身内主发动机的前后。机翼下挂架可带抛放式副油箱,每个副油箱估计装油600升。
座舱一名驾驶员,采用零-零弹射座椅,座舱盖向右打开,当电子系统发现飞机的高度和沉降率处于紧急状态时,可自动将驾驶员弹出。采用防弹玻璃风挡。
机载设备机头装测距雷达。风挡前设敌我识别器(北约称“魔舱”)天线。其余电子设备装在后机身内。起飞降落时可使用全自动控制系统来保证发动机工作状态、空气动力操纵面和喷气操纵喷管的工作、增稳和导引系统工作的同步。
武器无内装式武器。每侧机翼固定段下面有两个挂架。共可挂2000千克外挂物,包括机炮吊舱,内装23毫米双管ГШ-23机炮、火箭发射架、重500千克的炸弹、“黑牛”短距空-地导弹、破甲反舰导弹、“蚜虫”空-空导弹或副油箱。
外形尺寸
翼展7.32米
(折叠时)4.88米
机长(A型)15.50米
(B型)17.68米
机高4.37米
机翼面积18.5米2
主轮距2.90米
前主轮距5.50米
重量及载荷
正常起飞重量(A型)7485千克
(B型)8390千克
最大起飞重量11700千克
基本重量6800千克
机内载油量2720千克
性能数据
最大速度(高空)M0.95
(海平面)M0.8
巡航速度(高度6100米)958公里/小时
最大爬升率(海平面)75米/秒
实用升限12000米
作战半径(低-低-低,带1000千克武器)240公里
(高空侦察,带侦察舱和两个副油箱)556公里