雅克-141战斗机

苏联/俄罗斯一型超音速垂直起降战机

雅克-141战斗机（代号：Yak-141，北约代号：Freestyle，译文：自由），是苏联/俄罗斯一型单座单发超音速垂直起降战斗机，也是世界上第一种超音速垂直起降战斗机。

发展沿革

研制背景

20世纪60年代中期，苏联就开始对垂直起落技术进行探索，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”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，在这些垂直起落技术的探索研究的基础上，于20世纪60年代末开始研制的舰载垂直起落战斗机，最初苏联雅克夫列夫设计局先研制了雅克-36战斗机，之后为了给当时正在研制的1143型航空母舰（北约称基辅级）配套舰载机，又发展了雅克-38战斗机。

雅克-38是世界第一种服役的垂直/短距起降战斗机，采用中单翼布局的切尖三角翼，并带有下反角。装备一台涡喷发动机和两台升力发动机，主发动机的两个喷口位于后机身下部，两个大型的半圆形进气口位于驾驶舱后方，翼根之前。主要用于对地面和海上目标实施低空攻击和侦察，并且有一定的舰队防空能力。雅克-38原型机于1971年开始试飞，1975年开始批量生产。但是由于过少的载弹量和作战半径，以及在高温高湿环境下的可靠性问题，导致事故率居高不下，海军中给它起了个外号叫“和平鸽，桅杆保卫者”，1980年代中期它就转为陆上使用，1991年该机封存，事实上的退役。为了替代雅克-38战斗机，同时也为了给新型的1143.5型航空母舰搭载舰载机，雅克夫列夫设计局研制了新型的雅克-141战斗机。

建造沿革

20世纪60年代末，新型垂直起降机的试验就已经开始，1973年，苏联曾在“莫斯科”号巡洋舰上作过一系列试验，并在戈尔什科夫苏联海军元帅号航空母舰上进行舰载飞行。

1975年，雅克-141开始正式设计，由于财力的限制和研制发动机计划的拖延，直到1987年第一架原型机才开始试飞。由于1991年一架雅克-141原型机试飞时意外坠毁，导致计划很快又被取消。后来雅克夫列夫设计局继续研制其陆基和舰基改进型，并建造了4架原型机。有2架一直试飞到1995年，另2架则进行发动机和结构试验。到1991年时雅克-141已试飞了近200余小时，按原计划雅克-141研制工作将于1995年底全部结束。

服役历程

雅克-141战斗机进行了成功的试飞，但由于正好赶上苏联解体，继承苏联大部分“遗产”的俄罗斯缺乏资金，军购急剧缩水。雅克夫列夫设计局用自己的经费还勉强支撑了几年，希望能吸引世界各国合作伙伴，但没有结果，最终计划终止，从未量产。

技术特点

设计特点

雅克-141战斗机和雅克-38一样，是垂直起降战斗机，配备多模雷达，但是安装在机身前端雷达天线屏蔽器里的雷达天线要小一些。雅克-141广泛使用了大量的复合材料，碳纤材料占飞机总重量的28%，其他材料主要是铝-锂合金安装了先进的飞行控制计算机，与雅克-38相比，飞行总重量提高了近一半，载弹量和航油量增加了一倍多。为了能在印度洋、太平洋和地中海全年使用，雅克-141是以国际标准大气加15摄氏度的大气条件为标准设计的。

机型结构

气动布局

雅克-141战斗机机身和折叠机翼的尺寸与“基辅”号上的升降机相适应。机翼为悬臂式上单翼，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，常规轻合金结构，垂尾由两个尾撑支持，略向外倾，全动平尾，所有尾翼面都有后掠，水平尾翼具有明显的下反角。

机体布局

雅克-141机身采用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的机身上部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。

起落架

雅克-141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。

驾驶舱

雅克-141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K36V火箭推动零零弹射驾驶座位，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。

动力系统

雅克-141战斗机采用升力发动机和转喷口发动机相结合的方案布局，机上安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（15500千克），不加力推力88.2千牛（8994千克）；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（4250千克），为飞机垂直/短距起飞时提供向后推力矢量，以保持飞机的平稳，升力发动机安装角与垂直面为15°，推力偏转范围为±12.5°。飞机上有发动机数字式电子调节系统。

飞控系统

雅克-141战斗机使用了三余度并联全权限数字电传操纵系统，电传操纵系统是指把飞行员的操纵指令变换为电信号以操纵飞机的系统。它由侧杆（微型驾驶杆）、敏感元件、计算机、伺服机构和助力器等组成。电传操纵系统不是简单地用电信号的传递来代替机械传动，而是把主操纵系统和自动控制系统结合起来，所以又称为电子飞行控制系统。电传操纵系统的优点是结构简单，体积重量小，易于安装和维护；操纵灵敏度高，无滞后现象；便于和机上其他系统交联，为实现主动控制技术提供了基本条件。

雅克-141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。飞机以-5°的迎角姿态加速到55～75千米/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。雅克-141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10千米/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。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。

机载武器

雅克-141战斗机机翼下有4个挂架，载弹量2600千克，可挂载R-27中距空空导弹（AA-10）和R-73空空导弹（AA-11）、R-60系近距空空导弹（AA-8），并安装有一门30毫米机炮。

性能数据

衍生型号

雅克-143/43

雅克夫列夫设计局在雅克-141垂直起降战斗机的基础上修改了外形，成为了具备隐身能力的雅克-43或雅克-143垂直起降战斗机。从雅克夫列夫设计局在宣传雅克-141时声称该机具有不次于米格-29的作战能力来看，雅克-43至少达到了“四代半”战斗机的设计水平，但能否达到与F-35B抗衡的标准比较难说。

雅克-201

雅克夫列夫设计局后来又提出了更先进的雅克-201设计方案。然而由于雅克-141发展并不顺利，迄今为止未获得任何订单，故雅克-43和雅克-201的发展也就成为了泡影。

总体评价

雅克-141打破了垂直起降战斗机的多项世界纪录，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。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，仅与鹞式战斗机相当。

环球网报道：美国F-35B战斗机的垂直起降技术源自于苏联时期的雅克141舰载战斗机，美国在90年代中后期研发的F22的F119发动机或也受到其影响。海湾战争和ATF竟标后，雅可夫列夫看到隐身对新一代作战飞机的影响，将雅克-141 按隐身要求修形成雅克-143，后来还进一步改进成雅克-201，最后由于资金问题还是无果而终。然而，洛克希德·马丁公司看中了雅克-141的设计经验，在设计X/F-35期间曾经向雅克夫列夫设计局购买雅克-141动力系统构形的设计资料作为参考，尽管不能说 X-35抄袭雅克-141，但X-35的设计受到雅克-141的影响是没有问题的，尤其是其升力-巡航发动机的设计，洛克希德也默认，也就是说雅克-43和F-35B具有一定的血缘关系。

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