雅克-141戰鬥機(雅克141):發展沿革,研製背景,建造沿革,服役歷程,技術特點

雅克-141戰鬥機（代號：Yak-141，北約代號：Freestyle，譯文：自由），是蘇聯/俄羅斯一型單座單發超音速垂直起降戰鬥機，也是世界上第一種超音速垂直起降戰鬥機。

雅克-141戰鬥機是為蘇聯1143型航空母艦置備的新艦載戰鬥機，設計的指導思想是艦載截擊機和對海（地）攻擊機，同時使其能成為一種岸基防空機，曾打破垂直起降戰鬥機的多項世界紀。

雅克-141戰鬥機由蘇聯雅科夫列夫設計局1975年開始設計，1987年首飛，1991年後由於蘇聯解體導致計畫終止，從未量產。

基本介紹

中文名稱：雅克-141戰鬥機
英文名稱：Yak-141
前型/級：雅克-38戰鬥機
次型/級：雅克-43戰鬥機
研製時間：1975年-1987年
服役時間：未服役
國家：蘇聯
研製單位：雅科夫列夫設計局
機型：垂直起降戰鬥機
首飛時間：1987年

發展沿革,研製背景,建造沿革,服役歷程,技術特點,設計特點,機型結構,動力系統,飛控系統,機載武器,性能數據,衍生型號,總體評價,

發展沿革

研製背景

20世紀60年代中期，蘇聯就開始對垂直起落技術進行探索，1967年的蘇聯航空節上，曾展出過三種裝升力發動機的短距起落戰鬥機和一種西方稱之為“自由”的垂直短距起落轉噴口實驗機。之後，又發展過一些不同方案的垂直起落研究機，在這些垂直起落技術的探索研究的基礎上，於20世紀60年代末開始研製的艦載垂直起落戰鬥機，最初蘇聯雅克夫列夫設計局先研製了雅克-36戰鬥機，之後為了給當時正在研製的1143型航空母艦（北約稱基輔級）配套艦載機，又發展了雅克-38戰鬥機。

雅克-38是世界第一種服役的垂直/短距起降戰鬥機，採用中單翼布局的切尖三角翼，並帶有下反角。裝備一台渦噴發動機和兩台升力發動機，主發動機的兩個噴口位於後機身下部，兩個大型的半圓形進氣口位於駕駛艙後方，翼根之前。主要用於對地面和海上目標實施低空攻擊和偵察，並且有一定的艦隊防空能力。雅克-38原型機於1971年開始試飛，1975年開始批量生產。但是由於過少的載彈量和作戰半徑，以及在高溫高濕環境下的可靠性問題，導致事故率居高不下，海軍中給它起了個外號叫“和平鴿，桅桿保衛者”，1980年代中期它就轉為陸上使用，1991年該機封存，事實上的退役。為了替代雅克-38戰鬥機，同時也為了給新型的1143.5型航空母艦搭載艦載機，雅克夫列夫設計局研製了新型的雅克-141戰鬥機。

建造沿革

20世紀60年代末，新型垂直起降機的試驗就已經開始，1973年，蘇聯曾在“莫斯科”號巡洋艦上作過一系列試驗，並在戈爾什科夫蘇聯海軍元帥號航空母艦上進行艦載飛行。

1975年，雅克-141開始正式設計，由於財力的限制和研製發動機計畫的拖延，直到1987年第一架原型機才開始試飛。由於1991年一架雅克-141原型機試飛時意外墜毀，導致計畫很快又被取消。後來雅克夫列夫設計局繼續研製其陸基和艦基改進型，並建造了4架原型機。有2架一直試飛到1995年，另2架則進行發動機和結構試驗。到1991年時雅克-141已試飛了近200餘小時，按原計畫雅克-141研製工作將於1995年底全部結束。

服役歷程

雅克-141戰鬥機進行了成功的試飛，但由於正好趕上蘇聯解體，繼承蘇聯大部分“遺產”的俄羅斯缺乏資金，軍購急劇縮水。雅克夫列夫設計局用自己的經費還勉強支撐了幾年，希望能吸引世界各國合作夥伴，但沒有結果，最終計畫終止，從未量產。

技術特點

設計特點

雅克-141戰鬥機和雅克-38一樣，是垂直起降戰鬥機，配備多模雷達，但是安裝在機身前端雷達天線禁止器里的雷達天線要小一些。雅克-141廣泛使用了大量的複合材料，碳纖材料占飛機總重量的28%，其他材料主要是鋁-鋰合金安裝了先進的飛行控制計算機，與雅克-38相比，飛行總重量提高了近一半，載彈量和航油量增加了一倍多。為了能在印度洋、太平洋和地中海全年使用，雅克-141是以國際標準大氣加15攝氏度的大氣條件為標準設計的。

機型結構

氣動布局

雅克-141戰鬥機機身和摺疊機翼的尺寸與“基輔”號上的升降機相適應。機翼為懸臂式上單翼，中等角度後掠，翼根部裝有前緣邊條，機翼可摺疊。有前緣縫翼，後緣裝有分裂式升降副翼和後緣襟翼，翼尖裝有控制飛機滾轉的噴嘴，由發動機壓氣機引氣供給噴嘴。機身直線型機身，機身兩側敷有大量隔熱材料，機尾有控制航向的噴嘴。尾翼雙垂尾布局，常規輕合金結構，垂尾由兩個尾撐支持，略向外傾，全動平尾，所有尾翼面都有後掠，水平尾翼具有明顯的下反角。

機體布局

雅克-141機身採用常規半硬殼輕合金結構，截面為橢圓形，一體化的發動機進氣道。在機身兩側相當於透明座艙蓋後緣前邊的地方設有附面層刮除板和向下傾斜的進氣道唇口，兩側進氣口稍後邊一點的位置上設有一排吸入式輔助進氣門，在駕駛艙後安裝升力噴氣發動機處的機身上部向後打開的進氣艙門上，有16個彈簧載入的通氣孔。機身下向兩側打開的噴口艙門的相應位置與升力發動機的前傾保持一致，作為控制系統的一部分，在起飛和降落時，這些艙門的位置是自動調節的。在升力發動機下方每個艙門的後邊設有較小的擋板，在小尾錐的兩側設有偏航操縱噴管。

起落架

雅克-141方向舵及升降舵具有軸補償鉸鏈和配平片，從垂尾根部向前伸出一條很長的進氣管道以便對設在機身後部的電子設備進行冷卻。起落架可收放前三點式，每個起落架上裝一個機輪，起落架支柱具有油氣減震器，機輪裝在拖車式叉桿上，前起落架向後、主起落架向前收入機身，在上翹的後機身下裝有一個小的緩衝器。

駕駛艙

雅克-141座艙一名駕駛員，駕駛艙內裝有簡單的儀表，艙內左側設有偏航操縱桿，用於進行垂直/短距起落操縱及對兩台升力發動機的操縱。駕駛桿上設有一個按鈕，控制主發動機噴口的偏轉。裝有K36V火箭推動零零彈射駕駛座位，可由飛行員控制彈射，也可自動彈射，在飛機俯仰角度超過規定值以及橫滾速率超過限制值時可自動彈射。

動力系統

雅克-141戰鬥機採用升力發動機和轉噴口發動機相結合的方案布局，機上安裝一台圖曼斯基設計局研製的R-79推力矢量升力/巡航渦扇發動機，最大加力推力約152千牛（15500千克），不加力推力88.2千牛（8994千克）；在靠近飛機重心處兩個尾撐之間裝圓形可轉向噴口，使用壽命為1500個旋轉循環。飛機短距起飛時，噴口向下偏轉65°，打開至全加力狀態，飛機滑跑5米可離地。噴口最大向下偏轉角為95°，使飛機垂直起落時具有一定的減速作用，此時的升力推力約為發動機巡航推力的80%。該發動機壓氣機引氣供給翼尖和機尾噴嘴時，其最大推力降到137.2千牛。座艙後部機身串列安裝2台圖曼斯基設計局研製的RD-41升力發動機，單台推力41.68千牛（4250千克），為飛機垂直/短距起飛時提供向後推力矢量，以保持飛機的平穩，升力發動機安裝角與垂直面為15°，推力偏轉範圍為±12.5°。飛機上有發動機數字式電子調節系統。

飛控系統

雅克-141戰鬥機使用了三餘度並聯全許可權數字電傳操縱系統，電傳操縱系統是指把飛行員的操縱指令變換為電信號以操縱飛機的系統。它由側桿（微型駕駛桿）、敏感元件、計算機、伺服機構和助力器等組成。電傳操縱系統不是簡單地用電信號的傳遞來代替機械傳動，而是把主操縱系統和自動控制系統結合起來，所以又稱為電子飛行控制系統。電傳操縱系統的優點是結構簡單，體積重量小，易於安裝和維護；操縱靈敏度高，無滯後現象；便於和機上其他系統交聯，為實現主動控制技術提供了基本條件。

雅克-141在“基輔”號甲板上起落很平穩，垂直起飛後在甲板上空5～6米作平滑的過渡飛行。飛機以-5°的迎角姿態加速到55～75千米/小時，再以+5°迎角的姿態，繼續使主推力發動機噴口後轉加速。過渡飛行時間約1分半鐘。雅克-141降落時從艦後遠處減速進場，最後在距母艦400米處改為平飛，此時距水面30米高，以約10千米/小時的接近速度越過艦尾，在甲板上方10～14米高度慢慢懸停並垂直下降。降落很準確，估計艦上有某種控制裝置。由於採用一套自動控制系統保證飛機起飛時升力發動機的工作狀態及推力轉向後噴口的旋轉角度處於最佳情況，因此這種飛機已經具備短距起飛的能力，從而使有效載荷和航程得到改善。

機載武器

雅克-141戰鬥機機翼下有4個掛架，載彈量2600千克，可掛載R-27中距空空飛彈（AA-10）和R-73空空飛彈（AA-11）、R-60系近距空空飛彈（AA-8），並安裝有一門30毫米機炮。

性能數據

機體參數
乘員	1人
長度	18.36米
翼展	10.1米（摺疊後為5.9米）
高度	5.00米
機翼面積	31.7平方米
空重	11650千克
最大起飛重量	19500千克
動力裝置	1台R-79V-300加力發動機
加力推力	152千牛
最大飛行速度	1.7馬赫
實用升限	15500米
航程	1400千米（垂直起飛，內部燃油），載油5500千克（內部） 2100千米（短距起飛，帶副油箱）
最大續航力	/
作戰半徑	/
起飛距離	垂直起飛
爬升率	250米/秒
翼載荷	615千克/平方米
推重比	0.79

衍生型號

雅克-143/43

雅克夫列夫設計局在雅克-141垂直起降戰鬥機的基礎上修改了外形，成為了具備隱身能力的雅克-43或雅克-143垂直起降戰鬥機。從雅克夫列夫設計局在宣傳雅克-141時聲稱該機具有不次於米格-29的作戰能力來看，雅克-43至少達到了“四代半”戰鬥機的設計水平，但能否達到與F-35B抗衡的標準比較難說。

雅克-201

雅克夫列夫設計局後來又提出了更先進的雅克-201設計方案。然而由於雅克-141發展並不順利，迄今為止未獲得任何訂單，故雅克-43和雅克-201的發展也就成為了泡影。

總體評價

雅克-141打破了垂直起降戰鬥機的多項世界紀錄，其中包括：有效載重1000千克時爬升到12000米時間為116.2秒；有效載重2000千克時相應的爬升時間為130.5秒；從高度3000米到8000米，爬升速度為250米/秒。1992年9月范堡羅航展上西方有關人士認為：該機缺乏實用垂直/短距起落戰鬥機所需要的操縱及任務靈活性，如它必須在裝有防熱甲板的位置起降，以免高速熱噴氣損壞跑道或艦面。此外飛機起落操縱性還不夠靈活，僅與鷂式戰鬥機相當。

環球網報導：美國F-35B戰鬥機的垂直起降技術源自於蘇聯時期的雅克141艦載戰鬥機，美國在90年代中後期研發的F22的F119發動機或也受到其影響。海灣戰爭和ATF竟標後，雅可夫列夫看到隱身對新一代作戰飛機的影響，將雅克-141 按隱身要求修形成雅克-143，後來還進一步改進成雅克-201，最後由於資金問題還是無果而終。然而，洛克希德·馬丁公司看中了雅克-141的設計經驗，在設計X/F-35期間曾經向雅克夫列夫設計局購買雅克-141動力系統構形的設計資料作為參考，儘管不能說 X-35抄襲雅克-141，但X-35的設計受到雅克-141的影響是沒有問題的，尤其是其升力-巡航發動機的設計，洛克希德也默認，也就是說雅克-43和F-35B具有一定的血緣關係。

雅克-141戰鬥機