基本介紹
- 中文名：雅克-38戰鬥機
- 別稱：雅克-36M
- 設計目的：用於基輔級航空母艦
- 技術：升力發動機與旋轉噴口發動機
- 功能：調節俯運動和配平等
- 所屬國家：前蘇聯、俄羅斯
- 類別：艦載戰鬥機 V/STOL飛機
- 設計機構：雅克夫列夫設計局
- 北約代號：鐵匠
- 首飛時間：1963年
- 封存時間：1991年
發展沿革,簡介,研製歷程,結構特點,改進型號,技術特點,氣動布局,動力系統,武器系統,性能數據,外形尺寸,重量及載荷,基本性能,服役事件,總體評價,
發展沿革
簡介
雅克-38(80年代末公開型號之前，西方媒體稱之為雅克-36），北約組織給代號“鐵匠”(Forger）。該機是專門為在“基輔”級航空母艦上使用而設計，採用升力發動機與旋轉噴口發動機結合的組合方案，升力發動機除用於垂直升降外，也可用於調節俯運動和配平。該機“鐵匠”A單座型戰鬥機和“鐵匠”B雙座教練型。
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。這種由蘇聯雅克夫列夫設計局研製的艦截垂直起落戰鬥機，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於60年代末開始研製的。據信原型機於1971年開始試飛，1975年開始批量生產。雅克-38M是雅克-38的改進型，於1985年6月開始進入前蘇聯海軍服役，一共約生產了50架。
雅克-38是專門為在“基輔”級航空母艦(排水量為37000噸)上使用而設計的，機身和摺疊機翼的尺寸與“基輔”號的升降機相適應。與K-25直升機一起配置在四艘“基輔”級航空母艦上，每艘至少裝備9架，其主要作戰任務是偵察、攻擊小型艦艇和艦隊防空。由於其非常杯具的載重和作戰半徑，還是比較雞肋的，比不上英國同行的“鷂”式，但是它卻有著和F-35B型一樣的結構。
為了能在印度洋、太平洋和地中海全年使用，雅克-38是以國際標準大氣加15攝氏度的大氣條件為標準設計的，採用升力發動機和轉噴口發動機相結合的方案布局。雅克-38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公里/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-38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公里/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。
雅克-38戰鬥機
雅克-38戰鬥機研製歷程
20世紀60年代中期，前蘇聯對垂直起落技術的探索至少可追溯到60年代中期。在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“自由畫”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，1973年曾在“莫斯科”號巡洋艦上作過一系列試驗。雅克-38就是在這些垂直起落技術的探索研究的基礎上，於60年代末開始研製的艦載垂直起落戰鬥機。據信，1971年原型機已經試飛。
雅克36雅克-36雖然首飛成功，但是仍然暴露出了很多問題。首先就是在垂直起降時機體下方的氣流控制。飛機在懸停的時候，高溫的氣體從發動機噴口噴出，到達地面後便向外擴散。這樣就在機體下方形成了一個顯著的低壓區。這個低壓區會把飛機牢牢“吸住”，即suckdown效應，實際上這也是雅克-36首次試飛時沒能起飛的原因。而且更糟的是這個低壓區極不穩定，在機體運動或有空氣流動的情況下都會造成壓力突變，最終造成飛機失控。要解決這個問題，首先需要對噴出的氣體流向進行計算。並實行有效的控制和修正，儘量使氣流在到達地面時不向外擴散而是向機腹聚攏，以再次會合上升來彌補因此所產生的低壓區，這就是“噴泉效應”。不過進行這部分工作需要很長的時間。還有一個問題就是從地面返回的高溫氣流有可能再次被進氣道吸入，造成發動機推力損失，經過實驗表明，這一問題在高度1.5米時至少造成發動機推力減少了800磅。為了解決高溫氣流再次被吸入的問題，雅克福列夫的設計者們在機首的空氣進氣口下面增設了一個很大的可摺疊板。
為了提高反作用姿態控制噴口的效率，設計者們還把噴口改在了兩翼的翼尖，機體後端以及機首長桿的尖端四個離重心較遠的位置。機頭、機尾和翼尖有姿態控制噴嘴，其中機頭的姿態控制噴嘴在延長桿的頂端。雖然進行了上述的幾點改進，但是雅克-38的飛行仍然不是一件容易的事情。1963年1月19日的最初飛行僅在離地面1~2米的高度向前飛行了40米，整個飛行過程不過幾十秒。後來試飛員尤里·加魯那耶夫也在不斷摸索和適應，飛行時間不斷加長。終於在1963年9月16日成功地完成了從垂直起飛到水平巡航的首次轉換飛行。
在1974年7月16日，尤里·加魯那耶夫試飛卡-22大型運輸直升機的時候，由於飛機墜毀而受到重傷，所以雅克-38的下一步試飛只能由巴萊第姆夫來接替了。幸運的是雅克-38一直沒發生什麼重大的事故，最嚴重的一次也不過是在1966年時由於液壓系統出現故障而造成輔助起落架損壞。1966年秋，布萊第姆夫駕駛著雅克-38在政府要員面前進行了表演飛行，1967年7月9日，布萊第姆夫再次在莫斯科附近的特莫代托堡機場的航空展覽會上進行了公開飛行。飛機在垂直起飛後，於40米高度處懸停，並轉換到水平前進飛行，然後圍繞機場盤旋，在空中停止進行了機體180度迴轉，垂直著陸。展示結束後，北約為這架神奇的，靈活自如的新飛機取名為“自由畫”。那次展覽會上只有兩架機首號碼分別為37和38的雅克-36出場。而另外的機首編號為36的3號機在中央航空力學研究所內用於靜力試驗而摧毀了，1號機則在莫斯科莫尼諾航空博物館展出。
1976年7月，當蘇聯第一艘航空母艦“基輔”號首次進入地中海時，雅克-38曾在艦上垂直起落，估計當時是該機的預生產型裝備蘇聯海軍航空兵試用。“基輔”號在取道地中海、大西洋北上到達蘇聯北方港口摩爾曼斯克之後的一年中，只在公海上航行過兩次，15天。艦載飛機也都撤了下來，這說明“基輔”號在使用中出現了嚴重問題。除了母艦發動機可能出現毛病外，雅克-38從垂直起飛到前飛的過渡時間太長，以致噴出的氣浪燒熔甲板可能也是一個重要原因。雅克-38飛機都撤到摩爾曼斯克附近的空軍基地，直到1977年底才又重新配置到“基輔”號上向南遠航。1978年初，西方國家第一次觀察到雅克-38從“基輔”號上起飛進行對地攻擊訓練，對艦後的拖靶進行掃射和火箭攻擊。
雅克-38戰鬥機
雅克-38戰鬥機在“基輔”號航空母艦上首次看到雅克-38飛機以來，雅克-38一直在不斷地改進。在兩側發動機進氣道後邊增加了輔助進氣口。在升力發動機上方鉸接艙門的兩側各增加一塊擋板，向後一直延伸到翼根前緣處，估計是為了防止進氣道吸入反射的廢氣流。俄羅斯和烏克蘭海軍共裝備86架雅克-38。它與卡-25直升機一起配置在“基輔”號、“明斯克”號、“新羅西斯克”號和“巴庫”號航空母艦/巡洋艦上使用，每艘至少裝備9架。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（海軍中給它起了外號"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）。
在基輔號航母上空高速掠過的雅克-38
在基輔號航母上空高速掠過的雅克-38結構特點
雅克-38戰鬥機的機身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機身上部的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。
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。
機翼 單座的“鐵匠”A的基本布局是常規的，採用輕合金結構，懸臂式中單翼，相對厚度約5%。因具有垂直起落的能力，裝在機身中部的機翼面積很小，展弦比也很小。從翼根起有固定不變的下反角，機翼前緣後掠角約45°。兩側機翼在1/2長度附近可向上摺疊，以便在艦上停放。內側機翼後緣平直，有一個較大的單縫富勒襟翼，外側機翼後緣略有後掠，幾乎全為帶有後退式鉸鏈和插入式配平片的副翼所占據。機翼上沒有前緣縫翼和襟翼裝置。在翼尖處有噴氣操縱噴管與開縫。
機身 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機身上部的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。燃油箱設在機身內主發動機的前後。機翼下掛架可帶拋放式副油箱，每個副油箱估計裝油600升。
尾翼 常規輕合金結構，所有尾翼面都有後掠。水平尾翼具有明顯的下反角。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。
動力裝置 主要推進裝置是一台圖曼斯基R-27V-300渦輪噴氣發動機，推力約為6790千克，裝在機身中心，燃氣通過機翼後的一對可轉向側噴管噴出。無加力燃燒室。壓氣機為5級軸流式。其中第1級轉子葉片外端有機匣處理裝置。高壓壓氣機為6級軸流式。燃燒室環形。高壓渦輪為單級軸流式。導向葉片和轉子葉片均為氣冷式。低壓渦輪為單級軸流式。尾噴管是曲線式流路的噴管有兩個由液壓馬達傳動的可轉噴口，二者通過一根軸保持同步。附屬檔案系統包括自動燃油控制系統，獨立的迴路式滑油系統和電氣起動系統。
改進型號
Yak-38M
雅克-38M 是雅克-38 的改進型，外表上最明顯的改動，就是機背升力發動機進氣口兩側的擋板，用於改善噴氣回吸的問題。有訊息證明，部分雅克-38 也在服役後加裝了擋板。不太明顯的改動是前機輪改為可轉向，便於短滑跑起落時的控制。
Yak-38U "鐵匠"A
基本的單座型戰鬥機，主要作戰任務是偵察，攻擊小型艦艇和艦隊防空（對付尾隨的，無武裝的海上偵察機）。
雅克-38的對手 AV-8‘’鷂‘’戰鬥機
雅克-38的對手 AV-8‘’鷂‘’戰鬥機Yak-38U "鐵匠"B
“鐵匠”B雙座教練型，在正常的座椅前設定了第二個座椅，有一氣泡形艙蓋。為了平衡加長了的機頭，在機翼後加長了橫截面不變部分的機身，逐漸收縮的後機身長度不變。其它方面與A型大致相同，但沒有測距雷達和武器掛架。機翼單座的“鐵匠”A的基本布局是常規的，採用輕合金結構，懸臂式中單翼，相對厚度約5%。因具有垂直起落的能力，裝在機身中部的機翼面積很小，展弦比也很小。從翼根起有固定不變的下反角，機翼前緣後掠角約45°。兩側機翼在1/2長度附近可向上摺疊，以便在艦上停放。內側機翼後緣平直，有一個較大的單縫富勒襟翼，外側機翼後緣略有後掠，幾乎全為帶有後退式鉸鏈和插入式配平片的副翼所占據。機翼上沒有前緣縫翼和襟翼裝置。在翼尖處有噴氣操縱噴管與開縫。
Yak-38U
Yak-38U技術特點
氣動布局
雅克-38戰鬥機的機身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機身上部的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。尾翼為常規輕合金結構，所有尾翼面都有後掠。水平尾翼具有明顯的下反角。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。起落架為可收放前三點式。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。
雅克-38解剖圖
雅克-38解剖圖動力系統
動力裝置主要推進裝置是一台圖曼斯基R-27V-300渦輪噴氣發動機，推力約為6790千克，裝在機身中心，燃氣通過機翼後的一對可轉向側噴管噴出。無加力燃燒室。兩台科列索夫RD-36-35FV升力發動機，每台推力35千牛（3571公斤），縱列安裝在緊挨座艙後的機身中。燃氣向下噴射，也可用於調節俯仰運動和配平。燃油箱設在機身內主發動機的前後。機翼下掛架可帶拋放式副油箱，每個副油箱估計裝油600升。
座艙一名駕駛員，採用零－零彈射座椅，座艙蓋向右打開，當電子系統發現飛機的高度和沉降率處於緊急狀態時，可自動將駕駛員彈出。採用防彈玻璃風擋。機載設備機頭裝測距雷達。風擋前設敵我識別器（北約稱“魔艙”)天線。其餘電子設備裝在後機身內。起飛降落時可使用全自動控制系統來保證發動機工作狀態、空氣動力操縱面和噴氣操縱噴管的工作、增穩和導引系統工作的同步。
雅克-38座艙
R-27V-300 發動機的可轉向側噴管
雅克-38座艙R-27V-300 發動機的可轉向側噴管武器系統
武器無內裝式武器。每側機翼固定段下面有兩個掛架。共可掛2000千克外掛物，包括機炮吊艙，內裝23毫米雙管GSH-23機炮、火箭發射架、500千克炸彈、“黑牛”短距空地飛彈、破甲反艦飛彈、“蚜蟲”空空飛彈或副油箱。
所掛載的武器為 1,000 千克的炸彈或火箭彈，也可以掛載兩枚 AS-7 型空地飛彈或者一枚 RN-228 型戰術核彈。而固定武器為主翼中部的兩門 225P 型 23 毫米機炮，同時翼下還能掛載兩個 UPK-23-250 機炮吊艙。
性能數據
外形尺寸
翼展7.32米
雅克-38的設計師 雅科夫列夫
雅克-38的設計師 雅科夫列夫（摺疊時）4.88米
機長（A型）15.50米
（B型）17.68米
機高4.37米
機翼面積18.5米2
主輪距2.90米
前主輪距5.50米
重量及載荷
基本重量6800千克
正常起飛重量（A型）7485千克
（B型）8390千克
最大起飛重量11700千克
機內載油量2720千克
基本性能
最大速度（高空）M0.95
（海平面）M0.8
巡航速度（高度6100米）958公里/小時
最大爬升率（海平面）75米/秒
實用升限12000米
作戰半徑（低－低－低，帶1000千克武器）240公里
（高空偵察，帶偵察艙和兩個副油箱）556公里
推重比：0.907
服役事件
1976 年 7 月 16 日，土耳其外交部收到了蘇聯方面的通報。通報中稱蘇聯“基輔”號載機巡洋艦將穿越博斯普魯斯海峽，艦上搭載有反潛直升機卡-25，還有一種全新的固定翼飛機——雅克-36M。這意味著蘇聯海軍已經擁有了艦載固定翼飛機。
事實上直到 1976 年 8 月 11 日，雅克-36M 才正式服役，並更名為雅克-38。為了這一天，蘇聯的設計者和飛行員都付出了很大的代價，多架飛機在實驗和訓練中損毀。最初損失的雅克-38 是 0302 號機，屬於第 2 生產批次的第 3 架飛機。當時是 1975 年 4 月 4 日，由米哈伊爾.迪克斯駕駛的飛機在薩拉托夫機場著陸時發動機突然停車，造成飛機機首下沉墜毀，機身著火，飛行員負重傷。
還有一次事故則是在 1976 年 3 月 4 日，蘇共中央第 25 次黨代會期間發生的。事故飛機屬於第 3 批次的 9 號機，飛行員弗拉基米爾.謝普科夫。當時飛機垂直起飛 40 秒後，開始進行轉換飛行，當噴口轉到 60 度時彈射坐椅突然將飛行員彈到空中，飛行員安全降落。不過飛機沒有馬上墜毀，因為事故發生時飛機正在進行轉換飛行，升力發動機仍然在工作，而自動控制系統也仍然在保持飛機的飛行姿態，所以飛機在無人駕控的情況下繼續向前飛行。
然而此時正值蘇共 25 大時期，如果飛機朝莫斯科方向徑直飛去並墜毀在克里姆林宮的會議所在地，那簡直是不可想像的。於是整個蘇聯防空軍進入戒備狀態，不過還好這架“無人機”並沒有朝莫斯科飛去，而是在繞了個大圈子之後飛向了薩拉托夫，速度為 650 千米/時，高度 10,000 米。此後速度逐漸減慢高度增加，結果在速度為 225 千米/時，高度為 8,000 米的時候飛機開始螺旋下墜，不過主發動機還在工作。在進行了 18 分 42 秒的飛行之後，飛機墜毀在彼爾哥德羅州的農場上，隨後飛機開始起火，好在被附近的一個司機撲滅了。
這次事件與後來在 1989 年 7 月 4 日蘇聯空軍駐波蘭部隊的一架米格-23，在飛行員已經跳傘的情況下，無人駕駛飛行穿越北約 5 國事件有著相同之處。不過從這個側面也反映出蘇聯的產品不象西方描繪的那樣粗糙，反而證明其可靠性是值得信任的。
在雅克-38 長 15 年的服役期間裡，一共墜毀了 36 架，不過並沒有人員死亡。其中彈射坐椅工作 33 次，全部彈射成功，包括 18 次自動彈射，13 次手動彈射。
雅克-38 在 1973 年到 1983 年間共生產了 143 架，隨後生產線轉為生產雅克-38M，不過僅生產了 50 架之後也被畫上了休止符，其中包括 38 架雅克-38B。這些雅克系列全部服役於蘇聯海軍，空軍則一架也沒購買，也沒有出口。此後，雅克-38 則平分給了以摩爾曼斯克為基地的北方艦隊和以海參威為基地的太平洋艦隊，此外還有少數配備給了克里米亞半島的薩基海軍航空訓練中心。
