垂直起降的飞机有哪些

垂直起降的飞机主要涵盖固定翼垂直起降战斗机、倾转旋翼机、复合式直升机以及部分验证机型与未来概念机，它们通过不同的气动布局与推进技术实现无需长距离滑跑的起降能力，在军事与民用领域均有重要应用。

       当我们谈论能够在几乎原地拔地而起，又无需漫长跑道即可降落的飞行器时，心中浮现的往往是科幻电影中的场景。然而，这类被称为垂直起降的飞机，早已从图纸走向现实，并在蓝天中书写了超过半个世纪的传奇。它们的存在，彻底改变了我们对飞行器起降场地的传统认知，将机场从广袤的平原、海滨，浓缩至一座大楼的屋顶、一艘军舰的甲板，甚至一片林间的空地。那么，究竟有哪些飞机拥有这种神奇的能力？它们又是通过何种精妙的设计来实现这一目标的？本文将为您深入梳理与解析。

       垂直起降的飞机有哪些

       要回答这个问题，我们首先需要理解“垂直起降”这一概念的核心。它指的是飞行器在不依赖前进滑跑的情况下，主要依靠自身动力系统产生的垂直方向推力或升力，实现从地面或甲板垂直上升至空中，以及从空中垂直下降至地面或甲板的过程。根据实现这一能力的技术路径和气动布局的不同，我们可以将现有的垂直起降飞机分为几个主要类别。

       一、 喷气动力垂直起降战斗机：军用领域的尖刀

       这类飞机是垂直起降技术中最广为人知、也是目前技术最成熟、应用最广泛的代表。它们本质上是喷气式战斗机，但通过独特的设计，拥有了直升机般的起降灵活性。其核心技术在于动力系统，通常采用一台或两台具备矢量喷管的主发动机，配合一系列用于姿态控制的微型喷口。

       最经典的例子莫过于英国的“鹞”式战斗机及其美国衍生机型AV-8B。它们采用一台飞马涡扇发动机，发动机装有四个可以旋转的喷口。当喷口转向下方时，发动机的推力直接向下喷出，提供垂直升力将飞机托起；当飞机升空后，喷口逐步向后旋转，推力转为向后的水平推力，推动飞机向前加速，过渡到常规固定翼飞行模式。这种设计使得“鹞”式家族可以从前线简易场地、小型军舰甚至商船甲板上出击，极大地提升了战术灵活性。

       而当今世界最先进的垂直起降战斗机，无疑是美国的F-35B“闪电Ⅱ”。它采用了更为复杂的升力风扇加矢量喷管组合动力系统。其核心是一台大推力F135涡扇发动机，通过一根传动轴驱动位于飞行员座舱后部的升力风扇。在垂直起降时，发动机尾喷管向下偏转，同时升力风扇向下喷出高速气流，两者共同提供主要升力。此外，机翼两侧还有可偏转的喷管提供平衡控制。F-35B不仅实现了垂直起降，还保持了出色的超音速飞行和隐身能力，代表了该领域的最高技术水平。苏联时期也曾研制过雅克-38等垂直起降战斗机，但性能和用途较为有限。

       二、 倾转旋翼机：融合固定翼与直升机的优势

       如果说喷气式垂直起降战斗机是“会悬停的喷气机”，那么倾转旋翼机则可以看作是“飞得很快的直升机”。这类飞机的标志性特征是其机翼两端的发动机短舱连同巨大的螺旋桨（旋翼）可以整体旋转。

       当需要垂直起降时，旋翼轴垂直于地面，如同直升机的旋翼一样，通过旋转产生向上的升力。一旦离地并达到一定高度，发动机短舱便开始向前倾转，旋翼逐渐转变为类似固定翼飞机螺旋桨的角色，提供向前的拉力。同时，随着空速增加，固定机翼开始产生升力，承担主要的飞行任务。此时，飞机就像一台涡轮螺旋桨飞机，能够以比直升机快得多的速度（通常超过500公里每小时）和更高的效率进行巡航飞行。

       目前世界上最成功、也是唯一投入大规模军事使用的倾转旋翼机是美国的V-22“鱼鹰”。它被美国海军陆战队、空军和海军广泛用于突击运输、搜救等任务，能够从两栖攻击舰或野外场地起降，并以接近固定翼运输机的速度将部队或物资投送至远方。贝尔直升机公司和波音公司联合研制的V-22，证明了这种构型的实用价值。此外，贝尔公司还在其基础上发展了民用型号贝尔-波音609（现为AW609），旨在开拓高端公务运输和搜救市场。

       三、 复合式直升机与推力辅助直升机

       这类飞行器以直升机为基础，但增加了额外的推进装置或升力面，以克服传统直升机速度慢、航程短的缺点，同时保留其垂直起降的核心能力。它们实现垂直起降的方式与传统直升机无异，都是依靠顶部主旋翼产生的升力。

       例如，美国西科斯基公司的S-97“突袭者”直升机，在保持共轴双主旋翼提供升力和基本操纵的同时，在机尾加装了一个推进螺旋桨。在巡航时，推进螺旋桨提供主要的前进动力，使飞机速度大幅提升（超过400公里每小时），而主旋翼则主要提供升力并卸载，从而提高了效率。类似的，欧洲空客直升机公司的X3验证机也采用了这种主旋翼加推进螺旋桨的复合构型，取得了优异的高速性能。

       还有一些设计更为激进，例如美国贝尔公司为美国陆军“未来攻击侦察机”项目竞标而推出的贝尔360“不屈”，它采用了无尾桨设计加尾部推进螺旋桨的布局。而西科斯基-波音团队为“未来远程突击机”项目推出的SB>1“挑衅”则是一款共轴双旋翼加推进螺旋桨的复合直升机。这些机型都旨在实现比传统直升机快得多的巡航速度，同时不牺牲垂直起降和悬停能力。

       四、 尾座式垂直起降飞机与验证机

       这是一类非常特殊的垂直起降飞机，其起降姿态与常规飞机截然不同。在起飞和降落时，飞机机身垂直于地面，像火箭一样“站立”在尾部，依靠发动机的推力垂直上升或下降。一旦升空，再通过复杂的操纵程序，逐渐转变为水平飞行姿态。

       历史上著名的例子包括美国1950年代的康维尔XFY-1“弹簧高跷”和洛克希德XFV-1。它们都是尾座式垂直起降验证机，旨在为海军舰艇提供一种不依赖跑道的舰载战斗机。飞行员需要近乎躺着驾驶飞机进行垂直起降，对技术和心理都是巨大挑战。尽管这些项目最终未能量产，但它们为垂直起降技术积累了宝贵的数据和经验。

       现代的一些小型无人机和概念飞行器也采用了类似的尾座式设计，因为它结构相对简单，可以像多旋翼无人机一样垂直起降，又能像固定翼飞机一样高效巡航。

       五、 电动垂直起降飞行器：城市空中交通的未来

       随着电池技术、电机技术和飞行控制技术的进步，电动垂直起降飞行器正成为航空领域最炙手可热的新星。它们通常被归入“城市空中交通”或“先进空中交通”的范畴，旨在为城市内部及城郊提供快捷的空中出行服务。

       这类飞行器的构型多种多样。最常见的是多旋翼构型，类似放大版的消费级无人机，通过多个电动螺旋桨提供升力，结构简单，控制可靠，例如亿航智能的载人自动驾驶飞行器。另一种是复合翼构型，它结合了多旋翼和固定翼的特点：机身上方或周边布置多个升力电机用于垂直起降和悬停，同时具备一对固定机翼用于巡航飞行。在起飞后，升力电机可以部分或全部关闭，由尾部的推进电机驱动飞机像普通飞机一样飞行，极大地提高了航程和效率。中国的峰飞航空、美国的乔比航空等公司都在开发此类产品。

       还有更为前沿的倾转构型电动垂直起降飞行器，其原理与V-22“鱼鹰”类似，但使用电力驱动，例如美国乔比航空的S4原型机（最初设计）和德国百合航空的产品。此外，矢量推力构型，即通过多个可以偏转的电动涵道风扇来提供升力和推力，也是一种重要方向，如美国阿彻航空的“午夜”机型。

       六、 其他特殊构型与概念设计

       除了上述主流类别，航空史上还出现过许多脑洞大开的垂直起降设计方案。例如，升力发动机构型，即在飞机上单独安装多台专用于垂直起降的小型发动机，起飞时启动，平飞时关闭或怠速。早期的法国“幻影”IIIV验证机和苏联雅克-38就部分采用了这种思路，但额外发动机带来的重量和油耗代价很大。

       再如，喷气升力构型的衍生版本，德国在上世纪60年代研制的VJ-101C验证机，其机翼两端的发动机短舱可以整体倾转，可以看作是喷气动力版的倾转旋翼机。而道尼尔公司研制的Do-31则是一款喷气式垂直起降运输机验证机，它在主翼下吊装了多台升力发动机，试图实现战术运输机的垂直起降能力，技术非常复杂。

       如今，随着分布式电推进技术的发展，新的概念层出不穷。例如，将数十个甚至上百个小尺寸的电动风扇集成到机翼或机身中，通过精确控制每个风扇的推力来实现垂直起降和高效巡航，美国国家航空航天局等研究机构正在探索这一路径。

       七、 如何根据需求选择垂直起降方案

       了解了如此多种类的垂直起降飞机后，一个自然的问题是：它们各自适用于什么场景？这取决于对速度、航程、载重、复杂度、成本和噪音等多方面的权衡。

       对于追求高速、高机动性和隐身性的军用战斗机，像F-35B那样的升力风扇加矢量喷管方案是目前的最优解，尽管它技术复杂、造价高昂。对于需要兼顾垂直起降、中等速度和大载重运输的军用任务，倾转旋翼机如V-22“鱼鹰”展现了无可替代的价值。而对于希望大幅提升速度，同时又不想完全放弃直升机操作习惯和起降灵活性的用户，复合式直升机（如S-97、SB>1）是理想的升级方向。

       在民用和城市空中交通领域，电动垂直起降飞行器正凭借其低噪音、零排放、运营成本相对较低和起降场地灵活的优势脱颖而出。多旋翼构型适合短途、点对点的摆渡；复合翼构型在航程和效率上更有优势，适合更远的城际旅行；而倾转构型则试图在效率、速度和噪音之间取得最佳平衡。

       八、 技术挑战与发展趋势

       尽管形态各异，但所有垂直起降的飞机都面临着一些共同的核心挑战。首当其冲的是能量效率问题。垂直起降阶段需要发动机或电机输出巨大功率以克服重力，能耗极高，这直接限制了飞机的有效载荷和航程。如何优化动力系统，减少垂直起飞阶段的能量消耗，是永恒的研究课题。

       其次是飞行控制与过渡飞行安全。从垂直飞行模式平稳、可控地过渡到水平飞行模式（或反向过渡），是飞行中最复杂、最危险的阶段之一。飞机容易陷入不稳定状态，需要极其精确和可靠的控制系统。现代电传飞控和计算机控制技术是解决这一问题的关键。

       此外，还有噪音问题，尤其是对于要在城市中心运营的电动垂直起降飞行器，其起降和悬停时产生的噪音必须被严格限制。以及基础设施问题，垂直起降虽然降低了对跑道的依赖，但仍需要安全的起降场、充电/加油设施和空管系统的支持。

       展望未来，垂直起降技术的发展将更加多元化。军用领域将继续向更高性能、更强生存能力和更广的任务适应性迈进。民用领域，电动垂直起降飞行器的商业化运营将是未来十年的主旋律，自动驾驶技术将逐步融入，最终目标是建立安全、高效、规模化的城市空中交通网络。同时，混合动力、氢能源等新能源形式也可能为垂直起降飞机带来新的突破。

       总而言之，垂直起降的飞机家族远比我们想象的丰富和精彩。从叱咤风云的舰载战斗机，到颠覆运输模式的倾转旋翼机，再到即将融入我们日常生活的空中出租车，它们共同的核心魅力，在于打破了跑道对飞行的束缚，让天空的入口无处不在。无论是军事行动的突然性，还是民用交通的便捷性，都因这项技术而得以重塑。当我们下一次仰望天空，看到一种能以不可思议方式起降的飞行器时，或许就能对它所代表的技术脉络和人类智慧，报以会心一笑了。

       探索各类垂直起降的飞机，不仅是在盘点一份航空器名录，更是在回顾一段人类不断挑战物理规律、拓展活动边界的创新史。随着技术不断演进，这份名单必将越来越长，而它们与我们的天空和生活，也将结合得越来越紧密。