五代機全都有,六代機也需要 推力矢量發動機咋就那麼重要?

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五代機全都有,六代機也需要 推力矢量發動機咋就那麼重要?

推力矢量發動機的方案最早由美國提出,隨後各航空大國開始爭相研發。目前,五代機普遍採用了推力矢量技術,並且它也是公認的六代機必備的技術基礎之一。推力矢量發動機結構複雜,研發難度大,為何各國都不遺餘力的發展這項技術?它究竟有多重要?

五代機全都有,六代機也需要 推力矢量發動機咋就那麼重要?

美國F-22戰機採用了二元矢量噴管,其具有雷達隱身特性較好,紅外輻射抑制能力較強等優點

提高飛機機動性與隱身性

推力矢量技術可讓發動機推力的一部分變成操縱力,全部代替或部分代替氣動操縱面,可以減少雷達反射面積;無論迎角多大或飛行速度多低,飛機都可用這種操縱力進行操縱,改善了飛機的可操縱性。由於是發動機直接產生操縱力,並且力的大小和方向容易改變,也就等於增加了飛機的敏捷性。

對於五代機來說,除了隱身性、智能化和超音速巡航外,超強的機動性也是其必備的重要特徵。以往的飛機在空中機動,只能靠機翼上的舵面偏轉作用於空氣來實現,效果不明顯。於是只能加大空氣舵的面積,以致於全動垂尾和全動鴨翼都出來了。但是全動垂尾和全動鴨翼動的出現,不但使得飛機的控制變得極為複雜,而且還對隱身有著不利的影響。為此,五代機都普遍裝有矢量噴管,通過噴管的二元或者三元轉動,來提高飛機的機動性。

五代機全都有,六代機也需要 推力矢量發動機咋就那麼重要?

俄蘇-35戰機,採用了軸對稱剛性矢量噴管技術,該噴管在一定程度上克服了二元矢量噴管機尾阻力較大和結構笨重的缺點,內流特性有所改善

未來的六代機,為了提高隱身性能,甚至都取消了垂尾,而沒有垂尾,對控制飛機的方向和飛行狀態,特別要滿足戰鬥機高機動的需求,幾乎是無法完成的任務,這個時候,只有矢量噴管才能讓六代機便得靈活起來,正因為如此,推力矢量技術對於六代機的重要程度更甚於五代機。

五代機全都有,六代機也需要 推力矢量發動機咋就那麼重要?

中國的推力矢量技術研究與美國和俄羅斯都不相同,走的是隱身軸對稱柔性矢量噴管技術

存在技術缺陷

推力矢量技術對於提高飛機機動性和隱身能力具有重要意義,但也存在一定技術缺陷。各國的研究表明,當飛機飛行速度較低時,採用發動機推力矢量來操縱是有利的,可以明顯改善飛機的操縱性和瞬時機動性。但飛機在中、高速狀態下(如馬赫數0.7以上),直接採用發動機推力矢量操縱,有較大可能造成飛機姿態改變過大,導致不期望的飛行狀態,嚴重時可造成局部動壓過大導致飛機結構變形或破壞,也能導致飛機失速甚至進入螺旋,造成飛行事故。

因此,既要將發動機的一部分推力成轉化為操縱力,提高飛機機動性能,同時又要控制轉化力度,不能使飛機失控,這是各國航空工業面臨的新課題。

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