万法本原
上世纪80年代，美国在F-15B战斗机上，先后发展了两种TVC矢量喷口验证机，一是使用二元矢量喷口F-15 S/MTD，二是使用三元喷口的F-15 Active。但两者地位完全不同，F-15 S/MTD是美国空军与麦道公司联合进行研制的，主要用来试验提高F-15机动性能以及下一代战斗机（F-22）技术。而F-15 Active 则是由美国国家宇航局（NASA）和造发动机的普惠公司进行，主要用来试验俯仰/平衡梁式（P/YBBN）矢量喷口。这就导致两者地位并不相等，一个是类似歼-20一样的国家项目，另一个则是FC-31一样的企业项目。
实际上F-15 S/MTD和F-15 Active 是同一架飞机，都是美国空军所有的73-837号F-15B型战斗机，他先给麦道完成F-15 S/MTD项目所有测试后，1993年交给NASA进行改装，成为F-15 Active。
F-15 S/MTD的二元矢量喷口可以在上下范围内进行20°的调整，并带有收缅/扩散功能。除了验证二元矢量喷口外，F-15 S/MTD在高机动性能，短距起降，大推力发动机，三翼面布局等方面都进行探索，他是一个大的系统工程。
F-15 S/MTD的二元矢量喷口还带有反向推力的功能，喷口上还设计了百叶窗式的导流片，可以偏转引导气流向后运动产生反向推力，从而大幅度缩短降落距离。但实践中发现这套系统维护太麻烦，每次使用前后都需要检查和清理，所以F-22的F119发动机在设计之初有反推和短距起降指标，之后删除了这项要求，可以说F-15 S/MTD在为F-22进行试验和探索。
正在进行改装的F-15 Active，该机完全是为了验证俯仰/平衡梁式矢量喷口服务，这是美国当初选择的三维矢量喷管的研究方向，技术理念可以说是非常棒。之前的TVC矢量喷口，包括俄罗斯的117S等，原理都是采用导流挡板的方式，强行改变发动机尾气流方向来产生矢量推力，而这种模式最大缺点就是会导致推力损失。
但是美国普惠公司研发的俯仰/平衡梁式矢量喷口理念非常先进，他是在尾喷管布置横向运动的液压动作桶，带动三块互相交联的导流片运动，从而让尾喷管内导流片向不同方向呈现不同的角度姿态。他最主要是靠调整尾喷管内气流向不同方向运动速度，让气流自己带动向某个方向偏转，产生矢量推力，这种方式副作用最小，推力损失最小，并且在加力状态也可以照常使用。
P/YBBN矢量喷管工作示意图，例如想要产生向上的矢量，P/YBBN喷管调整后，就让喷管下方导流片较平整，气流会比较顺畅，从而流速较快，从而带动整个气流向上运动。
可以说F-15 Active的P/YBBN矢量喷管概念非常棒，要比毛子的117S等都先进一个身位，但是可惜可能太超前了，试验结果可以说是非常让人沮丧。有两个致命的问题根本无法解决，一是气流发散问题。因为P/YBBN矢量喷管主要是靠气流带动气流产生方向偏转，但试验过程中遇到严重的气流发散现象，尾部气流没有完全按照预想的方向走，部分气流朝不同方向乱窜，这种情况在飞机机动飞行时会是严重的隐患。
另一个是可靠性问题，整个P/YBBN矢量碰管是一环扣一环，互相联动的整体，这就导致如果有一个部件产生故障，那么整套系统都会失去作用，甚至会引发一连串恶性后果。这两个问题可以说是根本性的大问题，NASA和普惠至今也无法解决。所以尽管F-15 Active 的P/YBBN矢量喷管技术理念非常先进，但是太超前了，根本性问题还无法解决，无法进行实用化。
相比较下，目前技术等级下，毛子的类似万向节头的整体轴对称矢量，以及我国和欧洲的AVEN喷管技术路线。虽然技术理念来说不如美国的P/YBBN矢量，推力损失要大，但在目前情况下最适合实用化实际。美国人的二元矢量技术等级太低，而P/YBBN技术又太超前，不过人家有牛逼的发动机推力技术，不需要矢量也没关系。五岳掩赤城
二者都麦克格道格拉斯公司的技术验证型号，时间上是一先一后，是用同一台F-15进行改装的。其实目的是挖掘这两种矢量技术路线的潜力。二者都有各自的实现难度和收益，很难说哪个更好。
F-15S/MTD，也就是短距起降/机动技术验证机，用的是了2台改装的F-100-PW-200，采用二元矩形喷管，通过液压控制矩形尾喷管进行上下方向的偏折，从而实现推力矢量，最多可以偏转20度。除此之外，发动机还有反推功能，以验证短距起降能力。验证年代比较早，是从1988年开始的。
F-15 S/MTD二元矩形矢量喷管
最先试验矩形喷管的原因，这种控制技术更加简单，但机械设计和材料上比较难。因为矩形喷管天然违反了高温高压燃气均匀膨胀的规律，需要用单个挡板实现高温高压气流的偏折来实现推力矢量，那么就要求驱动挡板的驱动力矩要大；而且同时喷管还要有良好的耐热性和密封性。比如F-22上使用的二元矢量喷管，看起来就相当的厚重，同时有耐高温的陶瓷涂层。但收益也很明显，就是雷达隐身性能和红外隐身性能都不错。
1993年-1999年，麦道又在同一架F-15上试验了F-15 ACTIVE。这里的ACTIVE是即集成载具先进控制技术的意思。为F-15装上了P/YBBN（平衡梁式）的轴对称矢量喷管和进气道控制系统。由于三维轴对称矢量喷管是要实现全向任意角度的偏转，飞控代码显然更难写，需要对软硬件都进行升级；而且为了探索各种角度的飞行包线，试飞任务的复杂度比二元矢量喷管高的多。
为了验证三维轴对称矢量喷管，F-15做了相当多的改动
其实也差不多在同一时间，洛克希得也在F-16上开始F-16 VISTA/MATV（可变稳定性空中测试模拟平台/多轴推力矢量）的验证，采用的也是轴对称矢量喷管，最大差别在F-15 ACTIVE用的是平衡梁式，驱动一个同步环来同时实现收敛-扩散和偏转动作；F-16 VISTA/MATV 是在收敛片闭合后用3个120度角布置的动作筒驱动收敛片偏折。
F-16 VISTA/MATV
F-15 ACTIVE
P/YBBN式矢量喷管的原理
其实三元轴对称矢量喷管的难度不在喷管部分本身。由于可以用多个液压式动作筒，每个动作筒不需要做到太高的压强，因此难度不高。但是算法可就复杂的多了。为了实现全向各个角度飞行包线的探索，需要反复试飞和代码修改，所以F-15S/MTD从1988年到1991年只用了3年左右，而F-15 ACTIVE从1993-1999用了6年，任务量完全不在一个等级。
F-15 ACTIVE的矢量飞行控制算法示意
所以总结一下，F-15 S/MTD的二元矢量喷管在软件上好实现，但是喷管硬件实现难度较高；而F-15 ACTIVE 飞控代码更复杂，但是喷管硬件相对好做；而从实用角度看，目前二元推力矢量其实完全可以满足飞机的过失速机动性和超音速机动性的要求了，上全向推力矢量其实没啥必要，全向推力矢量能实现的动作大部分二元推力矢量也可以实现，而全向推力矢量更优秀的机动性却要付出更多更复杂的飞行试验和不在一个数量级的代码工作量，有点得不偿失。而且二元推力矢量的矩形喷管在雷达隐身和红外隐身上占据的优势更多一些。这也是美国F-22五代机用二元推力矢量。而且6代机的披露的CG图看依然大概率沿用二元推力矢量的原因。
宣仔
这个说不上谁好谁坏，无论是F-15S/MTD还是F-15 Active，它们都是试验机，其采用的矢量喷管也都是实验产品，只不过是实验目标不同而已。不过最值得一提的是，后者就是拿前者换装三元矢量喷管和飞控软件改装出来的产品。
（图为F-15S/MTD）
（图为F-15Active）
这两者在外观上的区别就仅限于不同的喷管了。不过要注意的是，F-22最终选择二元矢量喷管和F-15两架推力矢量试验机的实验没有任何关系。二元喷管的F-15Active首飞于1988年，在结束试飞的1991年8月之前，YF-22的试飞工作都做完了。但是两架原型机的实验确实很好的验证了两种推力矢量喷管的性能差别。
美国的矢量喷管发展很早，早在20世纪80年代初就基本把所有类型的矢量喷管全部实验了个遍，之后的试验机上安装的产品均来源于NASA在这一时期的实验。
F-15S/MTD这架原型机具有很强的冷战色彩，其编号中的S代表短距起降而MTD代表反推力，其安装的二元收扩矢量喷管在功能上比F-22都更为强大，采用了碳纤维材料，非常IMBA，喷管后端可以闭合产生反推力，有助于减少着陆距离，在空战中迅速减速获得空间优势。该机的喷管也是现如今唯一一种战斗机上实验过的具备反推力功能的矢量喷管）
在实验中，该机在降落时依靠反推力将起降距离均压缩到了300米以下，并且在空战中灵活使用反推力能取得一定的战术优势，喷管在两秒钟内就可以切换到反推力模式，而正常做动下只需要1.33秒就可以从+20°转到-20°，响应时间甚至要比现在Su-35S上的喷管快不少，推理损失约4.6%（F-22为2%）。
根据实验的结果，军方认为装备二元喷管的F-15S/MTD在各种作战挂载下都能满足468米长跑道上的起降需求，并且依靠超环量带来的升力增益，该机的俯仰轴机动能力，发动机推力响应明显要强于之后的F-15Active。从军用推力切换到最大加力推力的时间只有普通F-15的三分之一。
不过F-15S/MTD的喷管并不是完美的。在当时，喷管反推力付出的技术代价太大，因为该机的实验，最终美国空军坚定了F-22采用反推力设计的决心，降落距离也放宽到了600米。
F-15Active使用的推力矢量喷管我们一定不会陌生，其实就是AVEN喷管，歼-10B TVC上的喷管在技术原理和结构上就与之相似。不过AVEN喷管不具备反推力功能，除在过失速机动时具有更好的航向操作性以外，各方面相比F-15S/MTD并无优势。
战斗机解说家
为了不断挖掘提升战斗机的机动性和灵敏度、航空界的为此进行了不断技术的探索
……
矢量发动机技术／ThrustVeectorConlengine（TVC）Engine、探索与发现论证“TVC”技术就是通过涡喷／涡扇发动机尾喷口偏转、利用发动机产生的推动力、获得附加控制力矩、以实现飞机的姿态变化控制……
80年代末90年代中期美国利用／F-15B“TF-15A1”原形机进行二元矢量发动机和三元矢量发动机技术论证、以及探索短起降试验距离……
美国“普惠”
公司以及“麦克唐纳”公司分别进行了技术验证机试验。
两家公司利用F-15B改造成功一架“三翼面”布局、既将F-18的后平尾修改按装在F-15B形成“前鸭翼”……
普惠公司在F100-PW-229加装“二元矢量喷口”进行技术验证试飞。
（F-15S／MTD二元矢量发动机验证机） 
（麦克唐纳公司进行的三元矢量发动机技术验证机／F-15Actcire利用GE-F110-GE-129发动机进行试飞论证）两型号验证机参与二元矢量和三元矢量喷口技术都能够实现上下20度偏转与前鸭翼联动达到了预期效果、实现了矢量发动机技术储备的目的！
两种矢量发动机喷口技术各有利弊都影响隐身效果。
（X-31A的矢量喷口验证机）
（俄罗斯苏-35工作模式矢量发动机喷口）
（中国／J-10B矢量发动机喷口工作模式验证机） 真正实际应用矢量发动机技术的只有美国的／F-22以及F-35“闪电ll”、俄罗斯的苏-35、而且与F-15S／MTD／Actire矢量喷口验证机工作模式差别很大！
孔乙己乱弹
三元的更好一些，但是制造难度大，重量大，对飞控要求也更高。二元的比较简单，稳定
