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推力矢量发动机,中国有矢量发动机的飞机吗(五代机全都有,六代机也需要)

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发表于 2023-3-16 16:34:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于【推力矢量发动机】:矢量发动机(中国有矢量发动机的飞机吗),今天犇犇小编给您分享一下,如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。
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  • 1、推力矢量发动机:矢量发动机(中国有矢量发动机的飞机吗)
  • 2、五代机全都有,六代机也需要 推力矢量发动机咋就那么重要?1、推力矢量发动机:矢量发动机(中国有矢量发动机的飞机吗)矢量发动机(国内有矢量发动机的飞机吗)
    摘要:近日,苏-35战机正式交付中国,很多人的关注点放在其装备的117S矢量发动机上。这将是中国第一次近距离接触矢量发动机。这一期,作者将带你了解到底什么是“矢量引擎”。
    众所周知,aero 空发动机是战斗机的心脏。心术不正,战斗机就不会有过硬的战斗力。矢量发动机可以很好的提高战斗机空的战斗力和机动性。现代军用战斗机大多采用涡扇涡轮喷气发动机。矢量发动机在涡扇发动机的基础上改进了喷管设计,使发动机喷管可以向不同方向偏转,产生不同方向的推力。
    至于矢量发动机,简单来说,无非就是把普通涡扇发动机或涡喷发动机的排气管改一下,把过去只能收敛/发散的尾喷管改成可以上下偏转(如F-22)或360度旋转(Su-30MKI)的尾喷管。
    随着第四代战斗机的出现,对空战的要求提高到了一个新的高度,对发动机也提出了进一步的改进。90年代末,美国研制了F-22战斗机,这是一种典型的第四代战斗机,采用矢量发动机。F22通过在其两台F119涡扇发动机的喷嘴上增加二维喷嘴,具有额外的推力控制,F22喷嘴可以实现上下30度偏转。
    F-22发动机的矢量喷管其实很简单。为了实现矢量设计,方形设计的特点是简洁,仅使用扰流板即可实现。该装置结构简单,成本低廉,具有一定的实验研究价值。但由于其自重和外形尺寸较大,推力矢量的效率较低,不利于飞机隐身和超音速巡航,因此发展推力矢量技术只是一种实验验证方案。F22要实现矢量偏转,只需要尾部扰流板,这也是前四代隐形战机的发动机改进原理。
    那么有人会问,发动机喷口温度这么高,如何保证正常工作?F-22喷管分为两层,一层是热流层,一层是冷流层,两层之间有隔片。一般用金属片分隔冷热层,厚度只有0.3mm左右。
    不要因为这个小挡板的存在而小看这0.3mm。发动机运转过程中,人可以用船直接接触发动机表面,温度可以维持在40度左右。
    矢量发动机的突出特点是控制力矩与发动机密切相关,不受飞机本身姿态的影响。对于没有推力矢量技术的飞机,发动机的喷流与飞机轴线重合,产生的推力也沿轴线向前运动。在这种情况下,发动机的推力只是用来克服飞机的阻力,为飞机加速提供动力。因此,矢量发动机可以保证在飞机低速大迎角机动时,推力矢量提供的额外控制力矩可以用来控制飞机机动,而操纵面几乎失效。
    值得一提的是,之前俄罗斯在矢量发动机技术上领先美国,在F-22出现后不久,俄罗斯苏-35就宣布已经装备了带有矢量喷管的AL-41F发动机,即117S发动机。俄罗斯的矢量引擎技术与美国不同。俄罗斯用的是三维矢量喷管,美国只有二维喷管。在操作过程中,117S可以360度旋转。这种方法有利也有弊。优点是战斗机性能大幅提升,缺点是发动机寿命大幅缩短,重量跟不上。
    据说117S的最大推力可达12000公斤,加力推力不低于17857公斤,已经远远超过美国F-22装备的F-119发动机。俄罗斯早在供应印度的苏-30MKI上就测试过矢量发动机,但众所周知,印度每天都在沦陷。至于117S的真实性能,只有中国真正体验过之后才知道。
    2、五代机全都有,六代机也需要 推力矢量发动机咋就那么重要?

    推力矢量发动机的方案最早由美国提出,随后各航空大国开始争相研发。目前,五代机普遍采用了推力矢量技术,并且它也是公认的六代机必备的技术基础之一。推力矢量发动机结构复杂,研发难度大,为何各国都不遗余力的发展这项技术?它究竟有多重要?

    美国F-22战机采用了二元矢量喷管,其具有雷达隐身特性较好,红外辐射抑制能力较强等优点
    提高飞机机动性与隐身性推力矢量技术可让发动机推力的一部分变成操纵力,全部代替或部分代替气动操纵面,可以减少雷达反射面积;无论迎角多大或飞行速度多低,飞机都可用这种操纵力进行操纵,改善了飞机的可操纵性。由于是发动机直接产生操纵力,并且力的大小和方向容易改变,也就等于增加了飞机的敏捷性。
    对于五代机来说,除了隐身性、智能化和超音速巡航外,超强的机动性也是其必备的重要特征。以往的飞机在空中机动,只能靠机翼上的舵面偏转作用于空气来实现,效果不明显。于是只能加大空气舵的面积,以致于全动垂尾和全动鸭翼都出来了。但是全动垂尾和全动鸭翼动的出现,不但使得飞机的控制变得极为复杂,而且还对隐身有着不利的影响。为此,五代机都普遍装有矢量喷管,通过喷管的二元或者三元转动,来提高飞机的机动性。

    俄苏-35战机,采用了轴对称刚性矢量喷管技术,该喷管在一定程度上克服了二元矢量喷管机尾阻力较大和结构笨重的缺点,内流特性有所改善
    未来的六代机,为了提高隐身性能,甚至都取消了垂尾,而没有垂尾,对控制飞机的方向和飞行状态,特别要满足战斗机高机动的需求,几乎是无法完成的任务,这个时候,只有矢量喷管才能让六代机便得灵活起来,正因为如此,推力矢量技术对于六代机的重要程度更甚于五代机。

    中国的推力矢量技术研究与美国和俄罗斯都不相同,走的是隐身轴对称柔性矢量喷管技术
    存在技术缺陷推力矢量技术对于提高飞机机动性和隐身能力具有重要意义,但也存在一定技术缺陷。各国的研究表明,当飞机飞行速度较低时,采用发动机推力矢量来操纵是有利的,可以明显改善飞机的操纵性和瞬时机动性。但飞机在中、高速状态下(如马赫数0.7以上),直接采用发动机推力矢量操纵,有较大可能造成飞机姿态改变过大,导致不期望的飞行状态,严重时可造成局部动压过大导致飞机结构变形或破坏,也能导致飞机失速甚至进入螺旋,造成飞行事故。
    因此,既要将发动机的一部分推力成转化为操纵力,提高飞机机动性能,同时又要控制转化力度,不能使飞机失控,这是各国航空工业面临的新课题。
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