矢量喷嘴

✍ dations ◷ 2025-12-11 09:48:48 #喷气发动机

矢量喷嘴为一种飞行器使用的推进技术,利用矢量喷嘴达到使用推向力量的目的。早期大都用于垂直起降战机上,至1980年代末期后,开始在普通战机上广泛应用,这项零件也应用在火箭上。

飞行物体的推力是一种有强弱与方向的动量,而此种含强度与方向的动量即称为向量(TV,Thrust Vector)。旧型飞行器(飞机、导弹)的推力因受限于传统推进器喷嘴的限制,使喷射气流只能与飞行器中轴呈平行,并靠反作用力使飞行器往正前方移动而无法变换方向。现代航空科技积极发展的向量推力技术即是利用控制推进器喷嘴偏转,而达到改变喷射气流方向并进而使向量改变,此种可调整向量的技术就称为向量推力控制(TVC,Thrust Vector Control),此种推进方式通称为矢量喷嘴,目前设计中或已问世的第五代战机多均已采此种新技术。

与未装设矢量喷嘴与装设的飞行器比较之下,旧型飞行器因推力与中轴线平行,因此推力仅能提供向前的加速力,若强行进行高攻角动作则会使总推力无法平衡,造成失速。反观采用矢量喷嘴的飞行器能够透过喷嘴的偏转而使部分推力方向改变,进而控制飞行器的姿势,使飞行器的面对角度可与前进方向不同。

透过持续控制并微调矢量喷嘴,使推力不通过飞行器的重心,飞行器可进行低速率、高攻角这类在传统推力方式下必定失速坠毁的高难度动作。矢量喷嘴能够持续提供足够的平衡推力,只要机翼还有足够的升力,飞行器便可维持可受控制的失速飞行;同时,矢量喷嘴亦可在起降时提供额外的向下推力,使飞行器达到短场起降(STOL)甚至是垂直起降(VTOL)能力。

矢量喷嘴技术的最大的考验在于喷嘴偏转部分的高温问题,因推进器产生的超高温气体往正后方,直接接触的就是阻挡气体的喷嘴偏转部分,持续的高温及高压会对材质造成损伤,并失去矢量喷嘴的效果。目前的解决方式是采用耐高温材质,并在喷嘴内部设计散热孔及在喷嘴略前方设置进气孔导入冷却气流。

矢量喷嘴提供了飞行器高攻角与可控制的失速后动作,使飞行器有极大的空战优势,例如航空界著名的眼镜蛇动作等超高难度动作皆可运用适当的控制矢量喷嘴而较易达成。以往飞行器要进行大角度转向甚至是闪避动作时,得需要以高速转弯,而这会造成过大的G力,运用矢量喷嘴即可在较短时间与较低速度完成,所造成的G力亦较低。

矢量喷嘴能提高空气力学效应,相对的可使主翼及尾翼小型化,机体总重量因此能降低。翼面缩小即代表雷达反射面积缩小,使得匿踪性提高,总和增加作战力。而采用矢量喷嘴的导弹也因不需考虑轨道转角问题,故可采用垂直发射,减少发射器所占空间并增加隐匿性。

目前分为二维矢量喷嘴及三维矢量喷嘴,前者只能向上下偏折,后者则可以向上下左右的各方向偏折。新一代战机为了提高机动能力而开始引入此技术,例如美国空军的F-22与F-35(F-35的矢量喷嘴只可于垂直起降模式中启动,而且只有F-35B配备),俄罗斯空军的Su-30(Su-30MKI/MKA/MKM/SM)、Su-35(Su-35S)、Su-37、Su-57和MiG-29(MiG-29 OVT),中国人民解放军空军的J-10B TVC。不过仍有部分战机设计师倾向以先天的气动构型来增强飞机的机动性,而非用矢量喷嘴这种后天强化方式来做补救。

相关

  • 月经月经(英语:menstruation, period, monthly,古代叫做癸水,俗称姨妈到、好朋友、大姨妈、来M等),是指女性血液或黏膜定期从子宫内膜经阴道排出体外的现象。高达80%女性曾表示在月经
  • 傻朋克傻朋克(英语:Daft Punk)是一个创立于法国巴黎的电子音乐团体,由盖-马努尔·德霍曼-克里斯托和汤玛斯·本高特两位唱片骑师于1992年组成。他们将浩室与流行电音结合,在1990年代晚
  • 韭葱韭葱(别名扁葱或京葱)为葱科葱属的栽培作物。在历史上,韭葱曾被赋予多种生物学学名,但目前通常认为其是象大蒜的栽培品种。它是威尔士的代表植物。多年生宿根草本,一般作二年生栽
  • 丑纪范丑纪范(1934年7月23日-),中国湖南省长沙市人,气象学家,中国科学院院士。丑纪范1956年毕业于北京大学物理系,毕业后进入中央气象科学研究所工作,1962年首先在世界上提出将数值天气预
  • 波前波阵面(英语:wave surface)简称“波面”,为波在介质中传播时,经相同时间所到达的各点所连成的直线、曲线(二维内)或面(三维内)。也就是说,它指的是某一时刻波动所达到的各点所连成的曲
  • 喀尔巴阡山脉喀尔巴阡山脉(英语:Carpathians、捷克语:Karpaty、乌克兰语:Карпати、罗马尼亚语:Munții Carpați),绵延约1500公里,横跨中东欧,穿过捷克共和国、斯洛伐克、波兰、乌克兰和罗
  • 固态氢固态氢是氢元素的固体形态。把温度降低到氢的熔点14.01 K (−259.14 °C),即可得到。詹姆斯·杜瓦于1889年首次制取并发布成果。固态氢的密度只有 0.086 g/cm3 使其成为已知
  • 济州港坐标:33°31′N 126°29′E / 33.517°N 126.483°E / 33.517; 126.483济州市(韩语:제주시/濟州市 Jeju si)是一个位于韩国济州特别自治道的一个市级行政区,也是该道的首府,面积97
  • 普罗大众无产阶级(拉丁语:proletarius),或意译为劳动阶级,或半音译为普罗阶级,其拉丁文本字原是指古罗马最低下层的社会阶级,字源由Proles(子嗣)一字所衍生,意味该阶层的唯一贡献是延续香火并
  • Lehigh University理海大学(Lehigh University,又称利哈伊大学或里海大学)是一所以工程科学著称的美国私立研究型大学,1865年由企业家艾萨·帕克(Asa Parker)创建,位于美国宾夕法尼亚州伯利恒。自十