矢量喷嘴

✍ dations ◷ 2025-11-24 00:51:30 #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

  • 脚气病脚气病是一种由缺乏维生素B1引起的疾病,病症包括体重下降,精神萎靡,感官功能衰退,体虚,间歇性心律失常。西方诸语言中的脚气病多为Beriberi一词,它是由僧伽罗语引用过来,在僧伽罗语
  • real-time RT-PCR即时聚合酶链式反应(英语:Real-time polymerase chain reaction)是一种在DNA扩增反应中,以萤光染剂侦测每次聚合酶链锁反应(PCR)循环后产物总量的方法。此实验法已被众多科学家采
  • 旗山端旗山端为台湾国道十号的终点,位于台湾高雄市旗山区,指标为33k。
  • 藜芦藜芦(学名:Veratrum nigrum)为百合科藜芦属下的一个种。
  • 英达英达(1960年7月7日-),是一位中国满族演员和导演。英达毕业于北京大学心理学系,1984年到1987年在密苏里大学戏剧表演系学习。2017年2月,他在美国因涉嫌洗钱被捕。英达一家是国内著
  • 门诺会门诺会(Mennonite)是由门诺·西门创立的基督新教宗教团体。2006年时,该教会于全球有150万名信徒。发源于欧洲,但现时绝大部分的教徒在美加等地。重浸派在16世纪后半期以前,有一些
  • 白鼻浣熊白鼻浣熊(Nasua narica),又名白鼻豿,是一种浣熊。它们的吻及尾巴很长,尾巴有6-7间斑纹。它们的犬齿很大,臼齿可以磨碎东西。白鼻浣熊栖息在美洲的林地,如森林、雨林。它们生活在海
  • 汉字字汇汉字字汇(英语:Ideographic repertoire),在中文信息处理领域中,是指“用汉字编码字符集或者类别指定的汉字集合”。用汉字编码字符集指定的集合如:GB 2312、GBK、JIS 0208。用类别
  • 文字处理器文字处理器(英语:word processors),文书软件,用作桌面出版(例如文书格式处理)的电脑软件,它与文本编辑器不同之处是在于它并非用作编写程序,而是用来给普通文书工作者使用,以编写书信
  • 大宋宣和遗事《大宋宣和遗事》,简称《宣和遗事》,是知名的话本,是成书于南宋的笔记小说辑录,结合了多个类型的笔记小说并以说书的方式连贯而成,作者不详。现今流传为后人所著,已非宋代原本。宣