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什么是矢量发动机?
矢量,推力,发动机什么是矢量发动机?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
阿三的苏-30MKI装备的是AL-31FP,这货就是老毛子拿来忽悠阿三的,纯粹的是实验品,就是在三姨夫加装了个可调的尾喷口,这不,在三哥身上试验完善后,老毛子自己才装备了自家版的苏30MKI,更让人无语的是,老毛子还另外的多出一个操作杆来单独控制,你让飞行员多生一只手吗?
而装备了矢量发动机的战斗机有什么提升?
别的不说,装备矢量发动机的战斗机的近战格斗能力非常强,也就是狗斗 ,近身肉搏更加灵活,也就是所谓的机动性更好 。
虽说现在是中距导弹主流,但是遇到双方战机近身格斗的机会也不少,这个时候除了双方的自身技能外,飞机的机头指向能力就很关键了,谁能更快的将对方锁定在瞄准器中,谁就占据主动,而矢量发动机提升的就是这方面的能力。
回答于 2019-09-11 08:43:50
可以使发动机的能量往不同的方向喷射使飞机能拥有比平常飞机更高的机动性
回答于 2019-09-11 08:43:50
大家都学过矢量,矢量是一个既有大小又有方向的物理量,也就是说矢量可以改变方向。这个特性反映在发动机尾喷口上就是发动机的喷出的气流可以改变方向,这个气流可以看做一个矢量,有大小有方向。发动机喷出的气流平行于飞机轴线向后。而发动机是不能转动的,想要使这个气流朝其他方向喷就要在发动机喷口处加装一个可以转动的管子,这个管套就是矢量喷管。矢量喷管相比于常规喷管的最大外观特征就是矢量喷管能够把发动机尾喷口的截面转到与飞机轴线不垂直的方向上。就像下图这样:
我们知道飞机靠各种舵面来控制飞行方向,然而在一些特殊情况下,例如大迎角,超音速机动,尾翼等舵面控制方向的能力就会因气压,气流的变化而大幅下降,这时要想有效控制飞行姿态就需要对发动机喷流进行方向调整,这就需要矢量喷管的转向来完成。矢量喷管可以使飞机进行任意的精细姿态调整,进而做出各种机动动作,例如在空中翻筋斗,摊煎饼(以机尾为轴,机头水平方向360旋转),落叶飘(飞机一边水平旋转一边垂直下降)等。我们在各种大型航展上看到的那些“逆天”的战斗机机动动作都是由矢量喷管完成的。
矢量喷管主要可以分为:二元失量喷管和三元失量喷管,二元失量喷管就是尾喷管只能作上下摆动,高温高压燃气也只能改变上下方向。三元的意思就是喷管可以360度全向偏转。从喷口形状看,二元矢量喷管的喷口是矩形的,三元轴对称矢量喷管的喷口截面是圆形的。折流板矢量喷管是靠发动机喷口处3块折流板调整喷流方向。
在矢量喷管的应用上,美国应用的二元矢量喷管。F22战斗机的尾喷管是典型的二元矢量喷管,可以上下调节角度。同普通的战斗机尾喷管相比,这种处理有两个优点:一是加强机动性。上下可调的矢量喷管提供了额外的控制俯仰的能力,可以在俯仰这个维度提高飞机的机动性。二是降低红外线特征。矩形喷口能够使高温尾喷流与冷空气充分混合,从而降低了飞机的红外线特征,也算是隐形的一部分。
二元矢量喷管还有一个优势就是利于减阻,由于喷口扁平,后机身呈纵向逐渐收扁的状态(按照常识去理解,扁平的东西在空气中受到的阻力一定比圆的东西的阻力小),这样就有效地降低了超音速巡航时的后体阻力。
当然这个东西也是有缺点的,一是二元矢量喷管只能在上下两个方向上偏转,不能全向调整喷流方向,使飞机在水平方向上的机动有所欠缺。(例如空中摊煎饼的机动)。二是损失部分推力,这个很好理解,圆是一个在各方向上对称的图形,圆截面喷管里的气流流动是均匀的,四周的流速也是均匀的。而矩形截面有棱角,在棱角处气流受阻力较大,流速降低,产生的推力就会损失。
三元矢量喷管的喷口为圆形,能够360全向偏转,任意改变推力方向。主要为俄罗斯研究并应用,因此也称为俄式矢量喷管。在这里,依据三元推力转向的机理不同,又可分为留里卡-土星式喷管和卡里莫夫式喷管。
我们可以看到,这种喷管的转动轴线是倾斜的,喷管整体转动,只能在沿轴线方向上下或左右15度的范围内偏转,从本质上将是一个二元喷管。但是俄罗斯人巧妙地把喷管轴线各向外倾斜32度,使得发动机推力在沿轴线转向时产生水平方向的分量,模拟出水平转向的效果。这是一种二维仿三维的运动。
卡里莫夫式喷管俄罗斯卡里莫夫设计局的三元矢量喷管则是真正意义上的全向转动的轴对称矢量喷管,与欧美在研的矢量喷管类似,美国也验证过这种全向推力转向的喷管。这种喷管的推力转向依靠的是一圈偏转片中每一个偏转片的精细偏转,因此可以使喷口全向偏转。
推力矢量这个技术其实不是新花样,50年代开始很多导弹都开始使用,但是一直到了80年代,战斗机设计师在70年代开始三代机格斗上得到的经验表明,普通三代机由于气动舵面天生的特性,舵面从20度大多就开始气流分离,到了30度几乎几乎不可用,整机最大可控迎角一般不超过30度,这严重限制了飞机机动性发挥,所以科学家就放弃了普通气动舵面控制这一个路子,将目光投射到发动机上。
发动机有个好处就是,安装位置靠后,而且推力巨大,稍微喷管偏转一点就可以得到很大的控制力矩,这就成了新科技的一个制高点,美国俄罗斯都耗费巨资开发推力矢量技术,扁的圆的,单方向的全方向的都有,最终F22第一个使用扁平推力矢量喷管服役,极大的提高了飞机机动性,以及隐身效能,但是带来了巨大的发动机推力损失和巨大的重量增加,即使采用了航天陶瓷技术疯狂减重,一台F119发动机推力矢量喷口加控制系统增重就超过200公斤。
美俄争霸,跟风是俄罗斯人本性,俄罗斯人在苏27上采用的扁平推力矢量技术,则遭到大败,高温燃起从燃烧室流动到喷口,圆形转方口推力损失高达14%-17%,而且发动机增重超过半吨,要知道AL-31F发动机整机才1500公斤,几乎三分之一,一架苏27使用两台推力矢量发动机的话,整机尾部就要增重1吨,为了配平机头也差不多增加1吨,全机增加2吨重量,这飞机完全废了,所以俄罗斯跪了,转向圆形推力矢量,学名叫轴对称推力矢量。
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