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矢量发动机的概念是什么?
矢量,推力,发动机矢量发动机的概念是什么?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
从这里可以看出“矢量”控制方式在许多自动控制场合都会用到,比如我们家用空调中,有的也会用到矢量控制技术,通过这种技术可以既可以节省电能,又能达到温度控制精准舒服。那么关于航空发动机的矢量控制也是航空发动机研发人员的追求目标。我们知道航空发动机的制造技术属于机械制造中的皇冠级别,世界上能够独立制造出性能优越的航空发动机的国家屈指可数,对于能够制造出矢量控制技术的航空发动机制也只有美国、俄罗斯等少数航空发动机制造强国才能制造出。
近年来随着我国在研发航空发动机上加大了研发力度,我国已经处于航空发动机制造大国了,所研制的太行发动机已经应用到我国四代战机和五代战机上了,比如歼十D和歼20这样的先进战机。但是对于民用客机中使用的航空发动机还需要引进,比如我国已经试飞成功的国产大飞机C919所用的发动机是由美国通用和法国联合研制的新一代喷气式航空发动机。
对于我们说的矢量航空发动机,更多的是应用在战机上。因为矢量控制的航空发动机它的喷口可以向不同方向偏转,这样它就可以产生不同方向的推力。这个推力是通过尾喷管的偏转,利用发动机产生的推力来获取附加的控制力矩,能够实现飞机的各种姿态控制,我们知道战斗机如果使用矢量发动机当做“落叶飘”、“眼镜蛇”等机动动作时就会变的很容易。这是因为矢量发动机可以保证飞机在做低速、大仰角机动飞行时,当操纵舵面接近失效时,它可以利用推力矢量提供的附加力矩来控制飞机的机动动作。
矢量发动机具有矢量推力之后,由于发动机喷管可以上下偏转,它可以产生绕飞机重心的俯仰力距,这时推力就发挥了和飞机操纵面一样的作用。这时矢量发动机产生的推力只与发动机有关系,而与飞机的状态就没有关系了,通过大量实践表明,当使用矢量发动机产生的附加偏转力矩后,对飞机的升力提升也有提高作用。总之,矢量发动机是现在各国研发的重点,它的优点是普通发动机无法比拟的。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
矢量发动机大家应该听得多了,尤其是在五代机上面,大推力的矢量发动机是必不可少的一环,那么什么是矢量发动机呢?最简单的定义就是喷口可以往不同的方向转动从而产生不同方向推力的一种发动机,即发动机推力的方向是可控的而不是固定的,其实学过中学物理的从名字中也可以大概知道这是怎样的发动机了,因为矢量就是由大小和方向定义的一种物理量(对应标量是只有大小没有方向的)。
矢量发动机对飞机的机动性可以起到很好的附加作用,通过控制发动机尾管的偏转,就能获得不同方向的推力与附加力矩,从而实现飞机的各种机动动作,但是大家要注意,矢量喷口的存在并不能使得发动机获得额外的推力,作用仅仅是改变高温高压喷气的方向。
至于矢量发动机的推力比(推力比数值越大,则发动机的性能越好)大于普通发动机,那是因为矢量喷口的转动会损失一部分喷气能量,使得发动机的推力低于理论数值,而为了弥补这一部分损失的推力,就必须在保证矢量喷口在可以损失推力的情况下发动机整体给予更大输出功率,获得更大推力,所以这也是为什么矢量发动机的制造门槛那么高的原因之一!
对于普通发动机来讲,矢量发动机能给战斗机带来更好的机动性,比如短距离起降和狗斗时的敏捷性,这个想必不用我多说了,另一个重要的优势就是可以减重和增推,因为一般发动机的功率远大,其体积和重量也相对会更大,那么对整个飞机的控制以及气动布局都会有影响,使得飞机的整体重量也更大,但是矢量发动机可以解决这个问题,因为矢量发动机能在输出相同推力的同时,让飞机整体拥有较小的结构重量(不是发动机轻了,而是飞机整体都减重了),即矢量喷口其实就相当于替代了飞机一部分的控制功能,所以整个机体在机动控制方面的设计数量和面积就可以相应减少,从而使飞机整体重量减小!
最后一点就是隐身性能,前面也说了,矢量发动机可以有效减少飞机整体飞控面积的设计,而飞机的隐身性能绝大部分又体现在气动布局上,而不是大家以为的隐身涂料上,所以,减少飞控面积其实就相当于变相的提高了隐身性,因为反射的雷达波也相应减少。最后说一句,矢量发动机可以说是人类科技之大成,目前只有美俄才彻底掌握了制造方法!
回答于 2019-09-11 08:43:50
矢量就是力和方向的组合,矢量发动机里面的矢量是主动矢量,有矢量发动机的战斗机动作是可控的。
在没有推力矢量发动机之前,飞机在空中操作主要是机械操作,靠的是控制战斗机的是各种控制面。有了发动机矢量喷口,就可以主动的去控制战斗机了,更灵活,更方便,战斗机能做出不可想象的动作。
推力矢量喷口有分两种,一种是上下转动,结构比较简单,失去动力比较少,比如美国的F22。再有一种就是喷口可以360度旋转,技术难度相对比较大大,动力损失也比较大,大约在3%~5%之间。这种喷口俄罗斯用的比较多,比如苏35,苏57。当然美国和俄罗斯两种喷口都试验过,都有深厚的基础。
那么中国的推力矢量喷口是哪一种呢?应该是和俄罗斯比较相似的360度旋转喷口。中国应该两种喷口都试验过,中国之所以选择360度旋转喷口,应该是看中了他的高灵活性。从2018年中国的歼10B的精彩表演就看出,中国的推力矢量技术已经相当成熟,应该比俄罗斯的产品更优秀,中国歼20应该装备的就是这种喷口。
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