簡介
數學中,"元"就是未知數或變數,"二元"就是"兩個不同的方向","三元"就是"多方位多角度"。矢量尾噴就是為了提高飛機機動性而存在。二元矢量發動機和三元矢量發動機指在發動機尾噴管上安裝導流系統,使高溫高壓燃氣改變噴出方向,進而改變整機的推力狀態,以完成一系列機動。矢量噴氣系統分二元和三元兩種。二元系統的發動機尾噴管只能作上下擺動,高溫高壓燃氣也只能改變上下方向;三元系統的發動機尾噴管可作全方位擺動,高溫高壓燃氣也因此能全方位改變方向。
優點
(1 ) 良好的內特性, 使飛機能在寬廣的飛行包線內維持良好的性能;
(2 ) 容易實現反推力和推力換向, 減小起降滑跑距離, 增加飛機的機動性及低速飛行性能;
(3 ) 具有低的紅外輻射強度和雷達散射面積,使飛機的生存力提高。
較典型二元尾噴管方案有:
(1 ) 簡單收斂 擴張型二元尾噴管;
(2 ) 帶 中 心體 的 收 斂 擴 張 型 二 元 尾噴管;
;(3 ) 單邊斜板膨脹式收斂 擴張型二元尾噴管;
(4 ) 具有反推力和推力換向能力的收斂擴張型二元尾噴管。
矢量尾噴
飛機的矢量發動機說通俗點就是噴口可以向不同方向轉動以產生不同方向的加速度!簡而言之,推力矢量技術就是通過偏轉發動機噴流的方向,從而獲得額外操縱力矩的技術。我們知道,作用在飛機上的推力是一個有大小、有方向的量,這種量被稱為矢量。
然而,一般的飛機上,推力都順飛機軸線朝前,方向並不能改變,所以我們為了調這一技術中推力方向可變的特點,就將它稱為推力矢量技術。 不採用推力矢量技術的飛機,發動機的噴流都是與飛機的軸線重合的,產生的推力也沿軸線向前,這種情況下發動機的推力只是用於克服飛機所受到的阻力,提供飛機加速的動力。
採用推力矢量技術的飛機,則是通過噴管偏轉,利用發動機產生的推力,獲得多餘的控制力矩,實現飛機的姿態控制。其突出特點是控制力矩與發動機緊密相關,而不受飛機本身姿態的影響。因此,可以保證在飛機作低速、大攻角機動飛行而操縱舵面幾近失效時利用推力矢量提供的額外操縱力矩來控制飛機機動。
第四代戰鬥機要求飛機要具有過失速機動能力,即大迎角下的機動能力。推力矢量技術恰恰能提供這一能力,是實現第四代戰鬥機戰術、技術要求的必然選擇。
尾噴管的功能可以概括如下:
·以最下小的總壓損失把氣流加速到很高的速度;
·使出口壓力儘可能接近外界大氣壓力;
·允許加力燃燒室工作不影響主發動機工作,這就需要採用可調面積噴管;
·如果需要,可使渦扇發動機的核心氣流與外涵氣流混合;
·如果需要,可使推力反向和/或轉向;
·如果需要,可抑制噴氣噪聲和紅外輻射。
尾噴管的套用與影響
噴管對於發動機性能和重量有很大的影響,而且隨著飛行速度的提高其影響更大.推力矢量噴管的出現使垂直起落飛機和超機動性飛機成為可能。這裡重點說明矢量噴管對戰鬥機性能、作戰效能和壽命期費用的影響。
1、 實現大迎角過失速機動,突破失速障
利用氣動舵面進行操縱的常規飛機在迎角超過20-30°時已經無法穩態控制。而試驗證明,推力矢量飛機能在迎角大於70°時實現可控飛行,從而可以實施一系列有實戰意義的過失速機動動作,如赫布斯特機動、榔頭機動、大迎角機頭快速轉向和大迎角側滑倒轉機動等。能做這種機動的飛機在交戰時便於占據有利位置。
2、改善飛機性能、機動性和敏捷性
由於推力矢量引起的噴氣升力和超環量誘導升力,使誘導阻力降低,可以使飛機油耗降低,航程延長。推力矢量使誘導升力係數增大,從而改善飛機盤旋性能。以下列出F-15 STOL/MTD與常規F-15C的性能對比。