矢量发动机技术 谈谈矢量发动机 讲一点大家不知道的矢量技术

2018-10-03 - 矢量发动机

看了一篇关于J20的矢量发动机的帖子,觉得不是很专业,讲一些关于矢量发动机方面的东西吧……

先说说发展矢量技术有三大原因

一是敏捷性,提高飞机的格斗能力,这个大部分网友都知道,但是敏捷性也要包括短距离起降概念,这个很多人不知道了。矢量技术早期研究后今后的一个发展目的,就是短距离起降。其实英国"鹞"式垂直起落飞机的飞马发动机就是一种原始的喷流矢量技术;

矢量发动机技术

二是减重和增推,这个大部分人不理解,发动机功率大,对飞机飞行有好处,但是同时发动机会更沉,而飞机的控制系统和控制气动力平面会更大更多,导致飞机更重,用了矢量发动机,能减轻这个结构重量,能用相对小推力的发动机解决更大的问题,这个概念和导弹的燃气舵相通;

矢量发动机技术

F119矢量发动机测试

三是隐身,美国人搞F-22时认为,结构隐身重要,外形隐身也很重要,而减少外形中飞控气动力平面的数量和面积是最佳捷径,装上矢量发动机的喷口,可以有效减少飞控面的数量,对隐身起到好处,所以F-22和YF-23都有这个,没有,不能参与竞争……

再说说目前四种矢量技术在涡扇航空发动机上应用

一是扰流矢量舵片技术,美国、欧洲、俄罗斯、日本都有型号,原理和燃气舵相类,不过这个舵片是不可焚化的;这个最简单,对发动机要求也低,对轻型飞机的机动性能提高的多,起点低;典型的就是美国人和德国人80年代搞的那个号称超越了"眼镜蛇机动",轻易在格斗中击落美国海空军所有现役飞机的那个验证机;

二是二元矢量喷口,这个力只能垂直在飞机的飞行线路上,无论怎么飞,这个力只能是垂直作用的,比如美国人的是四片,但是左右两侧是死的,能动的就是上下,飞机平飞,则力可以上下作用,飞机侧飞时,才能所谓的"左右摆动";

美国人的是四片,但是左右两侧是死的,能动的就是上下

三是多元矢量喷口,也是轴对称技术,二元矢量比扰流矢量舵片要先进,但是还是在垂直摆动的水平,对飞行器的调控性能有限,所以从敏捷格斗导弹上开始出现了所谓"360度"喷口的研究(这个开始主要为垂直发射的防空导弹,快速变向,更好的降低因为爬升而损失的时间及燃料,从而降低导弹的重量并增加拦截效率),后来因为结构重量等问题,反而在飞机这类大型飞行器上得到了应用,最典型的就是前苏联的,这个都知道了;

四是喷流技术,这个是研究的大方向,现在发动机都是从飞机屁股往后面喷气,今后可能是从飞机的后半球N个小喷气孔协调的盆子,极大的减少了飞机的飞行气动力控制平面的数量,很好的促进了翼身融合;目前在无人机上已经得到了很好的验证。

今后再发展,就是发动机内矢量等领域,比如装反推,目前的反推,都是装置喷口外,用于短距离降落的,今后可能会用于飞行中的控制,比如发动机内气流调节,这个目前的调节,大部分都是进气口用唇瓣或者DSI等调节,出气调节多用降温等(如等离子技术用于涡扇发动机的调节),今后,很有可能会在涡扇发动机里面就应用矢量导引舵片或管道,对气流喷射直接进行控制,从而促进飞行器的飞控。

最后点评下矢量发动机的应用

无论啥用的矢量,关键是和目标飞机配合好,SU-27的矢量发动机,属于后加上的,只能说俄罗斯人牛,但是并没有真正发挥好发动机的水平,也没有真正改良好SU-27的原始气动力及机体结构;F-22的矢量,是原生的,从飞行器设计伊始就融入了矢量理念,所以飞机的气动力性能发挥的不错,而且的确起到了敏捷性提高,结构重量相对减少,隐身性能提升的作用;这个例子,好比给宝来汽车,换大马力发动机,并且装上尾翼(矢量);再好,也不如真正的F1跑车……

俄罗斯发动机矢量喷口

我国的J20面临的发动机推力问题,和发动机适配性问题(国产的慢,赶不上试飞,推力也相对小),所以一开始并没有上矢量;而我国对矢量的研究起步不晚,尤其是导弹上的各种矢量,水平还是极高的;但是涡扇上的,限于过去的发动机推力不行,所以一直是以跟进、低水平验证为主,并没有像美苏等那样,在70年代就开始筹划专业的矢量试飞型号。

这需要一段时间,太行发动机成熟后,咱们就可以好好飞一飞,从风洞中吹的那个赛车模型,到用宝来改跑车,再进步到一步到位设计F1赛车……(文 zibao)  

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