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1 # 貞觀防務
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2 # 飛機永動機
向量推力噴管的發展,主要分為3個階段,現在處於第二階段。
第一個階段,簡單的擾流板或者擾流片階段,這個階段,特點是原理探索,有一定效果,但是不夠高效,主要是漏氣太多,世界各國最初研究都如此進行,比如美華人的F18推力向量飛機,
美國的推力向量研究飛機,從上到下依次是F18harv,X-31,F16vista,這個階段的研究主要是拿到初步的效果,最終這些試飛實驗給後來的四代機F22打下了很好的基礎
第二階段就是實用轉動噴管階段。
這個階段包含了2種技術,一種是扁嘴的二元推力向量,以F22為代表,這種推力向量重量重,但是紅外隱身特性好,後體阻力小。
F22使用的二元推力向量噴口,效果好,但是太重,沒有得到廣泛應用
另一種就是圓形的三元推力向量,以蘇35為代表,這種推力向量噴管,改造簡單,俄製設計比較笨重,可動段太長,歐美的比較輕巧,可動段超短,中國殲10B的推力向量也是這種設計。
蘇35的推力向量噴管,過於笨重,可動段太長,設計效果比較差
第三階段就是流體驅動推力向量,這種沒有可動部件,就靠氣流調節噴管壓力分佈,現在還在研發之中,好處是隱身好,輕巧,麻煩就是效率差點。
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3 # 利刃號
熟悉軍事尤其是熟悉空軍的朋友們一定知道,向量噴管對於現代戰鬥機而言有著至關重要的意義,尤其是隱身戰機如果沒有向量噴口幾乎不具備機身五代機的資格。
按照基本用途,向量噴管可以分為2類。第一類向量噴管是為了幫助戰鬥機實現垂直起降而特別設計的,比如我們熟悉的來自美國的F-35B和鷂式戰機戰鬥機;第二類則致力於提升戰鬥機整體機動效能,最典型的例子當屬其在F22戰鬥機上的運用。由於有了向量噴管,F22在作戰中的靈活性大大提升。
然而,萬事萬物都有其發展的一般過程,對於軍事研發應用而言更是如此。向量噴管也並不是天生就與戰鬥機相配而成的,其發展也經歷了三個階段。
第一階段、即原理探索階段。向量噴管剛剛進入空軍視野之中,對其具體功能尚在探索之中。因而這一階段主要集中在簡單的擾流板等環節上,雖然也取得過一些成效,但總體而言效率較低,漏氣問題較為嚴重,尤其是對發動機動力的損耗簡直不能忍。
第二階段、同時也是當前所處的階段,即實用轉動噴管階段。這一階段中有兩大技術得到了普遍應用。一種是F22所使用的二元推力向量噴管,阻力小,但同時重量也過重。另一種則是蘇35所採用的圓形三元推力向量噴管,外表上看起來也比較笨重。
第三階段、則是尚在研發之中的流體驅動推力向量,從名字上就不難看出,其主要原理在於利用氣流對噴管壓力進行調節,隱身效能無疑是十分出色的。但在理論上看,其效率或許也將受到影響。(下圖這種只在噴口處加上簡單葉片的向量噴口才是未來發展的主流)
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戰鬥機的向量噴管分為兩大類,一類是主要用於提高飛機的機動效能的。比如Su-35,F-22的向量噴管。另一類則是為了讓飛機具備垂直起降能力的。比如英國的AV-8鷂式,雅克-38,美國的F-35B。
這裡就著重講講前者。最早的推力向量技術出現在二戰,也就是V-2火箭上的燃氣舵,主要是為了解決高空空氣稀薄環境下火箭的控制。而推力向量技術真正走向航空應用,特別是用來提高飛機的飛行效能,則是20世紀70年代的事情。
1973年年底開始,美國空軍飛行動力學實驗室用了一年半的時間,對85種推力向量的不同噴管作了系統性的研究,從靜態效能,冷卻要求,重量,阻力,複雜程度,反推力等方面進行了系統性的評估,從中篩選出了18種較為滿意的向量噴管構型。後來的F-117A,B-2,F-22都採用了二元推力向量噴管。
根據他們的研究認為:當飛機的推重比高於0.6時,向量噴管就能帶來的明顯的收益。最終美國欽定的下一代標準向量噴管就是2D-C/D,二元收擴噴管。
中國在80年代末90年代初開始了對推力向量噴管的系統性研究。當時得出的研究結論是:技術成熟的二元向量噴管相比軸對稱向量噴管有著無可比擬的效能優勢,但是介於難度太高,應該先研究軸對稱向量噴管。於是到了今天,J-10上就開始試飛AVEN向量噴管了,這是一種軸對稱向量噴管。
前蘇聯在80年代初開始向量噴管的系統性研究,得出了和中國相似的結論,不過前蘇聯的技術實力更強,開發出了實驗型的二元向量噴管,並取得了一定的效果,但是仍然因為一些技術的不足,最終沒有采用。