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发信人: tldj (秃驴), 信区: Green
标  题: 歼十要上推力矢量技术的理由 
发信站: 哈工大紫丁香 (Tue Oct 28 21:29:56 2003), 站内信件

推力矢量技术能让发动机推力的一部分变成操纵力，代替或部分代替操纵面，从而大大减
少了雷达反射面积，不管迎角多大和飞行速度多低，飞机都可利用这部分操纵力进行操纵
，这就增加了飞机的可操纵性。由于直接产生操纵力，并且量值和方向易变，也就增加了
飞机的敏捷性，因而可适当地减小或去掉垂尾，也能替代其他一些操纵面。这对降低飞机
的可探测性是有利的，也能使飞机的阻力减小，结构重减轻。因此，使用推力矢量技术是
解决设计矛盾的最佳选择。



 



研究还表明，当飞机在飞行速度较低时，采用推力转向这种飞行控制装置是绝对有利的，
速度大时，代价要大些，但是从保证飞行控制有足够的安全裕度出发还是需要配备一些操
纵面。代替垂尾起偏航操纵的一些操纵面研究，对于使用推力矢量技术的无尾飞机的研究
来说，也是一项艰巨的任务。其中包括复杂的控制软件的研究。



 



对推力矢量技术的研究主要反映在推力转向的方法研究上，如叶片式转向、尾喷管转向、
逆流推力转向及吸气推力转向的研究等；推力转向控制及其与飞机、发动机控制一体化研
究；推力矢量技术对飞机总体性能的影响研究；推力转向与隐身一体化研究；应用推力转
向对提高战术效能的影响等。在研究所使用的方法中，数值计算在机理探讨中起了作用，
但不能涉及分离流，因此试验占有很重要的位置，特别是早期的风洞试验，后期的遥控模
型自由飞试验和飞行演示试验。



 



现代战斗机具有超机动性能可扭转不利的空战态势，由被动化主动。采用推力矢量控制的
战斗机可具备超机动性能，提高空战效能。X-31飞机的布局非常一般，但使用了推力矢量
技术后，机动性、敏捷性的都有很大的提高，创立了4个过失速机动里程碑：在70°迎角下
飞行53秒；在 70°迎角下作360°的绕速度矢量快速旋转；从高速快速动态进入深度失速
状态（70°迎角且低速）；首次完成Herabst机动。



 



如F-22在采用推力矢量控制技术后，迎角20°时的最大滚转角速度由65°/s提高到110°/
s，滚转360°的时间由10.5s减少到5.7s。从YF-22飞机试验中可证实，这种推力转向提供
了大约2倍的只用气动操纵面产生的有效迎角，迎角大于 70°以后，也显示出飞机有安定
的俯仰力矩斜率，完全能够完成'眼镜蛇'机动。迎角60°时，飞机峰值俯仰速度为18°/秒
，在低速大迎角飞行状态下，几乎比F-16的俯仰速率高5倍，而且飞机显示了大迎角下可靠
的操纵品质，迎角60°以前飞机俯仰姿态精度都能保持在0.5°以内。利用推力转向后，由
于控制俯仰发散能力增加，允许滚转操纵面偏转到最大位置，因而与无推力转向情况相比
，滚转速度有很大的增加，当迎角接近30°时，大约有每秒90°的滚转速率。在迎角大于
40°后，滚转速率也达到每秒20°～30°。用了推力矢量系统后也改善了飞机的超音速转
弯性能。驾驶员认为YF-22在M1.5时的转弯性能与F-16在M0.8时一样干脆和响应快，这是因
为使用推力转向减少了配平所需的水平尾翼的俯仰偏转，于是减少了超音速配平阻力和/或
能使更多的差动尾翼偏转用于滚动。



 



法国宇航研究院在高高度和低高度两种初始条件下的1:1近距空战数字模拟表明，推力矢量
控制技术可以显著改善飞机的最大转弯速率，加快机头指向，从而可获得较多的首发机会
，并可使飞机具有较大的近距格斗优势。在零侧滑和仅采用俯仰推力矢量控制条件下，有
无推力矢量控制飞机之间的模拟空战的结果为：在高空时的击毁比为3.55，低空时为8.1。
这一数字显然还是很保守的数字。总之使用推力矢量技术后对总体性能带来的好处很多，
除改善了过失速机动特性、增加了敏捷性，减少了可视度、重量和阻力，提高了航程和安
全性外，还可用于飞机的短距起降。



 



常规飞机通常限制在远低于失速迎角的条件下飞行，如F-104飞机仅用了失速迎角的50%，
现代战斗机大约用了失速迎角的80%，而用推力转向的X-31A飞机能达到失速迎角的2倍。此
外绕俯仰轴的推力转向还能大大增加升力系数，则在支撑同样飞机重量下可使飞机速度及
角点速度降低，飞行角点速度低，有利于飞机改变方向，转弯半径可大大减小，转弯速率
却能加大。在两机迎面相遇状态，转弯半径小、转弯速率大的飞机就能提前瞄准对方开火
，从而赢得格斗的胜利。X-31飞机转弯半径大约为143米，有效转弯速率大约每秒80.6°，
因此在与F-18、F-16等飞机格斗中，明显占优势。



 



战斗机采用推力矢量控制技术后，可提高战斗机的隐身性能。飞机的垂直尾翼是一个主要
的雷达反射面积（RCS）源，尤其在受到雷达波的侧面照射时，其垂尾产生的RCS值甚至比
正前方或正后方高3～4倍，这对提高飞机隐身性能非常不利。但是，美国在X-31验证机试
飞时发现，推力矢量控制可以全部或者大部分代替垂直尾翼的作用，并专门制作了一架代
号为X-36的无尾无人机（重537kg），安装了一台装有偏转气流挡板的喷气发动机来进行有
关试验。




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鸾鸟凤凰，死林薄兮
燕鹊乌雀，朝堂坛兮





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