歼10换装轴对称三元矢量喷管重量更轻 技术领先俄军

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2017-12-27 19:16:45

日前,安装矢量尾喷管的歼-10原型机成功首飞,标志着我国航空工业在矢量尾喷管和太行增推改型的研制上已取得重大突破。这套动力系统将能大幅增强歼-10战斗机的机动性能,尤其是过失速机动性。

纵观战斗机发展史,世界各国先后已经研究出多种矢量尾喷管,但投入服役的却寥寥无几。矢量尾喷管的设计原理虽然简单,但对制造材料和飞控控制律的要求却很高,研制长寿命、高可靠性、轻重量的矢量尾喷管并不容易。

下面就来盘点一下形形色色的矢量尾喷管。


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  矩形二元矢量喷管

在20世纪80年代末的F-15 STOL/MTD(短距起降/高机动性验证)项目的第二阶段,一架F-15B的标准圆形收敛-扩散尾喷管被矩形二元推力矢量/反推喷管取代。该喷管由普惠使用化学铣削、焊接蜂窝构件制造。喷管具有上下偏转片,用于调节喷口截面积或使喷流上下偏转各20度,并在喷管上下各有一组反推叶片。

1989年5月16日F-15 STOL/MTD验证机进行了安装推力矢量喷管后的首飞。试飞表明推力矢量喷管能使起飞滑跑距离降低25%,反推系统则可让F-15降落在500米长的跑道上,在飞行中也可能用反推系统进行快速减速,这在近距离空战中非常实用。在试飞期间F-15 STOL/MTD进行了多次推力矢量起飞,抬前轮速度低至67.6千米/时,最短的降落距离低至416米,而标准F-15的降落距离为2286千米。


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普惠随后根据F-15矩形二元矢量喷管的研制经验,为YF-22/F-22研制出了实用化的矩形二元矢量喷管。在全权限数字发动机控制系统的控制下,F-22的收敛-扩散喷管可以向上或向下偏转达20度。尾喷管不仅提高了F-22的敏捷性,还降低了飞机喷气系统的雷达和红外特征。

铁幕另一边的苏联也没有闲着。


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1989年,留里卡-土星科研生产联合体和苏霍伊设计局把苏-27UB“侧卫-C”战斗教练机“蓝色08号”改装成推力矢量技术测试平台。该机在改装了左侧发动机舱后,装上了尾部呈楔形的矩形二元矢量喷管,被称为LL-UV(PS),即俄语“推力矢量技术测试机(偏平喷管)”的缩写。与F-15S/MTD不同的是,LL-UV(PS)的右发保留了标准轴对称喷管。LL-UV(PS)的试飞肯定了矢量喷管的价值,对飞机敏捷性的改善符合预期。

推力矢量偏流板


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1987年美国NASA启动了F-18 HARV(大迎角研究机)研究项目,给F-18 840号研究机尾部安装了推力矢量偏流板,每台发动机安装了一组3片勺形扰流板。在大迎角常规控制翼面失去作用时,推力矢量装置还可以可提供俯仰和偏航力矩。为了缩短扰流板所承受的力矩,NASA去掉了840号机的尾喷管,使该机无法进行超音速飞行,但对亚音速性能没有任何影响。飞控计算机也经过修改以兼容矢量扰流板。


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凭借矢量推力,F-18 HARV达到70度的最大稳定飞行迎角(普通“大黄蜂”的最大迎角为55度)。大迎角滚转最大迎角达到65度(普通“大黄蜂”为40度)。


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在同时期美德合作的X-31研究机项目中,矢量偏流板再次现身。该机在通用电气F404-GE-400涡扇发动机尾喷口处安装了三片推力偏流板,可作正负10度的偏转,并能长时间承受最高1500度高温。X-31用来验证推力矢量技术结合先进飞控系统的可行性,用推力矢量技术和鸭翼来实现常规飞机无法完成的大迎角机动。

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