什么是矢量发动机？
发布时间：2023-12-12 15:12:04 | 寻车网
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矢量技术发动机？
矢量技术发动机 寻车网
作为动力来源，发动机让战机能力大增，能轻松获得良好飞行效果，这在许多飞行表演中可以看得出。在各类发动机中，矢量发动机具有非同一般的作用，其依靠推力转向技术实现了喷口的360度自由转换，确保战机能够做出翻滚等复杂危险动作。
当战机需要垂直起飞时，矢量发动机可以产生垂直向下的强大推力。上世纪七十年代，美国首次利用F15战机检验了它的上述性能。通过利用这种技术，三代机如果处于失速状态时，仍可以在60度以上迎角情形下被轻松操控。
美军曾在X31验证机上充分施展了这种技术，给人留下深刻印象。作为一项先进技术，矢量技术具体有哪些类别呢？都用在什么战机身上呢？
首先是一种采用轴对称技术的多元推力矢量发动机，这类发动机依靠球形铰接着发动机和尾喷口，这在一些苏系列战机身上可以看得到。虽然具有强悍的机动性，但它也牺牲了隐身性。
其次为拥有四方形喷口的二元矢量发动机。该发动机具有良好的隐身性，能有效遮挡涡轮叶片。据悉，美军F22战机是首个安装矢量推力喷管的隐身战机。在拥有矢量发动机，战机的能力提升是十分明显的，能做出类似弗罗洛夫轮盘等超高风险的飞行动作。
1989年，前苏联著名试飞员维克多尔普加乔夫曾在巴黎航展期间首次向公众上演了后来被定义为“普加乔夫眼镜蛇”的动作，这是在失速状态下的惊险表演。同时，美军F22战机通过采取所谓急停变向手段，上演过“赫布斯特蹬壁机动”表演。
当然，我们还必须提到俄罗斯苏35战机的“落叶飘机动”。这种飞行动作又称作直升机机动，在飞机表演时有些类似于落叶状态而得名。只有美国、俄罗斯以及中国的部分战机能完成这种技术动作。
在不少人看来，虽然矢量发动机可以做出许多非凡动作，但表演成分太多，并不实用，不能在实战中真正发挥作用。对此，美俄两国都在琢磨上述问题，希望尽力展现其优势特征。作为综合性技术，矢量推进技术代表着国家的整体实力，需要航空科技力量支撑。
歼10战机矢量推力发动机亮相
我歼10战机矢量推力发动机亮相，有望装备在歼-20战机上
歼-10B战斗机配国产最新的矢量发动机高清照片曝光，国产发动机再一次提高了新的水平。2017年12月25日，歼-10推力矢量验证机疑似正式首飞成功，这款发动机或让歼-20战斗机也受益。
歼-10B推力矢量验证机除换装带矢量喷管的WS-10B发动机之外，还在后机身上增加了4个安装支座，用于在高难度矢量试飞科目中安装尾旋改出伞，以提高安全系数。为了避免干涉矢量喷管的向上偏转，该机减速伞舱下方的尾椎还被切除了一小块。
经过改装后的WS-10B发动机性能得到巨大提升，并且装配了轴对称矢量推进喷管，能够在上下和左右方面偏转10度左右。这一技术类似于俄罗斯的117S发动机。歼-10战机是继美国F-16战机之后世界上第二款装备矢量推力发动机的第四代战机。这不仅可大大提升战机的空中格斗能力，还能减轻机重、增推和增强隐身性能，进而大幅度提升战机整体性能和战斗力。
中国原本计划WS-15发动机作为首款大推力矢量发动机，可WS-10B却率先实现了这一性能。这也说明，中国的矢量推进技术，正在日趋成熟。WS-10发动机最开始批量装备于歼-11B战斗机。我国在推力矢量尾喷管方面的研究起步并不算晚，早在2003年刘大响院士就证实我国606、624所自行研制的轴对称矢量喷管已经进行了台架测试，而且运转得非常成功。
中国测试的歼-10战机装配的如果是真正的矢量发动机而非一般的矢量喷口发动机，那么，这款歼-10改战机的机体结构、整机质量、推力、飞控面数量、隐身性能等都会有质的提升。同时，也可间接表明WS-15型航空发动机或已有了比较大的进展和突破，歼-20战机可大批量装配和投产。
什么是矢量发动机？
众所周知，在物理学上将“有大小和方向的量称为矢量”。 而 矢量发动机 也就是“尾喷管可以转动，以实现推力方向的改变”。矢量发动机有“二维的”和“全向的”，二维矢量喷管具有隐身性能好，结构简单的优点，但推力损失较大。全向矢量喷管具有推力损失小的优点，但也有不利于隐身，以及结构复杂的缺点。 目前来说，美国既有二维的也有全向的，俄罗斯和美国一样，而我国只有全向的。矢量发动机不单单是在常规发动机尾喷管后面加了个矢量喷管，而是要涉及控制系统，作动结构的寿命和耐高温性能，密封件的耐高温性能。说白了，矢量发动机就事考验一个国家的材料技术和 航空工业 飞控系统的水平。
而矢量发动机的研发难点主要在:矢量喷管所用的材料和冷却方式，矢量喷管作动机构的寿命和可靠性，矢量喷管与发动机控制系统的配合。增加矢量喷管之后引起的增重，以及喉道面积变化导致发动机工作点偏移。如何在推力变向时，减小发动机所受的 弯曲应力 。由此可知，失量发动机的研发难点有多大。这也就是可以研发发动机的国家少，而能够研发真正矢量发动机的国家更少。
矢量喷管的可靠性和寿命就是由液压作动筒和所用材料决定的，由于发动机尾喷管处的温度极高，非加力时温度大概在550度—850度，加力时温度高达1500度。所以对尾喷管所用材料的耐高温性能要求极为严苛，一般而言，尾喷管使用镍或者 钛合金 制造。 为了高温减小对尾喷管外部原件的影响，还要对尾喷管进行隔热处理。隔热的办法主要有两种，第一:在尾喷管外布设通风气流，第二:在尾喷管壁上加装隔热毯。 此外，液压作动筒的寿命和密封也有较大的关系。
美国 F119发动机 的二维矢量喷管和F135发动机的全向矢量喷管已经在F22和F35战斗机上使用了。在使用二维矢量喷管后，F119发动机推力就会损失。但奈何，F119发动机的推力较大，损失点推力也无关紧要。而F35选择了全向矢量的F135发动机，主要是因为F35战斗机是一机多用。还要满足F35B的垂直起降能力，只能选择偏转范围较大的全向矢量喷管了。事实上，美国在矢量喷管的应用和研究上，早就走在了世界前列。而俄罗斯则紧随其后，在苏35S，苏30MKI，苏30SM，苏57上应用了全向矢量喷管。其实俄罗斯也对二维矢量喷管有研究，曾经在苏27战斗机上实验过。不过最终被俄罗斯放弃了，主要研发全向矢量喷管。
矢量发动机的概念：矢量发动机，是喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种发动机。这是最简单的定义。
通过尾喷管偏转，利用发动机产生的推力，获得附加的控制力矩，实现飞机的姿态变化控制。
还要纠正一些非常普遍的误区，那就是矢量喷口发动机并不能获得额外推力，只是把经过发动机压缩和燃烧的高温高速混合气体通过可以偏转的尾喷口改变方向，就像你把一段橡胶水管接在水龙头上，然后拧开水龙头，水流的大小不会因为你控制的橡胶管的摆动方向而增大。
理论上同样功率的发动机运用了矢量技术，还以损失一部分推力，这就提高了矢量发动机的制造门槛，那就是你需要在保证可以偏转喷口损失推力的情况下用整体更高的出力来弥补这种损失。
另外，矢量发动机之所以推力比较大，是因为尾喷口在偏转的时候，会消耗一部分高温高速燃气的能量，造成发动机实际推力比理论数值低一些，如果发动机本身的推力就不大，那损失的推力就会影响到战机整体的 推重比 ，强行使用适量尾喷口的话会得不偿失。
目前四种矢量技术在涡扇 航空发动机 上之应用：
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分化的；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。
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，需要飞机侧飞时，才能有所谓的“左右摆动”。
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，此技术应用最典型的就是 前苏联 。
四.是喷流技术，这是今后研究的大方向，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。
矢量二维的隐身好可影响动力！全向的不影响动力可隐身不佳！这就是矢量发动机喷口能 大能 小能改变动力方向！
所谓矢量是相对于 标量 来讲的，标量只有大小没有方向，而矢量是既有大小又有方向，用在发动机上，就是发动机的喷射方向是可以变动的，例如现在的f35战斗机的发动机尾喷口喷射方向是可以改变的。
主要是指航空 喷气发动机 而言，是指航空发动机尾喷口可以变向，使射流喷向不止于传统固定喷口的一个直向方向的多向甚至全向的航空发动机。
可以使发动机的能量往不同的方向喷射使飞机能拥有比平常飞机更高的机动性
其实准确的说是矢量喷管,和发动机本身没有关系。一般的发动机的推力方向是保持不变的，而矢量推力系统可以调整发动机的推力方向，从而大大提高飞机的机动能力。目前真正服役的矢量推力系统只有美国的 F22战机 .
矢量发动机（英文：Thrust vector control engine，简称：TVC Engine），是喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种发动机。
采用推力矢量技术的飞机，则是通过尾喷管偏转，利用发动机产生的推力，获得附加的控制力矩，实现飞机的姿态变化控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关，而不受飞机本身姿态的影响。不采用推力矢量技术的飞机，发动机的喷流都是与飞机的轴线重合的，产生的推力也沿轴线向前，这种情况下发动机的推力只是用于克服飞机所受到的阻力，提供飞机加速的动力。因此，矢量发动机可以保证在飞机作低速、大 攻角 机动飞行而操纵舵面几近失效时利用推力矢量提供的额外操纵力矩来控制飞机机动。 以上就是什么是矢量发动机？全部内容，更多相关信息，敬请关注寻车网。
