日本能造矢量发动机吗(日本在心神下的功夫挺深)(1)

Su-37和F-22等新一代战机都搭载了矢量发动机,通过利用推力矢量提供的额外操纵力矩,具有了过失速机动能力,可以使飞机在作低速、大攻击角度机动飞行而导致操纵舵面几近失效时来控制飞机机动,从而大大提升了战机在战斗中的主动攻击能力和抗毁伤能力。

日本能造矢量发动机吗(日本在心神下的功夫挺深)(2)

所谓矢量发动机(TVC Engine ,英文Thrust vector control engine的缩写),是指尾喷管可以向不同方向偏转从而产生不同方向推力的一种发动机。搭载推力矢量发动机以后,飞机的控制力矩与发动机紧密相关,不完全受飞机本身姿态的影响。飞机通过尾喷管偏转,发动机产生的不同方向推力,从而获得附加的控制力矩,控制飞机的姿态变化。

Su-37发动机采用的是结构较为复杂的三维矢量喷口, F-22采用的是不能对偏航方向进行控制的二维矢量喷口。日本的“心神”战机采用的则是折流板矢量喷口,这一技术来源于美德合作的X-31项目。

日本能造矢量发动机吗(日本在心神下的功夫挺深)(3)

折流板矢量喷口,在导流叶片承受高温区的表面层都包敷着碳化硅,并且采用了3块碳-碳导流叶片围绕发动机圆周对称配置的方式,每片叶片由单独的驱动装置进行驱动,从而可以控制偏转导流叶片来提供飞机所需的俯仰和偏航控制力。由于折流板矢量喷管的结构设计没有完全包覆住喷流,所以在大多数情况下,气流方向最大只能改变15度。

日本能造矢量发动机吗(日本在心神下的功夫挺深)(4)

这一矢量控制技术,和Su-37的三维矢量喷口相比结构较为简单,易为加工制作;和F-22的二维矢量喷口相比,可以对偏航方向进行一定的控制。还有,折流板技术是经过美国在X-31和F/A-18上进行过验证的现成技术,在结构设计以及控制软件等方面,都可以比较方便地进行移植。

日本能造矢量发动机吗(日本在心神下的功夫挺深)(5)

在具有上述优点同时,折流板推力矢量控制方式也具有相当明显的缺点。一是推力矢量的控制律与飞行控制系统的结合比较复杂,这是因为在控制软件中必须做适当的设置来避免导流叶片在同时偏转到一定角度后可能发生的相互之间的碰撞;二是由于折流板内偏5度短短10秒后就必须外转10度进行15秒的冷却才能再次使用,叶片的使用能力较低;三是由于折流板矢量喷管的结构没有完全包覆住喷流,从而造成了和三维、二维矢量喷管相比较大的推力损失。

,