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小菊花大作用战机发动机尾喷口你所不知

发布时间:2020/1/1 17:09:34   点击数:

早期喷气式发动机的尾喷口很简单,只需要耐高温即可,所以大多第一代喷气机采用固定式尾喷口,但是随着使用环境的复杂和作战任务的多样化,尤其是对不同速度,不同高度下发动机推力调节的需要,收敛式尾喷口逐渐成为主流。图为F/A-18大黄蜂舰载机的尾喷口。

飞机起飞时会收敛喷口,也就是小喷口,这样出气率换成推动比才能更大。起飞的距离也就更短。尾喷口必须同时满足耐高温、抗冲击和耐腐蚀条件,现在大多用的是耐高温合金钢材料,工作温度至少在度以上,在这个温度下,普通钢铁已经接近熔点,可见要想造一台合格的战斗机发动机是相当不容易的,除了涡轮叶片要求极高以外,尾喷口也是发动机整体一个不可或缺的环节。图为瑞典JAS-39“鹰狮”战斗机尾喷口。

而在降落时,收敛片尽可能扩张,分散推力,增加阻力以减少滑跑距离。在具体设计上,欧美国家采用梯形收敛片居多,而俄罗斯/前苏联则以矩形收敛片较为常见,图为苏-27战斗机尾喷口。

收敛状态并不是在所有情况下都适用,在亚音速情况下提高气流速度增速效果比较好,但是高亚音速、超音速状态就要扩张尾喷口以提高速度。

从固定式到收敛式,再到矢量喷口,一切的进步都是围绕提升战技性能,满足作战需求来进行。图为俄罗斯苏-30战机使用的矢量喷口

矢量又称向量(Vector),其广义解释是指线性空间中的元素。它的名称来自于物理学既有大小又有方向的物理量,对于喷气发动机来说,不管是固定式喷口还是收敛式喷口,其作用方向只有一个,即战机正后方,而矢量发动机在输出动力的同时,可以围绕中心轴线有上下左右一定范围内的方向变量,所以对这种发动机,称为矢量发动机。目前矢量发动机分为两派,一派是美国F-22A猛禽战斗机代表的二元矢量喷口,另一派就是以俄罗斯苏-30和苏-35战机为代表的全向矢量喷口。

二元矢量发动机需要解决的问题只有两个,一个是密封,一个是耐高温,因其结构简单可靠,能量损失较小,而被美军采用,这也复合美国空军的能量机动战术理论的需要。图为美国空军F-22A猛禽战斗机的二元矢量喷口。可在上下范围能赋予战机瞬时力矩。

而俄罗斯坚持研发的全向矢量喷口,可在上下左右分别偏转15度角,而且还具备收敛式喷口的低速性能,可谓完美的发动机设计,但是全向矢量喷口对收敛片的密封要求极高,如果密封不好,几千度高温的喷流瞬间就能让战机变成一支飞行火炬,所以目前全世界除了俄罗斯能制造全向矢量喷口外,还未见到其他国家有装备,当然,美国也有能力制造,但是F-22A已经固定成型,不便改动,F-35将有望采用美国自己的全向矢量发动机。

装备了推力矢量技术的战斗机由于具有了过失速机动能力,拥有极大的空中优势,美国用装备了推力矢量技术的X-31验证机与F-18做过模拟空战,结果X-31以1:32的战绩遥遥领先于F-18。但是在现代空战中近距离格斗弹的逆天性能已经让战斗机的超机动性变得不那么重要,但是,矢量发动机快速改变机头指向的能力还是必须的,所以,美国人采用简单可靠的二元矢量喷口以现在的眼光看,的确是非常有先见之明的。图为俄罗斯米格-29战机正在单发试车。

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