▲矢量推力的意义,已被各国航空技术人员充分重视
发动机喷出的气流平行于飞行器轴线向后,由于发动机本身无法转动,因此要想控制喷射气流的方向,就需要在发动机喷口增设可转动管子,这种管子就是矢量喷口,其最大特征就是能将发动机尾喷口截面转到和飞机轴线不垂直方向上。通过这种尾流控制,常规飞行控制面产生的气动力将会得到补偿甚至被替代。
▲矢量推力对导弹设计也有很大帮助
战斗机一般依靠各种舵面控制飞行方向,但在超音速机动、大仰角等条件下,舵面控制方向的能力就会因外界气压气流的变化而明显降低,此时借助于矢量喷管,飞行姿态就会得到十分细致的调整,以至于一些十分复杂的机动成为可能。因此,矢量动力开始在多个军事强国得以发展,并成为衡量国家航空技术水平的又一标杆。
▲过去广为流传的“眼镜蛇机动”在实战中的意义恐怕不容高估
相比而言,普通战斗机的过失速机动是飞机超过失速仰角后按照自身气动特性进行的飞行特技动作,但这种动作不可控。而矢量推力技术则会让飞行员全程控制战机,进而完成同等甚至更大难度超机动。早年间的苏-27/苏-30在航展上表现出大仰角机动性,但其实战最大仰角就要小得多;具有矢量推力技术的F-22甚至能达到60-70度仰角下的可控飞行,因此战斗中迅速指向预定方向的效率好得多。
▲借助矢量推力,F-22这样的战机具有极好的机首指向性
对五代机而言,隐身能力至关重要,且还要和超机动性结合,但如果只依靠舵面,那么机身即便高度优化,飞行中舵面为适应气动效应力的变化还会导致雷达截面因此在短时间内发生很大变化,最终增大暴露的可能性。但依靠推力矢量动力,即可最大程度降低舵面面积,F-22在设计时就体现了这一思路,并同时将水平尾翼和主翼的位置最大优化,机体重量也由此进一步降低。