战斗机推力矢量技术与歼-10B
战斗机推力矢量技术与歼-10B
战斗机推力矢量技术是航空领域的重要关键技术,它能让战斗机在不限于发动机轴线的可变方向上获得并利用推力。这项技术不仅能扩展战斗机的使用包线,提升飞行安全性,还能增强作战能力。本文将详细介绍推力矢量技术的发展历程及其在歼-10B战斗机上的应用突破。
战斗机推力矢量技术,是指战斗机根据需要在不限于发动机轴线的可变方向上获得并利用推力的技术。通过综合控制发动机矢量喷管和飞机操纵舵面,可极大地扩展战斗机使用包线,提升飞行安全性,增强作战能力。同时,飞发一体化的推力矢量设计还能有效降低飞机目标特性,增强战机的隐身性能。国际上第五代隐身战斗机如F-22、苏-57等均采用了推力矢量技术。 可以说推力矢量是先进战斗机的典型标志之一,是航空领域重要关键技术。
战斗机推力矢量技术涉及气动、发动机、进排气和飞行控制等多个领域,工作包线突破传统禁区向极限扩展,设计条件更加严酷苛刻,是一项跨领域、紧耦合、高风险的系统工程。鉴于其不可替代作用和技术难度,各国对此项技术都有相对严格的技术保护措施。美国、俄罗斯(前苏联)等自20世纪70年代起持续开展了大量的理论研究、试验探索、集成验证和工程应用。
美国实施了以F-16MATV、F-15ACTIVEE、F-18HARV为代表的一批飞行演示验证项目,俄罗斯则在苏-27系列的改进发展中不断验证并持续提升推力矢量技术,基于以上成果,美国、俄罗斯在过失速飞行领域取得了突出的技术和能力优势,有力加速了推力矢量技术向战斗机实装能力的转化。
我国自“九五”计划开展推力矢量预先研究以来,历经了作战使用、气动设计、风洞试验、矢量喷管、飞行控制和飞发交联等方面的长期积累,取得了丰富的技术成果,但限于在实际飞行条件下完成技术综合和工程实践的难度,至“十二五”结束时,战斗机推力矢量技术仍处于地面研究和试验阶段。“十三五”期间,国内通过实施歼-10B战斗机推力矢量演示验证项目,攻克了一系列关键技术,并全面实现了空中过失速飞行验证,完成了国外用多年时间、在多个项目上完成的研究内容。
2018年11月6日,歼-10B轴对称推力矢量验证机(单发、鸭式布局、放宽静稳定性)在第12届珠海航展上一气呵成地完成“眼镜蛇”等5种国际公认的典型过失速机动飞行展示,标志着我国战斗机推力矢量核心关键技术和工程能力取得重大突破,并在综合飞发控制等关键技术上达到国际领先水平。
歼-10B进行过失速机动飞行表演
何为过失速机动飞行?过失速机动飞行是飞机在常规飞行不会涉足的大迎角区域进行飞行。这时,飞机的气动特性呈现非常强的非线性和非定常特性,飞机的运动特性、稳定性和可操纵性与正常小迎角飞行区域有着本质的差异。如果飞机在“失速迎角”之外实现可控机动飞行,就意味着将具有在正常迎角飞行区域所无法实现的、更强的机头指向能力。
如何才能实现过失速机动飞行?歼-10B推力矢量验证机所展现出的大迎角精准可控飞行,这背后的技术实现需采用全新的方法,以获得在大迎角区域很难测准的迎角、侧滑角等信息,要将矢量喷管与飞机的气动舵面进行深度耦合,进行飞机、发动机综合控制,还要做到在常规迎角、过失速区域等不同特性的区域进行自动切换、无缝连接。
歼-10B推力矢量验证机能有如此过失速机动飞行表演,是其在拥有推力矢量发动机的同时,还具有优良的大迎角气动性能、良好的进发匹配特性、独特的飞行控制技术,以及试飞环节的高效安全。
除此之外,歼-10B对挂点进行了升级,可挂载先进的电子战吊舱、反舰导弹、空空导弹、精准攻击炸弹等,对地、对海能力显著增强。装备先进的空地精确制导武器后,歼-10B的对地攻击能力甚至超过了强击机。
过失速机动飞行动作
分解动作
*↓↓↓*
更多高清大图
*↓↓↓*