矢量推力发动机：改变航空动力的新技术

矢量推力发动机：改变航空动力的新技术

矢量推力发动机是一种能够改变推力方向的先进航空发动机技术，它通过尾喷管偏转来实现推力方向的调整，从而为飞机提供额外的控制力矩。这种技术不仅能够显著提升飞机的机动性能，还在低速大攻角飞行等极端条件下展现出独特优势。本文将为您详细介绍矢量推力发动机的工作原理及其在现代战斗机中的应用。

矢量推力发动机原理

矢量推力发动机的核心原理是通过尾喷管偏转，利用发动机产生的推力获得附加的控制力矩，从而实现飞机的姿态变化控制。这种技术也被称为推力转向技术，它通过控制发动机尾喷流方向来控制飞机的机动飞行，可以补充或取代常规飞行控制面产生的气动力来对飞机进行飞行控制。

与普通航空发动机相比，矢量推力发动机的最大优势在于其推力方向的可调性。普通发动机提供的推力方向是固定的，通常与飞机的纵向中心重合或呈一固定夹角，而矢量推力发动机（主要是喷气式）则可以将推力方向在垂直或水平方向上进行调整。这种设计带来了诸多好处，例如：

• 缩短起降滑跑距离
• 增强飞机机动性
• 在失速状态下提供有效的控制能力
• 在阻力最小的迎角下巡航以增大航程

什么是矢量发动机？

矢量发动机（英文：Thrust vector control engine，简称：TVC Engine）是一种喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向推力的发动机。采用推力矢量技术的飞机，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。

歼-10战机矢量推力发动机亮相

2017年12月25日，中国歼-10B推力矢量验证机疑似正式首飞成功，这标志着中国在航空发动机技术领域取得了重要突破。歼-10B推力矢量验证机在后机身上增加了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，但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。