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《美俄推力矢量技術(shù)差異談》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、美俄推力矢量技術(shù)差異談原載于《兵工科技》2007年第2期李振宇/文廿前,全世界僅冇美國和俄羅斯兩國掌握了最先進(jìn)的推力矢量技術(shù)并將其應(yīng)用于齊口的主力戰(zhàn)斗機(jī)上,雖同為推力矢量技術(shù),但兩國在應(yīng)用方面卻有諸多的不同,進(jìn)而導(dǎo)致其使用效果也差異很大。應(yīng)用上的不同俄羅斯俄羅斯在推力矢量發(fā)動機(jī)開發(fā)領(lǐng)域具有十分強(qiáng)大的實(shí)力,其在蘇-27和米格-29的改進(jìn)型號上大量使用推力矢量發(fā)動機(jī),我們可以用一個簡單的加法來表示俄羅斯推力矢量技術(shù)的應(yīng)用方法:常規(guī)氣動布局+推力矢量發(fā)動機(jī)。美國美國并沒冇像俄羅斯那樣將推力矢量發(fā)動機(jī)直接裝在第三代戰(zhàn)斗機(jī)上來使用,其具備推力矢量技術(shù)的戰(zhàn)斗機(jī)F-22和F-35,都
2、是最新開發(fā)的第四代戰(zhàn)斗機(jī)。以F-22為例說明,其是目前服役的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)中惟一一種在設(shè)計階段就將推力矢量技術(shù)與氣動控制技術(shù)進(jìn)行綜合設(shè)計的機(jī)型,這個技術(shù)特點(diǎn)使F—22在飛行性能方面達(dá)到了一個前所未有的高度。因此,我們不能簡單將美國推力矢量技術(shù)歸類為常規(guī)氣動布局+推力矢量發(fā)動機(jī),而應(yīng)將其稱為氣動控制與推力矢量融合技術(shù),它將兩者有機(jī)地結(jié)合到廠一起,合二為一。使用效果上的不同及原因俄羅斯俄羅斯在其第三代戰(zhàn)斗機(jī)上使用推力矢量發(fā)動機(jī)后,確實(shí)可以明顯提高戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動性能,甚至可以完成很多沒有加裝推力矢量發(fā)動機(jī)的常規(guī)戰(zhàn)斗機(jī)所無法完成的高機(jī)動飛行動作,其中很多機(jī)動動作述具冇改變現(xiàn)冇空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)
3、的潛力,但是俄羅斯加裝推力矢量技術(shù)的現(xiàn)役作戰(zhàn)飛機(jī)的實(shí)戰(zhàn)效果卻并不明顯。出現(xiàn)這樣問題的原因主要是因?yàn)槎砹_斯口前使用的第三代戰(zhàn)斗機(jī)都是在上世紀(jì)七十年代開始發(fā)展的,那個時候推力矢量技術(shù)還處于進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證的初級階段,因此俄羅斯在開發(fā)第三代高機(jī)動性戰(zhàn)斗機(jī)時,是完全依靠氣動控制方式來滿足飛機(jī)對機(jī)動性能的耍求,幾乎就沒冇考慮過未來推力矢量發(fā)動機(jī)在其機(jī)身上的應(yīng)用可能,這就造成了許多不便,實(shí)戰(zhàn)效果不佳。俄羅斯戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)在加裝推力矢量系統(tǒng)之后需要增加一定的結(jié)構(gòu)重量,在飛機(jī)木身的重心位置已經(jīng)基木確定的情況廠改裝推力矢量發(fā)動機(jī)所增加的重量對飛機(jī)的重量分配會造成較大的影響。無論是通過調(diào)整飛機(jī)
4、結(jié)構(gòu)重量分配述是在機(jī)身上增加配重,對于現(xiàn)役飛機(jī)的改裝都是一個比較麻煩的工作。俄羅斯現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)的氣動布局已經(jīng)確定,這些傳統(tǒng)的氣動布局與推力矢量控制之間存在有一定的矛盾,滿足氣動控制需要的氣動設(shè)計冇的時候反倒會影響到推力矢量的效率。根據(jù)帶有推力矢量的蘇-30MK在飛行表演中所進(jìn)行的過失速機(jī)動動作來看,蘇-30MK進(jìn)入機(jī)動的速度和姿態(tài)限制都比美國F-22耍大,而且在動作轉(zhuǎn)換過程屮述存在姿態(tài)調(diào)整的問題,有時候還需要依靠推力矢量噴管的偏轉(zhuǎn)來抵消翼面產(chǎn)牛的部分消極干擾,在機(jī)動動作控制的精確性和響應(yīng)速度上與F-22存在比較大的差距。加裝了推力矢量發(fā)動機(jī)后的蘇一37/30MK在機(jī)動性和
5、皺捷性上確實(shí)有明顯的提高,尤英是捉高了飛機(jī)的過失速機(jī)動能力,這也是俄羅斯戰(zhàn)斗機(jī)加裝推力矢量發(fā)動機(jī)的主要好處,但它的實(shí)戰(zhàn)程度并不高,原因何在?第三代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)載導(dǎo)彈武器都采用外掛的形式,而外掛物的氣動干擾會對過失速機(jī)動穩(wěn)定性造成影響,廿前俄羅斯采用推力矢量技術(shù)的幾種機(jī)型在做過失速機(jī)動動作時都無法攜帶標(biāo)準(zhǔn)的外掛載荷,而戰(zhàn)斗機(jī)又不可能只攜帶符合過失速機(jī)動飛行要求的外掛,更何況世界上到目前為止,戰(zhàn)斗機(jī)所采用的機(jī)載導(dǎo)彈武器都不能在過失速條件下冇效使用。美國空軍對第三代戰(zhàn)斗機(jī)過失速機(jī)動作戰(zhàn)的模擬結(jié)果表明,能夠在過失速機(jī)動過程屮有效使用的機(jī)載武器只有航炮,因此當(dāng)還沒有一種空空導(dǎo)彈能夠
6、在過失速機(jī)動過程中使用的條件下,第三代戰(zhàn)斗機(jī)的過失速機(jī)動動作最大的作用只是占位而不是攻擊。俄羅斯現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的戰(zhàn)術(shù)使用方法同樣限制了推力矢量技術(shù)的應(yīng)用,口前俄羅斯戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)術(shù)發(fā)展方向是依靠先進(jìn)的雷達(dá)和機(jī)載導(dǎo)彈進(jìn)行超視距空戰(zhàn),而現(xiàn)役格斗導(dǎo)彈的機(jī)動性也明顯超過了戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動性,因此改進(jìn)格斗導(dǎo)彈的機(jī)動性所獲得的戰(zhàn)斗力捉高幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過飛機(jī)機(jī)動性提高后的效杲,依靠推力矢量發(fā)動機(jī)所獲得的高機(jī)動性和過失速機(jī)動能力在這種屮距空戰(zhàn)屮的意義不大。美國美國也曾在F—15、F-16和F/A-18±改裝過推力矢量技術(shù)驗(yàn)證機(jī),通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第三代戰(zhàn)斗機(jī)并不能夠很有效地利用推力矢量的效果
7、,更無法達(dá)到像F—22那樣通過推力矢量輔助翼而起到減阻、減重的效果,這主要是因?yàn)榈谌鷳?zhàn)斗機(jī)是強(qiáng)調(diào)機(jī)動性能的機(jī)型,在設(shè)計時都是以氣動控制作為飛機(jī)獲得高機(jī)動飛行性能的基礎(chǔ),而推力矢量技術(shù)在對飛機(jī)的控制上與飛機(jī)木身的氣動控制存在比較大的差別,簡單地為-?種采用氣動控制作為設(shè)計基礎(chǔ)的戰(zhàn)斗機(jī)加裝推力矢量發(fā)動機(jī)的價值非常有限,所能夠得到的性能改善也無法真正達(dá)到將推力矢量與氣動控制完美結(jié)合后的效果。F-22在捉高飛機(jī)機(jī)動飛行性能的設(shè)計過程屮,最大的困難就是如何使一架與F-15規(guī)格相當(dāng)?shù)闹匦蛻?zhàn)斗機(jī),在空戰(zhàn)中能夠具備比F-16輕型戰(zhàn)斗機(jī)更好的機(jī)動性和敏捷