“矢量发动机”到底是个什么东西？

“矢量发动机”到底是个什么东西？

原创 迷彩先生 2017-01-01 10:26

【迷 彩 先 生 迷 彩 军 事 短 评 第 1020期】

内容提要：近日苏-35战机正式交付中国，而大家众多的关注点也都放在了其装备的117S矢量发动机上，这将是中国第一次近距离接触到矢量发动机，这一期笔者就带大家了解到底什么是“矢量发动机”。

众所周知，航空发动机是战斗机的心脏，心脏不好战斗机也不会有出色的战斗力，矢量发动机就能够很好的提高战斗机战斗力和空中机动性，现代军事战斗机大多采用涡扇涡喷发动机，矢量发动机就是在涡扇发动机的基础上改进喷口设计，使得发动机喷口可以朝不同的方向偏转，得以产生向不同方向的推力。

至于矢量发动机，再简单的来说，无非就是在普通的 涡轮风扇发动机 或 涡轮喷气发动机 的排气管上做改变，将以往只能做收敛\扩张型的尾喷口改变成可以上下偏转（如F-22）或360度旋转（Su-30MKI）。

随着四代机的出现，对空战要求提出新的高度，发动机方面也提出要进一步改进，上世纪九十年代末美国研制出F-22战斗机，这就是一架典型的采用矢量发动机的四代战机，F22通过对其装备的两枚F119涡扇发动机喷口处加装二维喷口设计，使得战机拥有额外的附加推力控制，F22喷口处能够实现上下30度的偏转，利用发动机产生的推力获得额外的控制力矩，实现F-22的空中高机动性。

F-22发动机的矢量喷口其实很简单，为了达到矢量直接采用方形设计，方形设计的特点就是简单，只用采用扰流片就可以做到。结构简单，成本较低，作为试验研究有一定价值。但有较大的死重和外廓尺寸，推力矢量工作时效率低，对飞机隐身和超音速巡航不利，所以它仅是发展推力矢量技术的一种试验验证方案。F22要达到矢量偏转仅需要尾部扰流片就能完成，这也是最初四代隐身战机的发动机改进原理。

那么有人会问了发动机喷口处温度那么高如何保证正常运转？F-22尾喷管分了两层，一层是热流层，一层是冷流层，两层之间有隔离物，一般是采用金属片来隔离冷热层，厚度仅有0.3毫米左右。

别小看这0.3毫米，就是因为这个小小的隔流片存在，在发动机运转的过程中，人可以直接用艘去抚摸发动机的表面，温度能够维持在40度左右。

采用矢量发动机的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。

值得一提的是在矢量发动机技术上俄罗斯走在美国之前，在F-22出现不久俄罗斯苏-35就宣布已经装备具有矢量喷管的AL-41F发动机，也就是117S发动机。俄罗斯的矢量发动机技术与美国不同，俄采用三维矢量喷管，而美国只有二维喷管，在运转过程中，117S能够360度旋转，这样的做法有好有坏，好处就是战斗机性能大大提升，坏处就是发动机寿命大大减短重量也随着跟上去了。

据称117S最大推力可以达到12000 千克，加力推力不低于17857千克，这已经远超美国F-22装备的F-119发动机。俄罗斯早在提供给印度的苏-30MKI上就试验了矢量发动机，但实际情况大家也知道，印度天天坠，至于117S的真实性能只有中国真正体验过后才知道了。