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矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

 红豆居士 2017-01-12

众所周知,发动机是战机的心脏,对战机的机动性能和隐身效能产生重要影响,进入新世纪后,、航空发动机被各国列为重大科技专项,投入大量资金来全面投入研发。目前代表战斗机发动机最高水平的矢量航空发动机领域迎来开花结果的丰收时刻,目前装备了矢量发动机的战斗机包括美国隐形战机F-22,俄罗斯四代+战机苏-35,那么矢量发动与普通发动机有什么区别呢?又具备哪些优势你?下面小编来分析一下。

矢量发动机资料

矢量发动机,是喷口可以向不同方向偏转以产生不同方向的推力的一种发动机。采用推力矢量技术的飞机,则是通过尾喷管偏转,利用发动机产生的推力,获得附加的控制力矩,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。

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

典型代表:F119矢量发动机

F119第五代航空发动机为双转子小涵道比加力涡扇发动机,是采用可上下偏转的二维矢量喷管、偏转角度达20度且推力和矢量由数字电子系统控制的一种发动机。全称F119-PW-100,是为F-22A研制的双转子小涵道比加力涡扇发动机,采用可上下偏转的二维矢量喷管,上下偏转角度为20度,推力和矢量由数字电子系统控制。F119发动机由3级风扇、6级高压压气机、带气动喷嘴、浮壁式火焰筒的环形燃烧室、单级高压涡轮与高压涡轮转向相反的单级低压涡轮、加力燃烧室与二维矢量喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心机、低压涡轮、加力燃烧窒、尾喷管和附件传动机匣等6个单元体,另外还有附件,FADEC及发动机监测系统。

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

装备战机:美国F-22隐形战机

典型代表:F135矢量发动机

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

F135涡轮风扇发动机,美国普拉特·惠特尼公司在俄罗斯雅克141的R-79发动机基础上发展,并应用了F119涡扇发动机的部分技术研制而成。最大推力是超过4万磅。F135使用了F119的核心机,配合高效的6级高压压气机,1级高压涡轮和高效的风扇(由一个2级的低压涡轮驱动)。F135采用了BAE系统公司的全权数字式发动机控制系统(FADEC),为了提高发动机的可靠性和可保障性,F135大量采用外场可替换部件(LRC),其零部件数量比F119减少了大约40%。F135发动机是F119发动机的衍生型。F119发动机由3级风扇,6级高压压气机、带气动喷嘴、浮壁式火焰筒的环形燃烧室、单级高压涡轮、高压涡轮转向相反的单级低压涡轮、加力燃烧室与二维矢量喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心机、低压涡轮、加力燃烧室、尾喷管和附件传动机匣等6个单元体,另外还有附件、FADEC及发动机监测系统。其加力推力155.7千牛,中间推力104.0千牛,总压比35,涵道比0.3,涡轮前温1850-1950K,最大直径1.13米,长度4.826米、重量1460千克。

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

装备战机:美国F-35隐形战机

典型代表:117S矢量发动机

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

俄罗斯土星公司的117S大推力涡扇发动机,始终被认为是苏-35身上对于中国最有价值的“宝贝”。117S系中国空军大批使用的AL-31发动机的深度改型,采用先进的低压涡轮和高压涡轮技术,还使用了SDU-D精密数字式控制系统,其整体推力相对原型跃升了16%,加力推力可达14.5吨,在所有四代机的发动机中名列第一。除了推力大,117S的使用寿命达到了4000小时,两次大修的间隔时间为1000小时,达到了西方同类发动机的水准,弥补了俄式发动机的最大缺陷,保证了苏-35拥有较高的出动率。

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

装备战机:苏-35

矢量发动机与普通发动机的区别在哪里

普通飞机的飞行迎角是比较小的,在这种状态下飞机的机翼和尾翼都能够产生足够的升力,保证飞机的正常飞行。当飞机攻角逐渐增大,飞机的尾翼将陷入机翼的低能尾流中,造成尾翼失速,飞机进入尾旋而导致坠毁。这个时候,纵然发动机工作正常,也无法使飞机保持平衡停留在空中。

然而当飞机采用了推力矢量之后,发动机喷管上下偏转,产生的推力不再通过飞机的重心,产生了绕飞机重心的俯仰力距,这时推力就发挥了和飞机操纵面一样的作用。由于推力的产生只与发动机有关系,这样就算飞机的迎角超过了失速迎角,推力仍然能够提供力矩使飞机配平,只要机翼还能产生足够大的升力,飞机就能继续在空中飞行了。而且,通过实验还发现推力偏转之后,不仅推力能产生直接的投影升力,还能通过超环量效应令机翼产生诱导升力,使总的升力提高。

矢量发动机最大的特点:灵活

所谓的矢量发动机的“矢量”,与普通发动机的区别就在于矢量,它的目标不是飞的更快更高更强,而是更灵活。它的目标是让传统的通过飞行员控制飞机以外,通过矢量给飞行员一种新的控制飞机的手段。


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