战斗机推力矢量关键技术及应用展望

战斗机推力矢量技术可极大地扩展战斗机使用包线,提升飞行安全性,增强飞机作战能力,是航空领域的重要关键技术,是先进战斗机的典型标志之一。该技术涉及气动、进排气、发动机和飞行控制等多个领域,其综合实现是一项跨领域、紧耦合、高风险的系统工程。本文回顾了战斗机推力矢量技术的发展历程,分析了关键技术体系,结合中国首架轴对称推力矢量验证机的工程实践,阐述了大迎角内外流气动设计、推力矢量发动机、综合飞/发控制和战斗机过失速机动飞行验证等关键技术,展望了推力矢量技术对作战效能的贡献及未来的应用方向。     

X—31A飞机的设计特点和试飞情况

综述了为验证增强战斗机机动性(EFM)计划、衡量过失速机动飞行的可行性及其在近距空战中的战术价值,X-31A飞机在气动布局、大迎角抗偏离设施、推力矢量系统以及飞控系统方面的特点;介绍了X-31A飞机的有关飞行试验情况,特别是循序渐近的四种过失速机动动作以及空战效能评估结果。结果表明,X-31A飞机气动布局合理,能完成过失速机动飞行。且过失速机动技术和推力矢量组合,可以大大地提高飞机近距空战的作战效能。     

过失速下俯敏捷性及纵向控制效能需求研究

结合飞行安全和作战效能需求,对过失速战斗机的大迎角/过失速迎角下俯敏捷性指标及纵向控制效能需求进行了研究.为了满足飞行品质和过失速敏捷性指标要求,采用非线性动态逆方法设计了某推力矢量飞机快回路和慢回路飞行控制律.在此基础上,根据过失速下俯敏捷性和滚转敏捷性指标要求,对所需的最小俯仰推力矢量偏角进行了计算分析,所得结果对先进战斗机的设计有一定的参考价值.     

如何解决隐身/超音速与敏捷性的矛盾——麦道最新推出X-36试验机

最近麦道公司出厂了一架X-36超音速隐身灵敏战斗机的28％缩比的无人驾驶试验机。该机的布局特点是有一对大的前翼,无垂尾,机翼共有10个前后缘操纵面,同时装有一个用于偏航控制的推力矢量装置。飞机在纵横向都有中等的静不稳定度。试验机的起飞总重约580千克。麦道公司和NASA将用这架试验机先进行6个月飞行试验。同时该机还在进行风洞试验。     

以色列进行装推力矢量系统飞机试验

目前,以色列用装有推力矢量系统的无尾和减少尾翼面积的缩比遥控飞机,成功地进行了一系列过失速和机动飞行试验.该机的气动布局类似于F-16TVC(推力矢量型)的半尺寸飞行器.它能清楚地暗示以色列未来的战斗机很可能是一种隐身的、带推力矢量系统的设计布局.试验表明,与常规尾翼设计的同类飞机相比,该机的过失速机动性明显增加.由于垂尾面积减少了25%,飞机的最大偏航速度比类似的、具有全尾     

失速及推力矢量对飞机瞬时转弯性能的影响

以Ｆ－１５战斗机为例，研究了失速及推力矢量对飞机瞬时转弯性能的影响。主要研究了迎角、推力、推力矢量角及气动力等的变化对飞机瞬时转弯性能的影响。通过与无推力矢量及非失速情况的比较，推出了推力矢量和失速机动的优缺点。     

推力矢量技术的研究、应用及作用

Research,ApplicationandRoleofVectored-Thrust推力矢量技术近年来已由研究试验阶段发展到了实用阶段,在发达国家下一代战斗机上几乎全部都采用了这项技术,第三代战斗机的某些改型上也有加装推力矢量系统的。现在的推力矢量技术已从第一代发展到了第二代,其对飞机的总体性能和结构设计已产生了重要影响。总的来说,战斗机应用推力矢量技术是美国、俄罗斯战略、战术发展的需要。而相关技术的发展使其应用成为可能。推力矢量技术是指发动机推力通过喷管或尾喷流的偏转产生的推力分量来替代原飞机的操纵面或增强飞机的操纵功能,对飞机…     

战斗机敏捷性评估方案及其对未来敏捷性战斗机设计的影响

本文的目的是介绍新型战斗机敏捷性评估方案并讨论评估方案对战斗机设计产生的影响，未来空战中要获胜就要求将飞机的机头，武器首先指出敌机，首先指向敌机就意味着具备了先敌发射的机会，全向攻击导弹（如AIM－9L）出现后，就对战斗机提出了指向－发射能力要求，指向敌机后全向攻击导弹可以从任意方向发射，其中包括飞机迎面遭遇情况，飞机速度较低时，未来战斗机可以利用它在较大过失速迎角（可达90°）下飞行的能力来提高其机头指向能力，未来过失速技术（PST）战斗机的操纵需要推力矢量动力装置和相应的操纵技术，它们使飞机具有了过失速机动能力，文章分析了战斗机的敏感性，并在大于和小于失速迎角这两个范围内评估了它对设计的影响，介绍了一些战斗机敏感性评估方案，在小于失速迎角范围内，用于表征俯仰敏捷性的参数有指向裕度（PM），相对能态（V／Vc)和作战循环时间（CCT），用于表征滚转敏捷性的参数有后向间隔距离（RSD），在大于失速迎角范围内，确定出的关键性能参数为迎角变化率能力，以较大的迎角变化率进入的过失速机动在发射位置具有更长的时间－这是一个性能优势，形成俯仰和偏航矢量控制功率需求设计曲线的假设前提是仅使用推力矢量就有可能实现过失速迎角下飞机的操纵，讨论了应用敏捷性（一般情况下和过失速情况下）方案对未来战斗机设计的影响。     

超机动飞机飞行控制及大迎角飞行品质研究

超机动飞机飞行控制和大迎角飞行品质研究,对于强调超机动能力的第四代战斗机的飞行控制律设计、验证和试飞评定有着重要意义。以鸭式布局飞机为研究对象,应用推力矢量技术,结合奇异摄动原理和逆系统理论,设计了基于非线性动态逆理论的超机动飞行控制律。从过失速状态飞机空气动力的非线性和非定常迟滞效应、大气紊流等方面初步验证了控制律的...     

“狂风”战斗机改装新进展

“狂风”战斗机是一种双发、双座超音速可变后掠翼多用途战斗机。“狂风”战斗机最早由英国提出设计方案，英、德、意联合研制、生产，用于替换这些国家原有的2290架F—104战斗机。1969年3月，英、德、意联合组建了帕那维亚飞机集团，英国和德国各占42．5％的生产份额，意大利占15％的生产份额。“狂风”战斗机主要特点有：双发（RB199涡扇发动机），电传飞行控制系统，地形跟随与测绘雷达。这些是“狂风”战斗机实现超低空、跨音速突防的基本保证。此外，“狂风”战斗机具有反向推力特性，可实现短距着陆。“狂风”战斗机的基本型是攻击…     

推力矢量在战斗机上的应用

采用推力矢量技术，可以减小飞机的起飞着陆距离，提高其机动性，使之具有过失速机动能力。而且，利用推力矢量技术还可以解决气动力面在低速、大迎角时效率下降所带来的问题，可以减小甚至取消飞机的水平尾翼和垂见尾翼，这对于减轻飞机的重量，降低飞机的阻力，提高飞机的隐身性能也有好处。推力矢量技术最早出现在40年代，经过几十年的发展，已经变得比较成熟。F—22、苏-37、EF2000都采用这项技术，它将使未来战斗机的性能发生质的飞跃。对飞机受力的影响推力矢量对飞机受力的影响分为直接和间接影响。前者为当发动机的推力矢量偏转某…     

飞机大迎角飞行品质研究的进展

叙述了战斗机大迎角飞行品质研究的进展情况。说明了当代战斗机的作战环境和作战方式以及由此提出的大迎角机动飞行的背景。着重介绍了国外过失速区大迎角飞行品质研究的主要方面,飞行动力学机理,操纵效能,推力矢量及其控制律,飞行品质要求及其验证和评价方法,由此得出相应的结论。     

F-16瞬态飞行迎角达110°

洛克希德公司的一架装推力矢量喷管的F-16在进行美空军多轴推力矢量(MATV)试验计划中,飞行迎角达到瞬态110°和稳态80°。前者是在一次模仿苏-27所做的“眼镜蛇”机动时达到的,此时,飞机没出现失速和加力燃烧室熄火问题。在MATV计划中,空军打算评价俯仰角/偏航推力矢量系统对改善飞机格斗能力及大迎角特性的效用。     

现代战斗机飞行力学问题的研究进展

阐述了现代战斗机研制中若干飞行力学问题研究现状,内容涉及敏捷性设计指南和空战敏感性管理系统,过失速飞行包线扩展和机动飞行,大迎角飞行控制律设计,推力矢量控制和准无尾飞行,大迎有特性分析方法－开环和闭环特性分支分析方法和大迎角飞行品质要求六个方面。研究结果显示出这些大迎角飞行力学领域最新发展趋势及其在现代战斗机研制中的作用地位。     

X—31过失速包线扩展综述

Ｘ－３１是用于探索增强战斗机机动性战术优点的研究机，通过利用推力矢量可达到增强战斗机机动性，本文提供了Ｘ－３１研究计划和飞机的信息，讨论了Ｘ－３１过失速包线扩展试验及飞机需要进行的改进。     

F119发动机的设计特点

1 引言 1982年,美国空军提出拟用于90年代中、后期的下一代“先进战术战斗机(ATF)”计划,与当时的F-15等第3代战斗机相比,ATF除要求有好的机动性外,还要突出有良好的敏捷性,高的隐身性,超声速巡航与矩距起降能力等。相应对用于ATF的发动机则要求推重比达到10.0一级,中间推力要高,要采用矢量喷管等。当时有由洛克希德、波音、通用动力三公司联合提出的YF-22方案与由诺斯罗普、麦道二公司联合提出的YF-23方案参与投     

推力转向喷流与高速主流干扰参数影响规律的数值模拟研究

针对一种简化的飞机模型,数值模拟了推力矢量尾喷流与高速主流的干扰效应,系统总结了来流马赫数、攻角、喷管偏转角、喷流马赫数、喷流总压、喷流总温等参数对飞机气动特性的影响规律,分析了流动机理,结果表明:对于该简化战斗机模型,推力矢量尾喷流对高速主流的干扰局限于尾部局部区域,对全机气动特性的影响较小,仅在较大攻角下才有一定体现;但高速主流对尾喷流的干扰显著,推力矢量角损失随来流马赫数和攻角的增大而增大。     

带推力矢量飞机的重构飞控系统设计

带推力矢量飞机的重构飞行控制系统是由带推力知量的基本飞行控制系统和重构控制系统两部分组成。前者是加装推力矢量飞机控制的关键。后者是当飞机舵面或作动器发生故障后，利用矢量喷管进行飞控敏理构，可以使推力矢量再次发挥作用。以加装推力矢量喷管的飞机为研究对象，阐述了上述两种控制系统的详细设计方法，此法带有一定的普遍性，为进一步展开这方面的研究提供了参考。     

美国战斗机机体/发动机一体化技术研究与发展

战斗机机体/发动机一体化技术对战斗机性能、机动性、隐身性、起降的操纵性、飞行安全性和扩大飞行包线都有着重要的作用。推力矢量喷管技术是战斗机机体/发动机一体化技术中的关键,能为战斗机带来新的可操作能力。 由美国投资战略部、计划和项目管理局及美国空军(USAF)怀特实验室资助,USAF、NASA等部门于90年代初开始着手进行战斗机机体/发动机一体化技术研究。研究分为两个阶段:第一阶段进行战斗机机体/发动机一体化预先设计(FAPIP)研究及多轴推力矢量喷管方案验证;第二阶段主要进行飞行试验。     

S/VTOL战斗机用推力矢量喷管技术的发展及关键技术分析

S/VTOL(short/vertical take-off and landing)战斗机用推力矢量喷管是飞机实现短距起飞垂直降落,摆脱对跑道的依赖,减小航母的设计难度,及显著提高飞机机动性能的关键技术,已成为第4代战斗机和战斗机用航空发动机的设计标志。结合不同时期推力矢量喷管的特征和不同战斗机对推力矢量的技术要求,对短距起飞垂直降落战斗机用矢量喷管的结构特点、工作原理及发展状况进行了归纳及总结。详细提出了S/VTOL战斗机用推力矢量喷管的关键技术,并对开展S/VTOL战斗机用矢量喷管技术研究提出建议。