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。     

苏-37的推力矢量技术

苏-37是俄罗斯最新研制的具有推力矢量控制的多功能、全天候、高机动性的空中优势战斗机.苏-37战斗机以其杰出的超机动飞行表演轰动了1996年范堡罗国际航空博览会.它不仅使用推力矢量完成了可控制的“眼镜蛇”机动.而且还能完成极小半径的空中筋斗(Kulbit)以及被称为“钟”(Bell)的机动动作.虽然它还是一种实验用原型机,但是它比美国/德国联合研制的X-31“增强战斗机机动性验证机”在1995年巴黎国际航展上的机     

探索超群飞行能力──X-31试验机的VECTOR计划

UECTOR─—FromVisiontoSuccessStory今年4月，美国、德国和瑞典签订了一个联合技术研究计划（VECTOR），它的含义是“带矢量推力的超短距起飞着陆控制和无尾作战研究”计划。目的是研究把推力矢量用于一种无尾的飞机和用于超短距起降滑跑飞行的必要性和可行性。这种能力的飞机对于在航空母舰上使用的舰载喷气战斗机特别有用，从而已引起美国海军的极大兴趣。同时，这个计划的研究内容对于增强现役战斗机的作战能力也十分有用。VECTOR的“飞行试验平台”是基于X—31试验机发展的。该试验机在德一美联合的“战斗机高机动性研究”计…     

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。     

战斗机发动机推力矢量控制技术的应用

简述了战斗机发动机推力矢量控制技术的发展及实现方法,并从4个方面介绍了推力矢量控制技术的应用和技术性能,最后介绍了战斗机推力矢量控制的几项关键技术.     

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…     

推力矢量控制技术发展及关键技术分析

本文简述了战斗机推力矢量控制技术的发展及实现方法,并从4个方面介绍了采用推力矢量控制技术后战斗机性能的提高,最后简要介绍了战斗机推力矢量控制的关键技术。     

推力矢量控制与推力矢量喷管

叙述了推力矢量控制的分类、发展过程，说明了推力矢量控制的重要性，推力矢量控制是未来战斗机提高敏捷性和获得过失速机动的重要手段。介绍了目前世界上航空发达的国家推力矢量控制和推力矢量喷管的发展现状和趋势，采用推力矢量控制和推力矢量喷管后使飞机所获得的效益和面临的问题。     

推力矢量喷管及其控制技术综述

推力矢量控制是第四代战斗机获得过失速机动性的必要条件,推力矢量喷管具有提供巨大的飞机性能收益的潜力。文中介绍轴对称矢量喷管和二元收-扩矢量喷管的结构,较详细地讨论了二元矢量喷管的控制机构、控制工作模态和控制系统。     

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…     

未来空战与推力矢量技术

从隐身性、超音速巡航、超机动、敏捷性和短距起降等影响空战效能的因素入手 ,研究了推力矢量技术对上述影响空战效能因素的作用。结果表明 ,推力矢量技术是未来战斗机必不可少的关键技术之一。     

X-31的“击毁”率超过预计

与不同军用飞机之间的空战模拟试验显示,X-31的“击毁”率达到32:1,从而证明了“敏捷性”战斗机比常规战斗机有绝对的空战优势。 X-31在利用推力矢量后,在与F/A-18和F-4对抗中显示的飞行性能竟然高于模拟器上表现的三倍。 空战模拟分为两个阶段,第一阶段X-31不使用推力矢量。F/A-18采用了海军布局,但加挂了一个中心机腹外挂舱,以使F/A-18与X-31的性能更为匹配。由于没有推力矢量,X-31的持续转弯半径和转弯率都略差于F/A-18,而且在ACM(主动对抗)中,X-31几乎损失一半。 第二阶段,X-31使用了推力矢量系统和飞行控制系统。X-31与F/     

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.     

过失速大机动飞机的飞行控制律设计

对新一代带推力矢量的战斗机在大迎角过失速机动下的飞行控制律进行设计,并进行了机动指令飞行仿真。引进推力矢量技术,建立带推力矢量的飞机模型方程;采用奇异摄动理论,将控制回路分为两个快慢(内外)回路,对每个回路分别用动态逆方法进行飞行控制律设计;并采用结构奇异值μ综合和分析的方法对快(内)回路设计了鲁棒控制器;最后所设计的控制律进行了机动指令飞行仿真,仿真结果表明设计的过失速机动控制律良好。     

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。     

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。     

采用全向推力矢量技术的米格-290VT

米格-29OVT 是米格公司新近开发的超机动多功能战斗机,其特别之处是采用了全向推力矢量(OVT)技术,它的发动机喷管可在任意轴向偏转20度,是世界上首架装备了在所有轴向都可以偏转的全向喷管的双发战斗机。米格-29OVT在2005年莫斯科国际航展上第一次对外进行了飞行表演,引起了巨大轰动,其风头甚至超过了同样采用推力矢量技术的苏-30MKI。     

浅议未来战斗机的发展趋势

本文就未来战斗机的发展趋势进行了初步分析,预测未来战斗机将广泛采用推力矢量技术、隐身技术、无尾技术、主动柔性机翼技术等高新技术,分析战斗机由于采用高新技术而引起的性能变化,以及由此而导致的空战模式的变化,并对我国发展未来战斗机提出了自己的建议。     

推力矢量对飞机大迎角动态气动特性的影响

推力矢量是提高战斗机大迎角动态气动特性,提升其过失速机动能力和飞行品质的重要手段。新一代战斗机的高机动性要求也使气动和推力矢量的融合控制研究日益重要。针对中国空气动力研究与发展中心∅3.2 m开口低速风洞,研制了喷流模拟器和通气动态试验装置,建立了带推力矢量的大迎角动态试验技术。开展了不同减缩频率、不同落压比、不同喷管偏角时的大迎角俯仰振荡运动特性试验研究。结果表明：与无喷流试验相比,带喷流时模型的动态特性均随着落压比和喷管偏角的变化呈现规律性的变化;力和力矩系数形成的迟滞曲线面积随着落压比和偏角的增加而增加;减缩频率的变化对模型的动态特性影响小于无喷流时的影响。总的来说,推力矢量的影响未改变模型大迎角动态特性的基本规律,但是随着推力矢量角度和大小的变化,有规律地改变了模型动态气动力和力矩的变化幅度。     

简讯

由俄罗斯为印度制造的10架苏-30MKI战斗机日前装备印度空军重新组建的第20中队,该中队驻扎在浦那的印度空军基地。这批苏-30MKI装有推力矢量装置,这一点可从图中第一架飞机下倾的尾喷管看出,从而使印度空军成为世界上第一支装备推力矢量战斗机的空军。在接收这批苏-30MKI之前,印度已接收18架不具备推力矢量能力的苏-30K型战斗机,这些飞机全部装备给了同驻浦那的第24中队。这样,由俄罗斯负责为印