超机动与矢量推力技术

超机动与矢量推力技术
• 上世纪80年代，随 着F-117的出现，人 类进入了隐身空战 时代，其在沙漠风 暴和科索沃战中的 出色表现，引发了 人们对未来战机技 术发展的思考。有 了隐身技术和超视 距攻击技术，飞机 的机动性是否成了 花拳绣腿？ • 然而，四代机的出 现结束了所有人的 争论，无论是美国 还是俄罗斯，军事 大国不约而同地在 下一代战机的技术 研发中，采用了超 机动飞控技术，即 所谓的飞发一体化 控制技术。战机的 机动性再次成为人 们关注的焦点。
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俄罗斯人在矢量推力技术的研发中处于世界领先地位， 从苏-37开始，俄罗斯人就开始矢量推力控制技术的探 索，到米格-29-OVT，该技术已日臻成熟。而美国人从 X-29开始矢量推力技术研究，但早期他们采用的是喷流 舵面技术，其矢量控制的效果明显比矢量喷口差，即使 美国最先进的F-22也只采用了俯仰矢量喷口。
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超机动除了技术优势外，还将形成巨大的战场心理优势。对于没有四代机 的一方，其技术弱势将对空战的结果产生压倒性的影响。这会给弱势一方 形成巨大的心理压力，而这种心理压力对于敌方将使致命的!
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• 印度苏 30MKI装 备的AL31FP矢 量推力发
ຫໍສະໝຸດ Baidu
动机
在具备超机动能力的飞机上，我们发现除了发动机矢量推力对飞机 运动的贡献外，方向舵不再是可有可无的东西，传统飞机的方向舵 是用来消除侧滑的，一般不单独使用，而超机动飞机的方向舵则可 以直接实现方向操控，这种模式已经彻底打破了传统操纵理念，没 有空气动力就不能机动的概念已经不存在了，可以说，对于具备超 机动能力的飞机，只要你想得到，任何机动都可以完成。
超 机 动
有了矢量推力还不是完成超机动充分条件，作为可控的机动飞行， 控制飞机的平衡是必要条件。如果机头指向改变使飞机失去了平 衡，飞机的动态就会失去控制，而要实现超机动过程中飞机的平 衡，就必须具备“飞发一体化”控制技术。所谓“飞发一体化” 控制，是通过电传操纵系统，将飞控系统、反馈和发动机矢量喷 口实现有机的交联，这种一体化控制是以飞机运动轨迹的控制为 目标，通过控制率软件来实现的。由于发动机矢量喷口对飞机姿 态控制的权限很大，如何通过舵面的合理驱动来控制飞机的平衡， 其软件设计是极为复杂的。而且由于矢量推力不仅具有方向性， 还有推力值的变化，而不同推力值所产生的机头指向运动是不同 的，其平衡控制就更为复杂。
在近距格斗中超机动具有 绝对的优势
可以说面对四代机，传统飞机在格斗中没有任何取胜的 可能。因为在具备超机动能力后，加之配备有效攻击范 围 15km的近距导弹，一旦目标出现，即可利用超机动实 现“瞬即攻击”，在这样的空战中“几何空战”和“能 量空战”理论将失去任何意义。
• 在超视距攻击中，只要有目标信息，战机可以利用超机动迅速实现全向攻 击，这一过程短得可以用秒来计算。超机动在规避导弹攻击时也可发挥奇 效，对于预测目标前置位置的主动攻击弹而言，超机动所形成的运动速度 和矢量的瞬间变化，将使导弹瞬间处于“迷惑”状态，给解算带来巨大的 困难，从而达到死里逃生的目的。
超 机 动
• 超机动的原理与常规机动完全不同，尽管从本质上将矢量推力 也是空气动力，但它与常规机动的向心力不同，矢量推力是直 接力，通过直接改变机头指向实现改变轨迹的目的。因此，超 机动更加迅速也更加直接。以俯仰轨迹变化为例，矢量喷口下 偏，使飞机绕重心形成下俯运动，机头指向就直接发生变化了。 正是因为矢量喷口的这种特性，在速度较小的情况下甚至零速 度下，飞机可以做几乎无半径的机头指向运动。
常规机动飞行的基本原理
要解释飞机机动性产生的 机理，就首先要区分传 统飞机与现代战机。在 四代机出现之前，飞机 的机动运动是空气动力 作用的结果，飞机的机 动能量主要来源于升力， 这是飞行的基本原理， 只是到了四代机出现以 后，才出现了矢量推力 驱动的机动飞行，这种 机动是直接力运动，与 传统的空气动力机动是 截然不同的两种运动。 我们首先来讨论空气动力 机动。许多从事航空理论 和飞行技术研究的人，对 于这一简单道理的认识也 是模糊的，有些人认为飞 机的机动运动是由操作舵 面直接驱动的。其实，舵 面运动只是改变了飞机的 姿态，而由姿态变化引起 的升力变化，才是驱使飞 机完成机动的真正动力， 而飞机的滚转运动只是改 变升力的空间方向，从而 使飞机完成任意矢量方向 的曲线运动。