超机动与矢量推力技术
美俄航空发动机大比拼
美俄航空发动机⼤⽐拼许多⼈听到美国F-22和F-35装配了F-119/135发动机，就以为美国的军⽤航空发动机⼀路领先俄罗斯了。
事实上俄罗斯的军⽤航空发动机技术领先美国10年以上。
下⾯不仿从⼏个主要技术性能参数作个⽐较。
综上所述，俄罗斯战机发动机在推⼒、推⽐、安全可靠性能、⽮量推⼒技术都在美国之上。
因此，中国的航空发动机应该以俄为师。
争取最后超过俄国。
J-10之所以被某些⼈认为相当于F-16的早期型号，就是因为发动机。
按他们的逻辑，如果J-10换装AL-31FU，岂不是F-16变成了J-10的早期型号？?⼀、推⼒和推⽐。
军⽤航空发动机推⼒越⼤，对原材料质量和制造⼯艺的要求也就越⾼，推⽐越⾼，科技含量也就越⾼，发动机性能就越先进，稍有点军事常识的对这些应该不陌⽣。
据报道和资料称，F-22的发动机F-119单台最⼤加推⼒156千⽜，推⽐接近10。
F-35的发动机F-135加推⼒176千⽜，推⽐11。
⽽⽶格-1.44的发动机AL－41F发动机，单台加推⼒196千⽜，总推⼒392千⽜，全机推重⽐达12.5，⽆论推⼒还是推⽐都要⽐F-119/135的⾼出许多。
你最好别说AL-41发动机没有成孰。
它1983年开始设计（设计代号1.42)，1989年开始⾸架飞机组装（⼯程代号1.44），2000年2⽉29⽇⾸飞，到2009年终⽌计划。
仅⼀架样机就飞⾏了⼏百⼩时，并成功达到空载最⾼时速4120千⽶/⼩时(3.4M)的极⾳速世界纪绿。
不开加⼒可达到2.35M的超⾳速巡航速度。
飞⾏中发动机没出过故障。
没装配T-50是因为推⼒过剩，且⽣产制造成本过⾼,单价超过2亿美元，⽐F-22还昂贵。
⽬前俄罗斯正在将它的推⼒改⼩到170千⽜的⽔平，装T-50还是⽐F-22的动⼒⼤得多。
⽽F-119发动机飞出的最⾼速度2M，不开加⼒超⾳速巡航速度1.6M。
其中两架F-22才飞⾏⼏⼗个⼩时就因发动机故障摔了，死亡2⼈。
能说明F-119⽐AL-41F成熟么？回过头来⽐较美俄三代战机的发动机技术⽔平。
四代战斗机
关于四代机的几个技术问题四代战斗机（美、俄称五代机）没有国际公认标准。
美国F-22最初提的战技要求，强调要有所谓4S能力——超音速巡航、超机动、隐身、维修性可靠性。
此外还有“先发现、先攻击、先摧毁”和一些性能数据，如什麽高度、过载等要求。
现在前三个S比较公认，但不能认为缺一个S就不是四代机.。
每个国家是根据自己的经济实力、技术实力和军方要求研制新一代飞机。
这些要求有的互相有矛盾，强调了这个，别的就要有点损失。
所以这些要求的排序很重要，比如把隐身排第一，其它就要相对“让位”。
所以讨论此问题每个国家观点不一样，飞机研制是综合平衡的问题。
最早YF-22和YF-23竞标时，YF-23的隐身性能好于YF-22，但美国空军最终还是选择了YF-22。
本文重点讲前三个S的难点和矛盾以及一些有关四代机的话题。
超音速巡航先谈超音速巡航（超巡），即要求发动机不开加力飞超音速。
超巡最重要的是发动机和飞机阻力的问题。
一般要讨论飞机阻力都用阻力系数。
阻力等于4个参数乘在一起——大气密度，速度的平方，机翼面积，阻力系数。
而且为考虑别的方面，还要再乘以二分之一，因为二分之一乘以密度和速度的平方，称为“动压”，加二分之一就方便一点。
发动机推力要克服阻力，所以在设计新飞机有这个矛盾，考虑将难点压在哪一方面。
如果飞机已经尽一切办法将阻力减到最少，想达到超巡那就要看发动机。
相反如果发动机推力无法提高，就只能在气动上下死功夫，所以发动机和飞机设计单位往往有很多争论。
四代机以前的飞机要飞超音速，往往发动机要开加力，短时间推力很大、速度很快，但缺点是很耗油。
后来又想超音速，又想省油，就提出发动机不开加力长时间飞超音速，就是超音速巡航。
原来有的发动机开加力后的推力比不开加力要大50%甚至80%以上。
现在很多人谈发动机推重比要大，比如推重比10，但这是最大加力推力与发动机重量的推重比，要超巡还要重视发动机不开加力时的推重比要大。
计算飞机的阻力用的阻力系数分两部分，一个叫废阻力系数，就是和升力无关的那部分阻力。
航空器的特性详解
1. 飞机的飞行性能：在对飞机进行介绍时，我们常常会听到或看到诸如“活动半径” 、“爬升率”、“巡航速度”这 样的名词， 这些都是用来衡量飞机飞行性能的术语。
简单地说， 飞行性能主要是看飞机能飞 多快、能飞多高、能飞多远以及飞机做一些机动飞行（如筋斗、盘旋、战斗转弯等）和起飞 着陆的能力。
速度性能最大平飞速度： 是指飞机在一定的高度上作水平飞行时， 发动机以最大推力工作所能达到的 最大飞行速度，通常简称为最大速度。
这是衡量飞机性能的一个重要指标。
最小平飞速度： 是指飞机在一定的飞行高度上维持飞机定常水平飞行的最小速度。
飞机的最 小平飞速度越小，它的起飞、着陆和盘旋性能就越好。
巡航速度： 是指发动机在每公里消耗燃油最少的情况下飞机的飞行速度。
这个速度一般为飞 机最大平飞速度的 70%〜80% ,巡航速度状态的飞行最经济而且飞机的航程最大。
这是衡量远程轰炸机和运输机性能的一个重要指标。
当飞机以最大平飞速度飞行时， 此时发动机的油门开到最大， 若飞行时间太长就会导致 发动机的损坏， 而且消耗的燃油太多， 所以一般只是在战斗中使用， 而飞机作长途飞行时都 是使用巡航速度。
高度性能最大爬升率： 是指飞机在单位时间内所能上升的最大高度。
爬升率的大小主要取决与发动机 推力的大小。
当歼击机的最大爬升率较高时， 就可以在战斗中迅速提升到有利的高度， 对敌 机实施攻击，因此最大爬升率是衡量歼击机性能的重要指标之一。
理论升限： 是指飞机能进行平飞的最大飞行高度， 此时爬升率为零。
由于达到这一高度所需 的时间为无穷大，故称为理论升限。
实用升限：是指飞机在爬升率为 5m/s 时所对应的飞行高度。
升限对于轰炸机和侦察机来说 有相当重要的意义，飞得越高就越安全。
飞行距离航程：是指飞机在不加油的情况下所能达到的最远水平飞行距离， 机航程的主要因素。
在一定的装载条件下， 飞机的航程越大， 作战性能就更优越（对军用飞机） 。
飞行器姿态控制方法综述
飞行器姿态控制方法综述一.引言经过一个世纪的发展，各种飞行器如雨后春笋般出现，从飞机、导弹到火箭、卫星，从宇宙飞船、航天飞机、空间站到月球探测器、火星探测器。
这些飞行器能在空中按预定的轨迹运动总离不开它的姿态控制系统，飞行器在空间的运动是十分复杂的。
为使问题简单化，总是将一飞行器的空间运动分解为铅锤平面的纵向运动和水平面内的侧向运动，将飞行器在空间的角运动分解成俯仰、偏航和滚动三个角运动。
由于角运.动使飞行器的姿态发生变化，所以对角运动的控制就是对飞行器姿态的控制。
对于飞行器姿态的控制，不同的飞行器需要不同的策略，本文主要就飞行器姿态控制方法的应用与发展作一一论述。
二.姿态控制的数学模型要控制飞行器的姿态，就是要控制使飞行器三个姿态角发生变化的力矩大小。
飞行器的姿态模型可以认为是一类不确定MIMO 仿射非线性系统，如式(1)所示：()//()//()//(c o s s i n )/c o s c o s s i ns i n t a n c o s t a n x y z y x x x x x z x x x y y y x x y x y z z z x x x z x y z I I I M I I I I M I I I I M I ωωωωωωωωωψωθωθϕϕωθωθθωθϕωωθϕ=-+⎧⎪=-+⎪⎪=-+⎪⎨=-⎪⎪=+⎪=+-⎪⎩ （1） 式中，x 、y 、z 下标表示空间飞行器的三个主轴方向；I 表示相对于飞行器质心的惯量矩，设飞行器是主轴对称的，则惯量积可以忽略；ω表示飞行器相对于惯性空间的角速度;M 表示控制力矩；,,ψϕθ分别是飞行器的欧拉角。
控制了M 的大小，就可以控制飞行器按我们期望的轨迹运动。
M 由飞行器上的执行机构产生，常见的有空气舵、推力矢量发动机、反作用飞轮、喷气执行机构或由其它环境力执行机构。
三.飞行器姿态控制方法3.1空气动力控制根据运动的相对性原理和气体流动时的基本定律，当飞行器在大气中以一定的速度飞行时，飞行器都会受到空气动力的作用。
机动与超机动
当超视距攻击技术出现之后，对于飞机高机动性的质疑就不绝于耳。
回顾人类近百年战机技术的发展，机动性始终是飞机技术探索与进步的核心，三代机的出现将飞机的机动性提高到了前所未有的水平。
因为在传统的空战领域，机动性就意味着空战胜利。
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。
毫无疑问，战争需求是军事技术发展的最大动力，飞机机动性能的发展也是如此。
然而，飞机技术研发的困惑在于，人们对于技术的渴望与预期，并非总是与所获得的结果相一致。
飞机设计师与飞行员是两个相互关联同时有存在各自专业特点的行业，尽管飞机设计师努力按照飞行员的需求设计飞机，但最终的产品总是难以达到飞行员所需求的目标。
问题在于人们对于作战需求的机动性要求的理解，令人遗憾的是即使是今天，我们对于飞机机动性的认识依然停留在较低的水平，无论是设计师还是飞行员。
那么，飞机机动性的奥秘到底在哪里，飞行员如何才能发挥飞机的最佳机动性能，从而获得空战的胜利，飞机设计师如何才能在设计中综合考虑各种因素，设计出一种相对完美的战机呢？一、常规机动飞行的基本原理机动飞行的三个区间所谓常规机动是相对于超机动而言的。
常规的固定翼战斗机其运动可以分为三个区间：绕横轴运动的纵向区间，绕纵轴运动的滚转区间，绕立轴运动的偏航区间。
在常规机动中偏航机动通常是作为一种辅助机动，除非飞行试验的需要，实际飞行中很少做连续稳定的偏航机动，因此常规机动通常可分为纵向区间和滚转区间两个区间。
机动飞行中无论飞机的姿态、轨迹如何变化，都可将其运动分解为这两个区间的运动。
各式飞机特技及对飞机所要求的技术
一马赫即一倍音速,马赫的大约速度换算相当於340.3 m/s突破音速被称作突破“音障”；飞行速度提高到马赫数大于3之后，克服了高速带来的高热问题，被称为突破“热障”；如果成功的超越了失速迎角，也就突破了“失速障”。
未来空战仍将是远距空战与近距空战并存，对下一代战斗机来说，超视距空战能力和近距超机动能力同等重要。
飞行状态（速度、高度和飞行方向）随时间变化的飞行动作，又称机动。
单位时间内改变飞行状态的能力称机动性。
飞行状态改变的范围越大，改变状态所需的时间越短，飞机的机动性就越好。
这是评价军用飞机性能优劣的主要指标之一。
从飞机运动轨迹看，可分为在铅垂面内、水平面内和三维空间的机动飞行。
飞机作曲线机动飞行时需要有向心力。
若航迹弯曲向上或在水平面内弯曲向左或向右，升力应大于飞机重力。
通常把机动飞行时飞机升力与飞机重力的比值称为法向过载。
机动性能高的飞机能承受较大的过载。
航迹弯曲向下时，法向过载小于1。
铅垂面内的机动飞行典型的机动飞行动作有：平飞加（减）速、俯冲、跃升、筋斗。
平飞加（减）速反映飞机改变水平飞行速度的能力。
平飞时如果发动机推力大于飞机阻力，就使飞机加速；反之就使飞机减速。
为了缩短加速时间，必须加大油门或使用发动机加力装置（或使用火箭加速器）。
为了缩短减速时间常关小油门，并打开减速板，或采用反推力装置。
俯冲飞机将位能转化为动能、迅速降低高度、增大速度的机动飞行，作战飞机常借以提高轰炸和射击的准确度。
俯冲过程分为进入、直线和改出俯冲三个阶段（图1）。
在实际飞行中，为尽快进入俯冲，通常是飞机先绕纵轴滚转或边转弯边进入俯冲，进入段的高度损失不大。
在急剧俯冲时，为了防止速度增加过多和超过相应高度的最大允许速度，必须减小发动机推力，有时须放下减速板。
改出俯冲后的高度不应低于规定的安全高度。
为了减小高度损失，驾驶员可在不造成飞机抖振的条件下尽量后拉驾驶杆，增大向心力，即增大过载。
但过载不应超过驾驶员的生理忍耐能力和飞机结构的强度（驾驶员穿抗荷服或采用特殊的座椅设计可以提高承受过载的能力）。
飞行器姿态控制法综述
飞行器姿态控制方法综述一.引言经过一个世纪的发展，各种飞行器如雨后春笋般出现，从飞机、导弹到火箭、卫星，从宇宙飞船、航天飞机、空间站到月球探测器、火星探测器。
这些飞行器能在空中按预定的轨迹运动总离不开它的姿态控制系统，飞行器在空间的运动是十分复杂的。
为使问题简单化，总是将一飞行器的空间运动分解为铅锤平面的纵向运动和水平面内的侧向运动，将飞行器在空间的角运动分解成俯仰、偏航和滚动三个角运动。
由于角运.动使飞行器的姿态发生变化，所以对角运动的控制就是对飞行器姿态的控制。
对于飞行器姿态的控制，不同的飞行器需要不同的策略，本文主要就飞行器姿态控制方法的应用与发展作一一论述。
二.姿态控制的数学模型要控制飞行器的姿态，就是要控制使飞行器三个姿态角发生变化的力矩大小。
飞行器的姿态模型可以认为是一类不确定MIMO 仿射非线性系统，如式(1)所示：()//()//()//(cos sin )/cos cos sin sin tan cos tan x y z y x x x x x z x x x y y y x x y x y z z z x x x z x y z I I I M I I I I M I I I I M I ωωωωωωωωωψωθωθϕϕωθωθθωθϕωωθϕ=-+⎧⎪=-+⎪⎪=-+⎪⎨=-⎪⎪=+⎪=+-⎪⎩ （1） 式中，x 、y 、z 下标表示空间飞行器的三个主轴方向；I 表示相对于飞行器质心的惯量矩，设飞行器是主轴对称的，则惯量积可以忽略；ω表示飞行器相对于惯性空间的角速度;M 表示控制力矩；,,ψϕθ分别是飞行器的欧拉角。
控制了M 的大小，就可以控制飞行器按我们期望的轨迹运动。
M 由飞行器上的执行机构产生，常见的有空气舵、推力矢量发动机、反作用飞轮、喷气执行机构或由其它环境力执行机构。
三.飞行器姿态控制方法3.1空气动力控制根据运动的相对性原理和气体流动时的基本定律，当飞行器在大气中以一定的速度飞行时，飞行器都会受到空气动力的作用。
中国矢量发动机原理
中国矢量发动机原理矢量发动机原理：众所周知。
战斗机的迭代更新。
其根本的标志就是发动机的升级换代。
四代和五代战机的标志。
就是逐渐用上了矢量发动机。
一款好的发动机能够极大幅度地提高战机的飞行速度和机动能力。
相反。
一款战机应用到的航电系统科技性能再先进。
制造工艺再精细。
发动机若OUT 了。
那么它的整体综合性能也是不能完全发挥出来的。
矢量发动机的多种喷口状态那么什么是矢量发动机呢？先看看三代机以前的普通发动机。
其喷嘴是轴向向后不能够变换方向的。
如果战斗机需要做出一些高难度动作。
必须要结合垂直尾翼和机翼的调整才能完成。
矢量发动机简单的理解就是推力转向技术。
即发动机的喷口可以径向全角度转向。
摆脱了飞机的机动和操控主要由气动布局提供的局限。
矢量发动机可以让战斗机轻而易举地完成短距起降。
翻滚。
横滚等动作。
如果把发动机的喷口缓缓地向下倾斜改变。
矢量发动机的推力就会分解成两个力。
一个是向后的推力。
一个是向上的升力。
这两个力的矢量和就是矢量发动机喷口的功率大小。
这就是矢量发动机推力作用的原理。
1970年代中期。
美国率先在F15战机上做了推力矢量试验。
发现其降落距离可以由原来的2260米降低到420米。
充分显示了矢量技术在起降时的优势。
一般的三代机它的迎角不会超过30度。
超过了将会进入一种失速的状态。
在失速状态下。
飞机的控制极其困难。
装备了矢量发动机的战斗机。
由于具有了过失速机动能力。
在失速状态下即使在迎角达到60度甚至更大。
飞机仍然有控制的能力。
由于有了这种推力矢量技术。
从而拥有极高的空中优势。
矢量发动机技术又分为多少类呢？多元推力矢量发动机多元推力矢量发动机就是轴对称技术。
此技术应用最典型的就是俄罗斯的“苏”系列战机。
多元推力矢量发动机最大的特点是发动机尾喷口和发动机是球形铰链接。
喷管可在径向360度全范围偏转。
能给飞机带来非常好的机动性。
多元推力矢量发动机机动性能十分强悍。
可以最大限度地利用发动机的功率。
二元矢量发动机二元矢量发动机喷口由圆形改为四方形。
超机动性技术及其战术优势探讨
曲东才 ：超机动性技术及 其战术优势探讨
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ห้องสมุดไป่ตู้
文章 编 号 ：１７ － ５ ９ ２０ ） １ ０ ６ － ４ ６ ３ ４ ９ （０ ６ ０ － ０ ５ ０
超 机 动 性技 术 及 其 战术 优 势 探讨
曲东才
（ 海军航空工程学院 ，山东 烟台 ２ ４０ ） ６０ １ 摘 要：随着对新型战机机动性要求的提高及 飞机在大迎角 下过失速状 态的深 入研究 ，提 出了新型 战机的超
在减速过程 中使迎角增大到 ７ 。 ０ 左右 ，此时驾驶
析、数字仿真 、空 战模拟台试飞发现 ，超机动性
可以显著改善近距格斗能力和减小 飞行员对超机 动的疑虑 ，近距格 斗中，期望的最 大失速迎角为 ７。 ０ ，并且认 为超机动性必须依赖 于推力矢 量控 制和数字式 电传控 制。８ ０年代初 ，德 国 ｗ． ． Ｂ Ｈｒｔ ｅ ｓ博士首先提 出了超机动性概念 ，并对此做 ｂ
短距 （ 垂直） 起降能力 、超视距攻击能力 、较好 的
机动性 、敏捷性等 。现代新型战机所具有的这些 胜奠定 了基础。分 析研究认 为 ，在未来空战 中， 超视距攻击将成为主要的攻击形式，但不可避免 的是 ，仍有 ３ ％以上 的空战会进入近距格斗 ，而 ０ 飞机具有 良好机动性能是取得近距格斗空战胜利
先进技术、战术性能 ，为在未来复杂的战争中取 于做精确瞄准和轨迹修正。因此 ，近年来 ，在对 第 四代战斗机研 制过 程 中，提 出了超 机动 性技 术 ，并将其作为第 四代 战斗机 的特征之一。超机
动性（ 也称过失速机动） 是与其常规机动 比较而言 的… ，它是指 当飞机实际迎角超过失速迎角 ，在 飞行速度很小 的状态 下，飞机 还能处 于受控 状
1 飞机推力矢量技术是通过改变发动机排气方向为飞机提供更强的转向力矩的技术
1 飞机推力矢量技术是通过改变发动机排气方向为飞机提供更强的转向力矩的技术。
飞机推力矢量技术的应用能赋予战斗机超机动性、短距起降和低的可探测性，极大地提高战斗机的作战有效性和生存能力。
美国、俄罗斯等发达国家都将其作为重要技术优先发展。
在飞机推力矢量技术的研究中，改变发动机排气方向，即推力矢量喷管的研究是关键且具决定意义的一环，必须首先研究发展。
轴对称矢量喷管(AVEN)是在常规机械式收扩喷管上发展出来的一种推力矢量喷管，通过喷管扩散段的偏转改变发动机排气方向。
就整个飞机推力矢量技术来讲，AVEN具有简单、轻质、低风险的特点，对飞机、发动机主机的改装要求小，是实施推力矢量技术的最佳喷管方案。
AVEN技术研究的目标是完成目标平台涡扇型的AVEN试验件的研制，并实现热态试车2 研究目标及途径AVEN要在保持轴对称收扩喷管面积和面积比调节功能的基础上实施扩散段的偏转，与其他机械装置的重要区别在于AVEN 是一种复杂的空间多自由度运动机械，人们最为关心的是如何使这样的机械装置运动起来，如何实现偏转，如何保证偏转后众多的、相互交叠的构件协调运动而不卡滞，如何确定正确的运动规律。
所以，研究思路是从攻克运动机理人手，从计算机仿真到模型，当模型成功之后，立即决定在成件上改装成I：1的原理样机，从而攻克了推力矢量喷管研究中的技术关键——运动机理。
由于AVEN研究的技术难度大，国内技术储备不足，没有类似机械装置可供参考，要想一次摸清其需要解决的关键技术是不可能的。
针对这种情况，通过自力更生、循序渐进的研究途径，从计算机仿真到模型、从模型到实物、从冷态到热态，分阶段分解关键技术，逐个采取技术措施，并根据需要采用计算机仿真或试验件试验等方法进行验证，同时，研究分解下一阶段的关键技术，如此循环发展，逐步攻克了AVEN各阶段关键技术，最终完成了目标平台涡扇型AVEN试验件的研制和热态试车。
AⅥ试验件研制是一个涉及气动、机构、结构、强度、控制、材料和工艺等多方面技术的研究课题，每一方面都有大量创新性的研究内容，采用并行工程技术协调多个项目，整个研制质量上都获得了极大的收益。
航空发动机推力矢量技术揭秘
航空发动机推力矢量技术揭秘一.概述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，对飞机的飞行进行实时控制的技术。
对它的应用，还得依靠计算机、电子技术、自动控制技术、发动机制造技术、材料和工艺等技术的一体化发展。
利用推力矢量技术到新设计和改型的下一世纪军用飞机上，的确是一个有效的技术突破口，它对战斗机的隐身、减阻，减重都十分有效。
推力矢量技术能让发动机推力的一部分变成操纵力，代替或部分代替操纵面，从而大大减少了雷达反射面积；不管迎角多大和飞行速度多低，飞机都可利用这部分操纵力进行操纵，这就增加了飞机的可操纵性。
由于直接产生操纵力，并且量值和方向易变，也就增加了飞机的敏捷性，因而可适当地减小或去掉垂尾，也能替代其他一些操纵面。
这对降低飞机的可探测性是有利的，也能使飞机的阻力减小，结构重减轻。
因此，使用推力矢量技术是解决设计矛盾的最佳选择。
许多年来，美、俄等国作了大量的飞行试验，证明了利用推力矢量技术的确能达到预定的目的。
1991年4月海湾战争结束后，五角大楼拿出500亿美元，研制不同于F-117的新型隐身飞机，使用了推力矢量技术，于是就有了基本满足上述多种要求的F-22战斗机。
俄罗斯开展隐身和推力矢量技术的应用研究包括，米格1.44利用发动机向不同方向发出的气流的反作用力可以迅速改变方向。
《简氏防务周刊》在1992年就说俄罗斯人已经超越了F-117，直接研制出了现代的超声速攻击机，成了F-22的竞争对手。
二.技术分类及对飞机总体性能的影响2.1折流板70年代中期，德国MBB公司的飞机设计师沃尔夫岗·赫尔伯斯提出利用控制发动机尾喷流的方向来提高飞机的机动能力。
1985年美国国防预研局和MBB公司联合进行了可行性研究，1990年3月，美国Rockwell公司、Boeing公司和德国MBB公司共同研制的在发动机尾喷口装有可改变推力方向的3块碳纤维复合材料舵面的试验验证飞机X-31出厂，并进行了试飞，其舵面可相对发动机轴线偏转±10°，在迎角为70°时仍能操作自如，并具有过失速机动能力[1,2]。
矢量推力技术
AL-41F动力来源为留里卡土星公司的AL-41F发动机，该发动机研发多年，因涡轮前温度相当高，比AL-31多出约摄氏250度，而一直存在瓶颈，近年技术上有所突破，1997年27具此型发动机进行了地面试验，后来还先后在Tu-16、MiG-25的一侧进行飞行试验，2000年1月装在MiG-1.44上试飞。
最大净推力略大于12000kg，最大后然推力20000kg(196knt)，推重比11.1，不论推力或推重比均高于较早来的F-22使用的F-119，这将是同代战机动力最大的发动机，一如AL-31系列的地位。
但S-37一开始使用的是MiG-31所用的D-30-F6,最大后燃推力150knt,最大静推力94knt，是当时俄国推力最大的动机，也是体积嘴大的战机用发动机。
目前看到的S-37飞行性能，如1.2马赫巡航、略大于2马赫极速应该是用D-30-F6的数据。
AL-41F将有轴对称向量喷嘴及扁平向量喷嘴供选择。
具备三维转向能力，其喷嘴可上下偏转15度，左右偏转8度。
关于会不会影响向量喷嘴的问题，我们可以自己来观察一下，她的尾杆作成一长一短，如果将来她的向量喷嘴是像AL-31FP的模式的话，那么应该会装在我们现在看到的喷嘴外侧，这样一来，短的尾刺影响就较小了。
AL-37FU，制式化型号即AL-31FP。
4级低压9级高压压气机，涡轮进口温度1938K，最大军用推力83.4knt(8500kg)，最大后燃推力143.2knt(14500kg)，推重比8.7，重量约1666kg。
AL-31FP还附加向量推力喷嘴，能上下偏转15度，偏转速率为每秒30度。
其喷嘴之外型与基本型没有太大的区别，都是圆筒状的敛散喷嘴。
AL-31FP之向量推力控制与飞控系统整合在一起，飞控系统可以根据飞行条件自动控制喷嘴方向。
除了自动控制，飞行员也可以用手动控制之，在飞行员左手边有个按键控制版，可以用按键的方式控制向量推力，这种控制方式在美国F-22上也有用到。
飞机推力矢量技术研究进展
机推力矢量技术研究进展飞机推力矢量技术的研究始于20世纪60年代，经过几十年的发展，已经达到实用化的阶段。
美国的F-22、俄罗斯的SU-30MKI、SU-37和欧洲的EF2000都己应用了推力矢量技术。
推力矢量技术虽然已经在现役飞机F-22、SU-30MKI上被应用，但是各航空工业发达国家仍在加强对该技术的研究，近些年来又提出了一些新的实现推力矢量的模式和概念。
随着新一代高性能飞机发动机的研制，推力矢量技术将成为未来战斗机的基本要求和标准技术之一。
实现推力矢量的原理比较简单，它是在常规喷气推进系统基础上，借助于机械或合理的空气动力结构布局来改变尾喷气流方向，使之产生附加力矩，进而操纵和控制飞机。
当排气流折转角为Φ时，便产生一个与飞机轴线垂直的力，其大小与sinΦ成正比，同时推力损失则与1-cosΦ成正比。
计算和试验结果均表明，在折转角适当的情况下，推力矢量能有效地提高飞机的机动能力。
一般来说，当折转角在0°-20°范围时是比较合适的。
推力矢量技术较常规喷气推进技术有不可比拟的优点：①提高战斗机的机动性和敏捷性，过失速状态下的机动能力，可迅速改变机头方向，对敌机进行射击，可作高速转弯，在空战中占据有利位置；②缩短起飞和着陆滑跑距离；③可以用发动机推力矢量代替尾翼进行气动配平，从而减小飞机配平阻力，减少尾翼尺寸，甚至将尾翼完全去掉，成为无尾飞机，从而减轻飞机的阻力和重量；④减少飞机的雷达反射面，提高隐身能力和生存能力。
2 推力矢量喷管的发展概况.由于推力矢量技术是一个复杂的系统工程，它涉及到气动、传热、结构、材料、控制等多方面学科，整体和各部件之间的协调特点以及结构性能很大程度上又与基础研究和技术水平有关，因而推力矢量装置的种类较多，结构和功用也异。
综合来看，可以分为以下几类。
2.1 折流板70年代中期，德国MBB公司的飞机设计师沃尔夫岗²赫尔伯斯提出利用控制发动机尾喷流的方向来提高飞机的机动能力。
火箭发动机推力矢量技术
宇航学院 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ11513 班 姓名 学号 张海征 11151078
2014 年 6 月 11 日
摘要
叙述了推力矢量控制的概念、技术分类、发展过程以及应用，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。 关键词：推力矢量 推力矢量控制 推力矢量应用
5
从 1993 年 11 月－1994 年年底， 在 X-31 与 F-18 之间进行了一系列的模拟空 战，在 X-31 飞机不使用推力矢量技术与 F/A-18 飞机同向并行开始空中格斗的情 况下，16 次交战中 F-18 赢了 12 次；而在 X-31 使用推力矢量技术时 66 次交战 X-31 赢了 64 次。此外，美国在 F-14 和 F-18 上分别安装燃气舵进行了试验。
2 推力矢量控制的方案
2.1 机械式的推力矢量喷管
2.1.1 燃气舵方案 一般来说，燃气舵方案是在飞机的机尾罩外侧加装 3 或 4 块可作向内、向外 径向转动的尾板，靠尾板的转向来改变飞机尾气流的方向，实现推力矢量。这种 方案的特点是发动机无需做任何改装，适于在现役飞机上进行试验。其优点是结 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。 2.1.2 二元矢量喷管 二元矢量喷管是飞机的尾喷管能在俯仰和偏航方向偏转， 使飞机能在俯仰和 偏航方向上产生垂直于飞机轴线附加力矩，因而使飞机具有推力矢量控制能力。 二元矢量喷管通常是矩形的，或者是四块可以配套转动的调节板。二元矢量喷管 的种类有：二元收敛－扩散喷管（2DCDN） 、纯膨胀斜坡喷管（SERN） 、二元楔体 式喷管（2DWN） 、滑动喉道式喷管（STVN）和球面收敛调节片喷管（SCFN）等。 通过研究证实，二元矢量喷管易于实现推力矢量化。在 80 年代末，美国两架预 研战斗机 YF-22/F119 和 YF-23/F120 均采用了这种矢量喷管。二元矢量喷管的缺 点是结构比较笨重，内流特性较差。
苏-30SM,俄罗斯空军的新一代多用途战斗机
苏-30SM，俄罗斯空军的新一代多用途战斗机俄罗斯记者Marina Lystseva带你去看看伊尔库茨克飞机厂制造的俄罗斯空军的新一代多用途战斗机——苏-30SM，这组照片拍摄于2012年底交付时，所以是茄子涂装。
根据俄罗斯国防部下达的合同，到2016年该厂将制造出30架这种先进战斗机。
头两架苏-30SM于2012年11月交付给了俄罗斯空军。
12月空军飞行员要驾驶这两架苏-30SM转场到国家试飞中心，位于阿斯特拉罕州阿赫图宾斯克地区。
根据空军代表的说法，现代化超机动性苏-30SM的服役可以显著提高俄罗斯空军的作战实力。
苏-30SM的首飞是在9月21日，正好是记者的生日。
苏-30SM装备了相控阵雷达，可以发射各种现代化的空空和空面武器。
除了作战外，该机还能执行苏-35的高教任务，当然这有些奢侈了。
苏-30SM是苏-30MKI的进一步发展型。
进行了改进，说穿了就是把苏-30MKK上的进口系统换成俄制设备。
几十“仗”。
根据非官方数据，苏-30MKI在模拟空战中的胜率比西方战斗机高。
度42架份苏-30MKI组装套件。
这样子印度苏-30MKI的总采购数量就达到了272架，已交付超过150架。
俄罗斯空军的新机徽，与苏联时代相比多了一条蓝边。
技术的战斗机。
伊尔库茨克高层会见驾驶苏-30SM转场的空军飞行员。
伊尔库特公司副总裁奥列格·杰姆琴科说：“我们的飞机已经出口多年，现在终于能开始向祖国提供飞机了。
今天，我们向俄罗斯空军交付了两架苏-30SM，这是我们的公司的历史事件，为联合航空制造公司干杯！”。
伊尔库茨克飞机厂副总裁亚历山大·哈谢夫斯基说：“重要的是苏-30SM已经开始量产，空军可以源源不断地获得装备。
”击数个而不是一个目标，作战能力相当于上一代飞机的两倍。
”到目前为止，空军尚未装备过如此强大的战斗机。
”飞行员来说，这已不是梦想。
”2012年12月19日，国防部副部长尤里·鲍里索夫与联合航空制造公司伊尔库特公司副总裁奥列格·杰姆琴科签订合同，为俄罗斯空军提供第二批苏-30SM。
现代战斗机的推力矢量控制技术
萌
随着 现 代 空 战 环 境 的 日 趋 恶 化 ，对 战 斗 机 的 技 ｔ 术 性 能 （ 战 如
２ 战 斗机 推 力 矢 量控 制 技 术
的 发 展 以 及 实 现 方 法
２１ 战 斗机 推力 矢量控 镧 技 术 ．
的 发 展
力矢 量喷 管的 Ｆ一１Ｓ￣ｍ 短距 ５ ｔｒ 起 降ｔ 机动技术验证机，并在 １ １ ９ ９
年进 行 ｒ试 飞 ，试 验 表 明 该 机 比 Ｆ—ｌ 有 更好 的 短距 起 降 性 能 。 ５具 此后 美 、德 联 合 研 制 了 采 用 推 力 矢 量控 制 技 术 的 Ｘ一３ “ 强 战 斗 ｌ增 机机 动 性 ” 证 机 ，该 机 的 可 操 验 纵 迎 角 达 ７ 。一 般 战 斗 机 最 大 迎 ６（ 角 在 ２ —３￣ 间 ） ８ ０之 ，在 ｌ９ ９５年 法
用推 力 矢 量控 制技 术后 时 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
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推 力矢量控制技 术
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能 的 主 要 技术 。 推 力矢 量 控 制 技 术亦 称推
期 ， 国轰 炸英国 伦敦时使用 了 德
ｖ一２火箭 ，曾 给英 国上 下 带 来 很 大恐 慌 。但 由 于 这 种 技 术 的 复 杂 性 和 困 难 性 ，直 到 ５ ０年 代 末 至 ６ ０年 代 ，推 力 矢 量 控 制 技 术 才 逐 渐 在 战 斗 机上 采 用 。
(完整word版)空战中常见的战术机动(word文档良心出品)
空战中常见的战术机动盘旋急转(Break Turn)急转是所有空战机动中最基本的。
当敌机准备对你射击时，迅速的增加离轴角（AOT），这是个高G动作。
以利用最大的瞬间转弯速度转向攻击者。
一旦你完成一个急转弯，应该马上作出其他的动作。
维持一个急转弯将使你成为一个再好不过的靶子，当急转弯完成后，你与敌机在空间上应该相差不多，一般而言盘旋急转(Break Turn) [ 转自铁血社区 h对于进攻一方来说，最忌讳的就是在跟随盘旋中，由于双方战机盘旋性能差异、本机位置操控不当不好或速度过大，反而超越目标、飞过头，白白把自己的后半球亮出来，那么势态就变了，刚才的防守方现在要开始反击了……对于尾随盘旋急转的进攻方，可以采用“直接追击”、“后滞追击”和“前置追击”3种方法。
“直接”追击很简单，在攻方瞄准镜里，只要一直盯死守方尾随即是。
“后滞追击”就是攻方为了始终维持在守方后半球，不超越，同向跟随盘旋，始终比守方慢，在尾随中寻找进攻机会，此为后滞追击。
[“前置追击”，就是切向上的截击，预先估计守方可能的飞行方路径，然后飞向路径上某一点，抄近道，寻找进攻机会。
在较远距离上有一定优势，减少攻方无谓的转向。
直接追击[ 转自铁血社区http://bbs.tiexue.n后滞追击前置追击break的另外一种形式~~盘旋俯冲~~ t/ ]Yo Yo（很熟悉吧）yoyo分为高yoyo和低yoyo两种高悠悠、高强势回旋(High Yo Yo)高强势回旋是攻击性空战的基础。
在角度战斗中如果你占据了敌机机尾具有攻击性的位置，可采取High Yo Yo，但此时只能采取延迟追击，无法将机首指向敌机时。
注意少许的滚向外侧，维持延迟追击然后拉高机首。
一般来说，一连串小的强势回旋逐渐减少AOT较单一型回旋的效果来的好，一旦在大型的强势回旋中犯错，你将不能对敌机可能突然做出的动作有所反应。
而且，强势回旋可使你不必承受过大的过载就能接近敌机。
直线型低悠悠，俯冲后的爬升阶段速度较低，易受攻击，故这种方式多见于己方掌握制空权后，战斗机截击对方轰炸机编队，同时也可以有效地减少尾随目标机被数量众多的防御机枪同时扫射。
战斗机的作战能力提升与研究
战斗机的作战能力提升与研究在现代战争中，战斗机的作战能力至关重要。
它不仅是夺取制空权的关键力量，还能对地面和海上目标实施精确打击，为整个作战体系提供强大的支援。
随着科技的不断进步和战争形态的演变，战斗机的作战能力也在不断提升，这涉及到众多方面的研究和发展。
战斗机的作战能力首先体现在其飞行性能上。
速度、高度、机动性等指标直接影响着战斗机在战场上的生存能力和攻击能力。
为了提升速度，科研人员不断优化战斗机的气动外形，采用更先进的发动机技术。
先进的发动机能够提供更大的推力，使战斗机具备更快的飞行速度和更好的加速性能。
在高度方面，战斗机需要具备在不同高度层作战的能力，这就要求其在结构强度、气密性能等方面进行精心设计。
机动性则是战斗机在空战中躲避敌方攻击和占据有利攻击位置的关键。
通过采用矢量推力技术、先进的飞控系统以及轻量化的材料，战斗机能够实现更加敏捷的机动动作，例如超机动、过失速机动等。
武器系统是战斗机作战能力的核心组成部分。
现代战斗机配备的武器种类繁多，包括空空导弹、空地导弹、航空炸弹等。
空空导弹的发展趋势是射程更远、精度更高、抗干扰能力更强。
新型空空导弹采用了主动雷达制导、红外成像制导等先进技术，能够在更远的距离上发现并锁定目标，提高了战斗机的超视距作战能力。
空地导弹则需要具备精确打击能力，能够对地面目标进行精确打击，减少附带损伤。
此外，战斗机的武器挂载能力也在不断提升，能够携带更多种类和数量的武器，满足不同作战任务的需求。
航电系统对于战斗机的作战能力提升起着至关重要的作用。
先进的雷达系统能够提供更远的探测距离、更高的分辨率和多目标跟踪能力，使战斗机能够更早地发现敌方目标，并在复杂的战场环境中准确识别和跟踪目标。
电子战系统则能够有效地干扰敌方的雷达和通信系统，保护己方战斗机免受敌方电子攻击。
同时，先进的航电系统还包括高性能的计算机、数据链等，能够实现信息的快速处理和共享，提高战斗机的作战效率和协同作战能力。
推力矢量技术的应用及影响
推力矢量技术的应用及影响摘要:本文论述了航空发动机的推力矢量的关键技术、类型,并分析了推力矢量技术的应用及对飞机性能的影响。
关键词:推力矢量技术二元喷管轴对称矢量喷管流场推力矢量喷管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,对飞机的飞行进行实时控制的技术。
对它的应用,还得依靠计算机、电子技术、自动控制技术、发动机制造技术、材料和工艺等技术的一体化发展。
1 推力矢量的关键技术1.1 推进技术高效、轻重量、低成本矢量喷管的研制无疑是飞机推力矢量技术的核心和最大技术难点,关键技术有:(1)矢量喷管的方案和内流特性;(2)矢量喷管结构设计、冷却和封严、运动机构和控制系统;(3)矢量喷管与发动机匹配研究,包括推力矢量对进气道和风扇性能的影响和对发动机结构受力的影响;(4)矢量喷管地面整机试验和测试技术;(5)与矢量喷管相关的工艺和材料。
1.2 气动(1)矢量喷流与飞机绕流相互干扰;(2)矢量喷流引起的超环量气动效应;(3)大迎角进气道流场;(4)反向喷流的干扰效应;(5)矢量喷流气动力实验方法和技术。
1.3 飞行/推进综合控制(1)推力矢量和气动舵面同时参与操纵时的飞机气动特性匹配和操纵性;(2)新的飞行状态和姿态下的飞行品质评定准则;(3)特大迎角下飞行控制律;(4)矢量喷管偏转的动态特性;(5)可靠性和余度设计;(6)飞控和推进控制的综合设计。
1.4 飞机总体设计(1)大迎角全机气动特性;(2)矢量喷管与后机体匹配;(3)推力矢量飞机总体布局;(4)推力矢量飞机的全机地面仿真试验和飞行试验技术;(5)推力矢量飞机战术和战效。
2 推力矢量喷管的类型2.1 折流板折流板方案是在飞机的机尾罩外侧加装3或4块可作向内、向外径向转动的尾板,靠尾板的转向来改变飞机尾气流的方向,实现推力矢量。
这种方案的特点是发动机无需做任何改装,适于在现役飞机上进行试验。
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• 印度苏 30MKI装 备的AL31FP矢 量推力发
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。
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。
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。
•
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!
谢谢观看
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。