推力矢量技术

简单地说，推力矢量技术是通过改变发动机喷流的方向来获取额外的操纵力矩的技术。作用在飞机上的推力是一个有大小和方向的量，这个量叫做矢量。但是，一般飞机上，推力都是顺飞机轴线向前，方向不会发生变化，因此为了强调这种技术中推力方向可变的特性，我们把它叫做推力矢量技术。

没有使用推力矢量技术的飞机，发动机的喷水气流都与飞机的轴线相吻合，产生的推力也沿着轴线前进，在这种情况下，发动机的推力只是用来克服对飞机的阻力，为飞机提供加速的动力。

而采用推力矢量技术的飞机，则是利用发动机产生的推力通过喷管偏转，获取多余的控制力矩，实现飞机姿态控制。它的显著特点是，操纵力矩与发动机关系密切，不受飞机自身姿态的影响。这样，当飞机进行低速、大攻角机动飞行，操纵舵面几近失效时，就可以保证利用推力矢量提供的附加操纵力矩来控制机动性。四代战斗机要求飞机具有过失速机动能力，也就是在大迎角情况下进行机动。推进矢量技术正是提供了这种能力，是实现第四代战斗机战术、技术要求的必然选择。

通过图解，可以了解推力矢量技术的基本原理。

一般飞机的迎角相对较小，在这种状态下，飞机的机翼和尾翼都能产生足够的升力，保证飞机正常飞行。随着飞机攻角的逐渐增大，飞机的尾翼将陷入机翼的低能量尾流，导致尾翼失速，飞机进入尾旋状态，从而导致坠毁。此时，即使引擎运转正常，飞机也不能保持平衡，停在空中。

但是，在飞机采用推力矢量后，发动机喷管上下摆动，产生的推力不再通过飞机的重心，从而产生围绕飞机重心的俯仰力矩，此时的推力就像飞机的操纵面一样。因为推力的产生只与发动机有关，因此即使飞机的迎角超过了失速迎角，推力仍可提供力矩使飞机与之配平，只要机翼仍可产生足够大的升力，飞机仍可在空中飞行。此外，通过实验还发现，当推力发生偏转后，不仅推力可以产生直接的投影升力，还可以使机翼产生超环效应，从而使整个升力增加。

配备了推力矢量技术的战斗机在空中有很大的优势，因为它具有失速机动能力，美国使用装备了推力矢量技术的X-31验证机对F-18进行了模拟空战，结果X-31的战绩是1:32，远远超过F-18。

由于采用推力矢量技术的飞机的超环量升力和升力方向上的推力分量均有利于减少飞机的离地和着陆速度，因此采用推力矢量技术的飞机不仅机动性大大提高，而且具有前所未有的短距起飞能力。此外，由于矢量推力喷管易于实现推力反向，使飞机降落后制动力大大提高，从而缩短了着陆滑行距离。

若引擎喷管不但能上下偏转，而且能左右偏转，则推力不仅能提供飞机的俯仰力矩，而且能提供偏航力矩，这就是全矢量飞机。

采用推力矢量控制技术，可使飞机的气动控制面，如垂尾、立尾等，大大减小，从而降低飞机重量。此外，垂直和垂直尾部形成的角反射镜也因此缩小，从而提高了飞机的隐身性能。

推进矢量技术是一项综合性较强的技术，它包括推进式喷管技术和飞行器机体/推进/控制系统一体化技术。推进矢量技术的发展和研究需要先进的航空科技，反映了一个国家的综合国力，目前世界上只有美国和俄罗斯拥有这种技术，F-22和Su-37是各自拥有这种先进技术的代表机型。

目前我国还开展了推力矢量技术的前期研究，并取得了一些成果，相信在不远的将来，我国的飞机也能装备上这种先进技术，翱翔蓝天，增强国防实力。