彧蔚2019-04-03 23:53:47

伴隨著第五代隱身戰機的流行，以美國F22為先驅的空軍裝備的更新換代，也讓各國對於第五代隱身戰機的需求變的越來越迫切。但是對於五代機的研發來說，其一開始就創立的4S標準卻讓五代機的研發門檻變的遙不可及，對於五代戰機來說，雖然大家最關心的還是隱身能力，但五代機除了隱身這個外表很顯眼的優勢外，其看不見的地方更多，比如4S標準中的超機動能力。

五代機實現超機動性除了更優秀的飛控設計外，能肉眼可見的就是向量推力發動機了。的確裝備有向量發動機的戰機在機動性上表現更優秀，但是向量發動機的研製卻讓很多國家止住了步，雖然在很多人心中，向量發動機和普通發動機的區別就是發動機尾噴口具不具備向量功能，而且在靜止狀態很難看出該發動機是否具備向量推進功能。但是介於向量噴口對於提高戰機機動能力有顯著效果，所以向量推進已經成為五代機的標配。

目前來說向量推進方式主要有三種，一種是以F22為代表的“二元向量推進”，這種向量噴口最大的優勢是其外形更為扁平，隱身效能更好，而且只有上下兩個活動部件所以可靠性更高，再加上噴管被蒙皮覆蓋，所以紅外特徵較小。而且向量噴管外形可以根據飛機尾部適配以減少空氣阻力。但是缺點也很明顯就是隻具備俯仰兩個方向的向量推進能力而且偏轉角度較小，對於戰機的超機動性來說還是有一定影響的，而且受限於隱身需求而設計的二元向量結構影響，其圓轉方的設計對推力損失較大，所以就需要額外增加推力來彌補這部分損失了，還有就是受限於向量噴口的特殊設計，其只能量身定製而不能通用，雖然採用了空心設計但是重量也比較大，在平時就需要飛控系統去平衡。所以推力損失大和質量大、再加上向量角度有限所以也就限制了其發展。

第二個就是以俄羅斯蘇35戰機為首的“三元向量尾偏推進”，這種推進方式最大的優點就是具備360度任何方向的向量推進能力，而且在雙發戰機上兩臺發動機向量噴口同時朝不同方向偏轉也能實現純襟翼和單發矢量推進戰機不具備的側螺旋機動能力。再加上其結構簡單所以重量較輕，但是缺點也很明顯就是首先因為活動部件較多，所以可靠性是很大的問題，而且因為活動部件大多處於高溫部位，所以在製造成本和降溫措施上也更為複雜。再加上這種向量推進在結構上有一個先天缺點就是在向量偏轉時，高溫氣流噴出的時間不是同時的而是有先後的，所以會造成向量噴口朝某個方向偏轉時。在相反方向產生一個很小的反推力，所以也會有一定的推力損失。

這也是第三種我國殲10B TVC驗證機上沒有采用這種結構，而採用了噴口部分偏轉的向量結構的原因，這種向量結構最大的優點就是推力損失是以上三種向量推進結構中最小的，而且需要密封的活動部件最少而且重量也很輕，目前缺點不知。

還有一種就是很簡單的向量推進方式——折流板式推進噴口這種向量推進噴口雖然可以直接加裝在發動機尾噴口，但是受限於偏轉角度有限和推力損失太大，所以只出現在F18向量驗證機和日本心神驗證機上。

但是要說裝備有向量噴口的發動機和普通發動機的區別，主要還是在機動性上，因為普通發動機並沒有噴口偏轉功能，只有透過噴口擴大縮小來增強推力的能力，所以戰機的機動性如何就只能依靠戰機的空氣舵面之間的配合來實現了。比如著名的普加喬夫眼鏡蛇動作，雖然某些非向量推進的戰機也可以實現（比如某些鴨式佈局有就這種潛力，其次就是機身長度較長的戰機），但是因為飛機仰角過大後尾翼會陷入機翼尾流中而造成失速，飛機就有很大可能進入尾旋而墜毀（主要指常規氣動佈局，像蘇30MKI這種鴨翼和機翼處於同一平面的鴨式佈局失速的就有可能是機翼了），這個時候就算髮動機工作正常也無法保持平衡，所以很多戰機在飛行大綱或者現在很多電傳戰機在飛控程式碼上都會對戰機仰角實行限制，以避免戰機因為仰角過大而失速墜毀。

而裝備有向量推進發動機的戰機在更大仰角時，雖然常規氣動佈局的戰機尾翼也會因為渦流影響而出現失速現象（鴨式會改飛控來增強機翼前後緣襟翼的偏轉角度），但是向量推進噴口由於距空氣舵面較遠而且不在一個縱向區域內，再加上向量推進不依賴高速氣流，這樣向量推力就會產生一個繞飛機重心偏轉的力矩，而且隨著仰角增大，只要機翼仍能夠產生推力就能繼續保持飛行，而且還會使機翼的升力更高。

但是不是任何戰機都可以直接加裝向量推進發動機的，因為向量推進對於戰機的超機動性雖然有顯著效果，但是在任何時候都是一種輔助手段，所以想要裝備向量推進發動機的戰機都需要前期進行戰機依靠空氣舵面獲得的機動性和依靠發動機向量噴口獲得的機動性之間的配合和相容，只有這樣才能真正的提高戰機的超機動性，如果直接加裝僅僅是飛控系統配合向量噴口的話，那獲得的超機動性也只能是雞肋。

而且不管是任何形式的向量噴口都會對發動機的推力造成一定的損失，而且向量噴口都是有壽命限制的，所以不是任何時候隨便用就用的。還有就是除了二元向量噴口外，剩下的兩種向量推進方式對於第五代戰機的隱身能力都是有一定壞處的，但是介於三元向量推進的效果更好，所以採用二元還是三元就看更注重隱身性還是超機動性了。