最近见有人讨论矢量推力问题,分析哪种矢量推力技术更高。所以开这个帖子,简单阐述一下四种不同的矢量推力技术。

图片给出了4种矢量推力技术,还有一种喷射引流式的,不属于机械矢量推力,就不说了。
四种矢量推力中,第一种导弹上用的比较多,也不属于飞机喷管
第二种关节式,属于飞机矢量推力喷管早期技术。导弹、火箭上也有类似技术的应用。但缺点也很明显,结构复杂,燃气封闭也是难题。
第三种二元矢量。其实就输上下两块偏转板。看起来似乎结构简单,但实际上需要将圆形喷口过渡成矩形喷口,有推力损失。
第四种轴对称矢量喷管,或者叫三元矢量推力、全向矢量推力。看起来似乎是四种技术中最复杂的一种。但其实这反而是比二元矢量推力更简单的一种矢量推力结构。
为什么这么说呢?
因为飞机(战斗机)的喷管有一个特点,为尽量提高推力,在喷管喉部位置,要让气流速度达到音速。老的涡喷发动机会采用简单收敛喷管;军用涡扇发动机则因为要把气流进一步提高到超音速,采用了收敛扩散喷管。
所以,军用喷气发动机有一个控制喷口直径大小的装置。非常简单,就是一个环形“卡环”。通过液压作动筒控制“卡环”的前后移动,限制喷口叶片的最大张开角度。
第四种“轴对称矢量推力”其实就是在这种收敛扩散喷管基础上,将作动筒的移动从三点对称移动,改为非对称移动。三点成面,也就使得卡环可以出现全向偏转。
之所以看起来结构复杂,实际上是推力矢量的高精度控制需求,一方面对作动筒移动精度要求高,另一方面与收敛扩散喷管相比,在卡环与叶片间增加了连杆,使叶片能够高精度偏转。
和收敛扩散喷管相比,只是作动筒更粗、叶片从自由偏转变成连杆带动。
所以:
二元矢量推力喷管需要设计专门的偏转喷口。而轴对称喷管【在结构上】仅仅只是增大作动筒直径,在移动卡环与叶片之间增加固定的连杆。

图片给出了4种矢量推力技术,还有一种喷射引流式的,不属于机械矢量推力,就不说了。
四种矢量推力中,第一种导弹上用的比较多,也不属于飞机喷管
第二种关节式,属于飞机矢量推力喷管早期技术。导弹、火箭上也有类似技术的应用。但缺点也很明显,结构复杂,燃气封闭也是难题。
第三种二元矢量。其实就输上下两块偏转板。看起来似乎结构简单,但实际上需要将圆形喷口过渡成矩形喷口,有推力损失。
第四种轴对称矢量喷管,或者叫三元矢量推力、全向矢量推力。看起来似乎是四种技术中最复杂的一种。但其实这反而是比二元矢量推力更简单的一种矢量推力结构。
为什么这么说呢?
因为飞机(战斗机)的喷管有一个特点,为尽量提高推力,在喷管喉部位置,要让气流速度达到音速。老的涡喷发动机会采用简单收敛喷管;军用涡扇发动机则因为要把气流进一步提高到超音速,采用了收敛扩散喷管。
所以,军用喷气发动机有一个控制喷口直径大小的装置。非常简单,就是一个环形“卡环”。通过液压作动筒控制“卡环”的前后移动,限制喷口叶片的最大张开角度。
第四种“轴对称矢量推力”其实就是在这种收敛扩散喷管基础上,将作动筒的移动从三点对称移动,改为非对称移动。三点成面,也就使得卡环可以出现全向偏转。
之所以看起来结构复杂,实际上是推力矢量的高精度控制需求,一方面对作动筒移动精度要求高,另一方面与收敛扩散喷管相比,在卡环与叶片间增加了连杆,使叶片能够高精度偏转。
和收敛扩散喷管相比,只是作动筒更粗、叶片从自由偏转变成连杆带动。
所以:
二元矢量推力喷管需要设计专门的偏转喷口。而轴对称喷管【在结构上】仅仅只是增大作动筒直径,在移动卡环与叶片之间增加固定的连杆。