나는 가능한 한 간단하게 말하려고 노력한다, 일반적인 엔진 노즐, 스프레이 방향은 고정되어 있다! 즉, 크기만 있고 방향은 없습니다. 스칼라입니다! 벡터 노즐은 스프레이 방향을 변경할 수 있습니다. 즉, 크기와 방향이 모두 있으며 벡터입니다!
추력 벡터 기술은 노즐이나 꼬리 제트 편향으로 인한 추력 구성요소로 원래 비행기의 조종면을 대체하거나 비행기의 조작 기능을 강화하여 실시간으로 항공기 비행을 제어하는 기술입니다. 그것의 응용은 컴퓨터, 전자 기술, 자동 제어 기술, 엔진 제조 기술, 재료 및 기술의 종합 발전에 달려 있다.
추력 벡터 기술을 다음 세기의 새로 설계된 군용 항공기에 적용하는 것은 확실히 효과적인 기술 돌파로 전투기의 은신, 항력 감소, 감량에 매우 효과적이다.
추력 벡터 기술은 엔진 추력의 일부를 조작력으로 바꾸고 조작면을 대체하거나 부분적으로 대체하여 레이더 반사 영역을 크게 줄일 수 있습니다. 영각이 아무리 높고 비행 속도가 아무리 낮더라도 비행기는 이 부분의 조작력을 이용하여 조종할 수 있어 비행기의 기동성을 높일 수 있다. 제어력은 직접적으로 발생하며 크기와 방향이 가변적이어서 비행기의 민첩성이 높아지기 때문에 수직 꼬리를 적절히 줄이거나 제거하거나 다른 조작면을 대체할 수 있습니다. 이것은 비행기의 탐지성을 낮추는 데 도움이 되며, 비행기의 저항력과 구조중량도 낮출 수 있다. 따라서 추력 벡터 기술을 채택하는 것이 설계 모순을 해결하는 가장 좋은 선택이다. 수년 동안 미국, 러시아 등 국가들은 대량의 비행 실험을 실시하여 추력 벡터 기술이 확실히 원하는 목적을 달성할 수 있다는 것을 증명하였다.
199 1 4 월 걸프전이 끝난 후 펜타곤은 F- 1 17 과 다른 새로운 스텔스 항공기를 개발하기 위해 500 억 달러를 투자했으며 추력 벡터 기술을 채택했습니다. 러시아의 은신과 추력 벡터 기술의 응용 연구에는 미그 1.44 가 엔진의 다른 방향의 기류 반작용력을 이용하여 방향을 빠르게 바꿀 수 있다는 연구가 포함되어 있다. 1992' 제인의 방무주간지' 에 따르면 러시아인들은 F- 1 17 을 제치고 현대초음속 공격기를 직접 개발해 F-22 의 경쟁자가 됐다.
둘. 기술 분류와 항공기의 전반적인 성능에 미치는 영향
2. 1 베젤
1970 년대 중반에 독일 MBB 의 항공기 디자이너인 볼프강 허버스 (Wolfgang Herbers) 는 엔진 꼬리 제트의 방향을 제어함으로써 비행기의 기동성을 높일 것을 제안했다. 1985 에서 미국 국방연구소와 MBB 사가 공동으로 실현가능성 연구를 진행했다. 1990 년 3 월, 미국 록웰, 보잉, 독일 MBB 가 공동으로 실험을 개발해 항공기 X-3 1 엔진 노즐에 추진력 방향을 바꿀 수 있는 3 개의 복합탄소섬유 방향타 면이 장착되어 있으며, 그 방향타 면은 엔진 축과 반대일 수 있습니다.
1993, 165438+ 10 월-1994 년 말 x-3/kloc 에서 X-3 1 추력 벡터 기술 사용 시 X-3 1 66 경기에서 64 번 이겼다 [3]. 또한 미국은 F- 14 와 F- 18 에 각각 베젤을 설치해 실험을 진행했다.
일반적으로 배플 방안은 비행기의 꼬리덮개 바깥쪽에 반경 안팎으로 회전할 수 있는 꼬리판 3 개 또는 4 개를 설치하여 꼬리판의 회전을 통해 비행기의 꼬리 공기 흐름 방향을 바꿔 추력 벡터를 실현하는 것이다. 이 방안은 엔진이 어떠한 개조도 필요하지 않아 현역 항공기에서 테스트하기에 적합하다는 것이 특징이다. 그 장점은 구조가 간단하고, 비용이 저렴하며, 일정한 실험 연구 가치를 가지고 있다는 것이다. 그러나 자중과 외형 크기가 크고 추력 벡터 효율이 낮아 항공기 은신과 초음속 순항 에 불리하기 때문에 추력 벡터 기술을 개발하는 실험 검증 방안일 뿐이다.
2.2 2 차원 벡터 노즐
2D 벡터 노즐은 비행기의 꼬리 노즐로, 피치 및 요 방향으로 편향되어 비행기가 피치 및 요 방향으로 항공기 축에 수직인 추가 모멘트를 발생시켜 비행기의 추력 벡터 제어 기능을 제공합니다. 2D 벡터 노즐은 일반적으로 직사각형 또는 함께 회전할 수 있는 4 개의 조정 가능한 플레이트입니다. 2D 벡터 노즐의 유형에는 2D 수렴-발산 노즐 (2DCDN), 순수 팽창 경사 노즐 (SERN), 2D 쐐기 노즐 (2DWN), 슬라이딩 목 노즐 (STVN) 및 구형 수렴 블레이드 노즐 (SCFN) 이 있습니다.
연구에 따르면 2 차원 벡터 노즐은 추력 벡터를 쉽게 구현할 수 있습니다. 80 년대 말, 미국의 두 예비 전투기인 YF-22/F 1 19 와 YF-23/F 120 은 모두 이런 벡터 노즐을 사용했다.
2D 벡터 노즐의 단점은 구조가 비교적 육중하고 내부 흐름 특성이 좋지 않다는 것입니다.
2.3 축 대칭 벡터 노즐
처음에는 추력 벡터 기술에 대한 연구가 주로 2 차원 벡터 노즐에 집중되었지만, 연구가 깊어짐에 따라 2 차원 노즐의 장점이 많고 단점도 뚜렷했다. 특히 현역 비행기에 이식하는 것은 매우 어려웠다. 이를 위해 축 대칭 추력 벡터 노즐이 개발되었습니다. GE 는 80 년대 중반에 축 대칭 추력 벡터 노즐을 개발하기 시작했다. GE 가 개발한 노즐은 A9/ 스티어링 조정 작동기 3 개, A8/ 목 면적 조정 작동기 4 개, 조정 링 지지대 3 개, 노즐 제어 밸브 및 내열 밀봉판 세트로 구성되어 있습니다.
2.4 유동장 추력 벡터 노즐
유동장 추력 벡터 노즐은 이전의 몇 가지 기계 구동 추력 벡터 노즐과 완전히 다릅니다. 주요 특징은 노즐 확산 세그먼트에 측면 2 차 유체를 도입하여 주 기류의 상태에 영향을 주어 주 기류의 면적과 방향을 변경하고 제어함으로써 추력 벡터를 얻는 것입니다. 그것의 주요 장점은 추력 벡터를 위해 많은 기계 운동 부품을 절약하고, 구조를 단순화하고, 비행기의 무게를 줄이고, 수리 비용을 절감할 수 있다는 것이다.
유동장 추력 벡터 제어를 실현하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 현재 연구 방법은 다음과 같습니다.
1) 제트 추력 벡터 제어. 공기 흐름은 노즐 확산 세그먼트의 하나 이상의 스프레이 구멍을 통해 분사되어 주 공기 흐름이 스프레이 구멍 맞은편 벽면을 따라 흐르도록 하여 측면 힘을 생성합니다. 2) 역류 추력 벡터 제어. 노즐 출구 세그먼트 외부에 클램프를 추가하여 역류강을 형성합니다. 주류 편향이 필요할 때 흡입 시스템을 시작하여 부압을 형성하여 주류 편향이 횡력을 일으키게 합니다. 3) 기계/유체 결합 추력 벡터 제어. 목에서 일정한 거리에 하나 이상의 회전 가능한 공압식 조절장치가 있는데, 그 길이는 목 지름의 15%-35% 에 해당한다. 회전은 서보 메커니즘에 의해 제어되며 비벡터 상태로 파이프 벽을 밀어낼 수 있습니다. 조정부의 난류는 기류를 편향시키고 횡력을 발생시킨다.
이러한 추력 벡터 장치에서는 베젤 구성표가 X-3 1, F- 14, F- 18 등 항공기에서만 실험 검증을 실시하여 추력 벡터 제어 비행기가 유효한 것으로 나타났습니다. 2 차원 벡터 노즐은 연구가 가장 이르고 기술이 가장 성숙한 것으로 F-22 등의 비행기에 채택되었다. 축 대칭 추력 벡터 노즐에 대한 연구는 2 차원 벡터 노즐보다 약간 늦었지만 빠르게 발전하여 SU-35 와 SU-37 에 채택되었습니다. 대조적으로, 축 대칭 벡터 노즐은 2 차원 벡터 노즐보다 기능성이 우수하고 기술적 어려움이 많기 때문에 각국의 R&D 초점이 축 대칭 벡터 노즐로 옮겨지고 있습니다. 유동장 추력 벡터 노즐은 연구가 늦었기 때문에 아직 연구 및 탐사 단계에 있으며 실용화까지는 아직 멀었지만 가장 유망한 추력 벡터 노즐이 될 것입니다.
셋째, 추력 벡터 기술을 적용한 후의 전술 효과
추력 벡터 기술이 전투기에 적용된 후 전술 효과가 크게 향상되었다. 미국과 러시아의 응용 경험과 비행 검증에 따르면, 확실히 그렇다. 전투기 전술 효과의 향상은 여러 방면에서 설명할 수 있다.
1) 이착륙의 기동성과 안전성을 높였습니다. 이륙과 착륙 과정에서 추력 회전을 이용하여 리프트를 증가시켜 활주 거리를 크게 줄일 수 있기 때문이다. 역추하면 효과가 더 뚜렷해 공항에 대한 수요가 줄고 항공기 사용이 더욱 기동적이다. 기후에 대한 요구도 완화될 수 있다. 비행기는 비대칭착빙, 돌풍, 작은 폭풍의 간섭을 두려워하지 않고, 이착륙장 손상의 영향도 줄어들어 전력이 상대적으로 높아진다.
2) 침투 능력, 유연성, 생존율, 공격이 갑자기 향상되어 레이더 반사 면적이 줄어들고 기동성이 증가하기 때문이다. 이런 갑작스러운 성질은 매우 귀중하다. 미국 공군항공시스템사 사령관 존 로치 장군은 과거 격추된 조종사 중 80% 가 누가 그들에게 발포했는지 보지 못했다고 말했다. 생존율의 증가는 조종사의 자신감을 증가시키고 전투기의 장비도 그에 따라 감소할 수 있다. 미 공군은 공군 전투기 수를 35% 줄일 계획이다.
3) 항로가 증가하면 공격이나 방어의 범위가 늘어난다. 추력 벡터 기술을 사용하면 방향타 면적의 감소로 저항을 줄이고 연료 소비를 줄이며 그에 따른 항로를 늘릴 수 있다. 또한 꼬리날개 무게의 감소는 비행기의 총 중량을 크게 감소시켜 연료를 늘리고 그에 따라 항로를 증가시킬 수 있다.
4) 근거리 작전의 전력을 제고하고 새로운 공전 전술을 개척했다. 주된 이유는 통제 가능한 공격 각이 크게 확장되어 실속 공격 각도를 훨씬 능가하고, 헤드 포인팅 능력이 강화되어 무기 사용 기회가 증가했기 때문이다. 그리고 통제력의 증가는 민첩성을 증가시켰다. 큰 피치 속도를 사용하면 비행기가 높은 공격 각도를 빠르게 제어하여 기수가 목표물을 가로막을 수 있는 위치에 정확하게 멈추게 할 수 있습니다. 동시에 원하는 체류 시간에 따라 실시간으로 영각을 유지하고 조정하여 기수가 대상을 가리키고 잠그고 발포한 다음 빠르게 퍼터를 하여 비행기를 더 작은 영각으로 돌려보낼 수 있습니다 (감소 및 재설정). 일반 비행기는 보통 실속 영각보다 훨씬 낮은 조건에서 비행하는 것으로 제한됩니다.
5) 공대지 공격 성능 향상, 적중률 향상, 폭격 후 회피 동작이 더욱 민첩하다.