什么是推力矢量(Thrust Vectoring)？
推力矢量控制是一种姿态或方向控制的形式，可以设计成任何能够通过动力推力在三维空间内移动的飞行器，例如飞机、航天器，或水下航行器。由火箭发动机或喷气发动机驱动的飞行器，其运动方向与从其后向推力喷嘴排出的废气完全...
推力矢量控制是一种姿态或方向控制的形式，可以设计成任何能够通过动力推力在三维空间内移动的飞行器，例如飞机、航天器，或水下航行器。由火箭发动机或喷气发动机驱动的飞行器，其运动方向与从其后向推力喷嘴排出的废气完全相反。当这种推力以不同于飞行器相对于地平线或水平面的角度离开飞行器时预期行驶方向，它可以帮助快速转弯，而不是简单地依靠空气动力学控制面或击碎航天器中的火箭来实现这一点。
航天飞机轨道飞行器在发射过程中使用万向节来控制主发动机的推力。截至2011年，几架先进的飞机使用推力矢量，包括俄罗斯的苏霍伊苏-30 MKI也被出售给印度，美国空军部署的F-22猛禽战斗机，以及为英国、德国、意大利和西班牙服役而制造的EF或欧洲战斗机2000。AV-8B鹞式II喷气式飞机也是推力矢量飞机的一个例子，这种飞机最初是在英国开发的，从1981年开始投入使用包括西班牙、意大利和美国在内的几个北大西洋公约组织（NATO）成员国。美国和以色列在20世纪90年代初还为F-16战斗机制定了一个称为多轴推力矢量控制（MATV）的项目以极高的迎角转弯推力矢量控制也被应用于一些火箭和航天器系统中，21世纪最新的显著例子是2005年发射的日本Mu火箭和欧洲航天局（ESA）小型先进研究和技术任务（SMART-1）月球飞行任务美国的航天飞机和20世纪60年代的土星5号卫星火箭。美国的一些战略核导弹系统也被认为使用了这项技术，包括部署在核潜艇上的陆基"民兵二号"洲际弹道导弹（ICBM）和潜射弹道导弹（SLBMs）。为了实现推力矢量控制，已经采取了几种不同的方法。对于飞机来说，典型的方法是将排气管嘴的运动与飞行员的控制联系起来因此，不仅像方向舵和副翼这样的飞机表面会对其矢量变化做出反应，而且排气管嘴也会随之运动。在美国F-22上，排气管嘴可以在20度范围内自由移动，这使得飞机的横摇率增加了50%。横滚率是指飞机在飞行中能够偏离其中心运动轴的俯仰-上下-或左右偏航-左右。俄罗斯苏-30 MKI有一个排气喷嘴，可以在水平面旋转32度，在垂直面旋转15度，它允许飞机以每小时217到249英里（每小时350到400公里）的速度在3-4秒内进行高速倾斜机动。在航天器或火箭中，推力矢量控制可以涉及到在飞行器体内移动整个发动机组件，称为万向节，这是用美国土星五号火箭完成的，或者说排气系统的关键部件可以串联移动像日本Mu太空运载火箭这样的固体推进剂火箭发动机不能改变推力燃料的方向，因此，他们转而沿着排气管嘴的一侧注入冷却液，迫使热废气从另一侧排出，以提供矢量效应。美国部署的固体燃料"民兵二号"导弹也采用了这一方法，其液体燃料三叉戟弹道导弹使用液压系统自行移动喷嘴为了离开地球引力井，通常主推力发动机与姿态控制火箭或推力矢量控制系统分离，每一个系统都可以使用不同类型的推进方法和燃料。早在21世纪初的太空任务中，就有人试图将这两个推进系统连接成一个通用的燃料系统。在欧空局的SMART-1任务中，这被称为联合作战的全电能设计，被称为姿态和轨道控制系统（AOCS）。计划于2014年至2015年发射的欧洲学生月球轨道飞行器（ESMO）也将推力矢量控制作为复杂离子推进系统的一部分。
航天飞机轨道飞行器在发射过程中使用万向节来控制主发动机的推力。截至2011年，几架先进的飞机使用推力矢量，包括俄罗斯的苏霍伊苏-30 MKI也被出售给印度，美国空军部署的F-22猛禽战斗机，以及为英国、德国、意大利和西班牙服役而制造的EF或欧洲战斗机2000。AV-8B鹞式II喷气式飞机也是推力矢量飞机的一个例子，这种飞机最初是在英国开发的，从1981年开始投入使用包括西班牙、意大利和美国在内的几个北大西洋公约组织（NATO）成员国。美国和以色列在20世纪90年代初还为F-16战斗机制定了一个称为多轴推力矢量控制（MATV）的项目以极高的迎角转弯推力矢量控制也被应用于一些火箭和航天器系统中，21世纪最新的显著例子是2005年发射的日本Mu火箭和欧洲航天局（ESA）小型先进研究和技术任务（SMART-1）月球飞行任务美国的航天飞机和20世纪60年代的土星5号卫星火箭。美国的一些战略核导弹系统也被认为使用了这项技术，包括部署在核潜艇上的陆基"民兵二号"洲际弹道导弹（ICBM）和潜射弹道导弹（SLBMs）。为了实现推力矢量控制，已经采取了几种不同的方法。对于飞机来说，典型的方法是将排气管嘴的运动与飞行员的控制联系起来因此，不仅像方向舵和副翼这样的飞机表面会对其矢量变化做出反应，而且排气管嘴也会随之运动。在美国F-22上，排气管嘴可以在20度范围内自由移动，这使得飞机的横摇率增加了50%。横滚率是指飞机在飞行中能够偏离其中心运动轴的俯仰-上下-或左右偏航-左右。俄罗斯苏-30 MKI有一个排气喷嘴，可以在水平面旋转32度，在垂直面旋转15度，它允许飞机以每小时217到249英里（每小时350到400公里）的速度在3-4秒内进行高速倾斜机动。在航天器或火箭中，推力矢量控制可以涉及到在飞行器体内移动整个发动机组件，称为万向节，这是用美国土星五号火箭完成的，或者说排气系统的关键部件可以串联移动像日本Mu太空运载火箭这样的固体推进剂火箭发动机不能改变推力燃料的方向，因此，他们转而沿着排气管嘴的一侧注入冷却液，迫使热废气从另一侧排出，以提供矢量效应。美国部署的固体燃料"民兵二号"导弹也采用了这一方法，其液体燃料三叉戟弹道导弹使用液压系统自行移动喷嘴为了离开地球引力井，通常主推力发动机与姿态控制火箭或推力矢量控制系统分离，每一个系统都可以使用不同类型的推进方法和燃料。早在21世纪初的太空任务中，就有人试图将这两个推进系统连接成一个通用的燃料系统。在欧空局的SMART-1任务中，这被称为联合作战的全电能设计，被称为姿态和轨道控制系统（AOCS）。计划于2014年至2015年发射的欧洲学生月球轨道飞行器（ESMO）也将推力矢量控制作为复杂离子推进系统的一部分。
- 发表于 2020-09-25 06:59
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