即便是我们常说的“二元”与“轴对称”,细分起来也有数款不同的设计概念。

不同的矢量喷管,各有什么优缺点

【日本心神战机使用的矢量喷管属于折流板结构】

1、简单粗暴的折流板

所有矢量喷管里,最简单的是折流板结构,比如日本的心神,外观像燃气舵,原理简单。但缺点也明显。首先是系统相对单一笨拙,死重较大。这种简单设计会增加横截面积,增大阻力,不利于隐身和高速飞行。矢量动作时推力效率较低。有较大提升空间大。

2、优缺点都比较明显的二元矢量喷管

二元矢量喷管,可以在尽量降低推力损失前提下,获得矢量控制。喷管横截面积小,能大幅降低尾阻和后机身阻力。先天优势也有利于红外、雷达隐身和超音速巡航。因此被F-22这类注重隐身、超巡与机动性的战机选中。

但这种喷管,也有缺点,比如结构相对也不轻,内流特性较差。也就是气流从圆形发动机喷出后进入矩形喷口,流场会变得复杂,产生推力损失。我们日常看到的排气管,基本都是圆形截面,就是为了避免这些问题。这些涉及到流体力学的问题,都需要复杂的研究与优化。

【气流进入矩形喷管时出现复杂的流场】

【从气流截面温度可以看到,二元喷管有天然的红外隐身优势】

3、低成本低门槛的矢量喷管