什么是推力矢量(Thrust Vectoring)？
推力矢量控制是一種姿態或方向控制的形式，可以設計成任何能夠通過動力推力在三維空間內移動的飛行器，例如飛機、航天器，或水下航行器。由火箭發動機或噴氣發動機驅動的飛行器，其運動方向與從其后向推力噴嘴排出的廢氣完全...
推力矢量控制是一種姿態或方向控制的形式，可以設計成任何能夠通過動力推力在三維空間內移動的飛行器，例如飛機、航天器，或水下航行器。由火箭發動機或噴氣發動機驅動的飛行器，其運動方向與從其后向推力噴嘴排出的廢氣完全相反。當這種推力以不同于飛行器相對于地平線或水平面的角度離開飛行器時預期行駛方向，它可以幫助快速轉彎，而不是簡單地依靠空氣動力學控制面或擊碎航天器中的火箭來實現這一點。
航天飛機軌道飛行器在發射過程中使用萬向節來控制主發動機的推力。截至2011年，幾架先進的飛機使用推力矢量，包括俄羅斯的蘇霍伊蘇-30 MKI也被出售給印度，美國空軍部署的F-22猛禽戰斗機，以及為英國、德國、意大利和西班牙服役而制造的EF或歐洲戰斗機2000。AV-8B鷂式II噴氣式飛機也是推力矢量飛機的一個例子，這種飛機最初是在英國開發的，從1981年開始投入使用包括西班牙、意大利和美國在內的幾個北大西洋公約組織（NATO）成員國。美國和以色列在20世紀90年代初還為F-16戰斗機制定了一個稱為多軸推力矢量控制（MATV）的項目以極高的迎角轉彎推力矢量控制也被應用于一些火箭和航天器系統中，21世紀最新的顯著例子是2005年發射的日本Mu火箭和歐洲航天局（ESA）小型先進研究和技術任務（SMART-1）月球飛行任務美國的航天飛機和20世紀60年代的土星5號衛星火箭。美國的一些戰略核導彈系統也被認為使用了這項技術，包括部署在核潛艇上的陸基"民兵二號"洲際彈道導彈（ICBM）和潛射彈道導彈（SLBMs）。為了實現推力矢量控制，已經采取了幾種不同的方法。對于飛機來說，典型的方法是將排氣管嘴的運動與飛行員的控制聯系起來因此，不僅像方向舵和副翼這樣的飛機表面會對其矢量變化做出反應，而且排氣管嘴也會隨之運動。在美國F-22上，排氣管嘴可以在20度范圍內自由移動，這使得飛機的橫搖率增加了50%。橫滾率是指飛機在飛行中能夠偏離其中心運動軸的俯仰-上下-或左右偏航-左右。俄羅斯蘇-30 MKI有一個排氣噴嘴，可以在水平面旋轉32度，在垂直面旋轉15度，它允許飛機以每小時217到249英里（每小時350到400公里）的速度在3-4秒內進行高速傾斜機動。在航天器或火箭中，推力矢量控制可以涉及到在飛行器體內移動整個發動機組件，稱為萬向節，這是用美國土星五號火箭完成的，或者說排氣系統的關鍵部件可以串聯移動像日本Mu太空運載火箭這樣的固體推進劑火箭發動機不能改變推力燃料的方向，因此，他們轉而沿著排氣管嘴的一側注入冷卻液，迫使熱廢氣從另一側排出，以提供矢量效應。美國部署的固體燃料"民兵二號"導彈也采用了這一方法，其液體燃料三叉戟彈道導彈使用液壓系統自行移動噴嘴為了離開地球引力井，通常主推力發動機與姿態控制火箭或推力矢量控制系統分離，每一個系統都可以使用不同類型的推進方法和燃料。早在21世紀初的太空任務中，就有人試圖將這兩個推進系統連接成一個通用的燃料系統。在歐空局的SMART-1任務中，這被稱為聯合作戰的全電能設計，被稱為姿態和軌道控制系統（AOCS）。計劃于2014年至2015年發射的歐洲學生月球軌道飛行器（ESMO）也將推力矢量控制作為復雜離子推進系統的一部分。
航天飛機軌道飛行器在發射過程中使用萬向節來控制主發動機的推力。截至2011年，幾架先進的飛機使用推力矢量，包括俄羅斯的蘇霍伊蘇-30 MKI也被出售給印度，美國空軍部署的F-22猛禽戰斗機，以及為英國、德國、意大利和西班牙服役而制造的EF或歐洲戰斗機2000。AV-8B鷂式II噴氣式飛機也是推力矢量飛機的一個例子，這種飛機最初是在英國開發的，從1981年開始投入使用包括西班牙、意大利和美國在內的幾個北大西洋公約組織（NATO）成員國。美國和以色列在20世紀90年代初還為F-16戰斗機制定了一個稱為多軸推力矢量控制（MATV）的項目以極高的迎角轉彎推力矢量控制也被應用于一些火箭和航天器系統中，21世紀最新的顯著例子是2005年發射的日本Mu火箭和歐洲航天局（ESA）小型先進研究和技術任務（SMART-1）月球飛行任務美國的航天飛機和20世紀60年代的土星5號衛星火箭。美國的一些戰略核導彈系統也被認為使用了這項技術，包括部署在核潛艇上的陸基"民兵二號"洲際彈道導彈（ICBM）和潛射彈道導彈（SLBMs）。為了實現推力矢量控制，已經采取了幾種不同的方法。對于飛機來說，典型的方法是將排氣管嘴的運動與飛行員的控制聯系起來因此，不僅像方向舵和副翼這樣的飛機表面會對其矢量變化做出反應，而且排氣管嘴也會隨之運動。在美國F-22上，排氣管嘴可以在20度范圍內自由移動，這使得飛機的橫搖率增加了50%。橫滾率是指飛機在飛行中能夠偏離其中心運動軸的俯仰-上下-或左右偏航-左右。俄羅斯蘇-30 MKI有一個排氣噴嘴，可以在水平面旋轉32度，在垂直面旋轉15度，它允許飛機以每小時217到249英里（每小時350到400公里）的速度在3-4秒內進行高速傾斜機動。在航天器或火箭中，推力矢量控制可以涉及到在飛行器體內移動整個發動機組件，稱為萬向節，這是用美國土星五號火箭完成的，或者說排氣系統的關鍵部件可以串聯移動像日本Mu太空運載火箭這樣的固體推進劑火箭發動機不能改變推力燃料的方向，因此，他們轉而沿著排氣管嘴的一側注入冷卻液，迫使熱廢氣從另一側排出，以提供矢量效應。美國部署的固體燃料"民兵二號"導彈也采用了這一方法，其液體燃料三叉戟彈道導彈使用液壓系統自行移動噴嘴為了離開地球引力井，通常主推力發動機與姿態控制火箭或推力矢量控制系統分離，每一個系統都可以使用不同類型的推進方法和燃料。早在21世紀初的太空任務中，就有人試圖將這兩個推進系統連接成一個通用的燃料系統。在歐空局的SMART-1任務中，這被稱為聯合作戰的全電能設計，被稱為姿態和軌道控制系統（AOCS）。計劃于2014年至2015年發射的歐洲學生月球軌道飛行器（ESMO）也將推力矢量控制作為復雜離子推進系統的一部分。
- 發表于 2020-09-25 06:59
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