小火箭講述人類火箭與飛機的矢量推力技術之五

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本系列共5篇，本文是完結篇第5篇。

本文共1701字，17圖。預計閱讀時間：3分鐘。

公元1992年11月6日，X-31矢量推力技術驗證機以70°的攻角進行了可控飛行。

出於對鴨翼+矢量推力的自信，該機一開始就根本沒有考慮設計水平尾翼。

公元1993年4月29日，這架由轟炸機、預研項目戰鬥機、現役戰鬥機、拆解的戰鬥機、公務機等多種機型的零部件加上赫伯斯特博士的決心組合而成的X-31矢量推力技術驗證機，飛出了人類第一個赫伯斯特機動。

過失速機動的時代，到來了。

但是，傳聞總是比傳奇來得快一些：

有飛行員認為，這種布局的飛行器，偏航穩定性根本保障不了。在大攻角飛行狀態下，一旦偏航失穩，飛機就有墜毀的危險。

赫伯斯特博士團隊是這樣回應的：

沒有說一句話，只是，他們把用於維持X-31偏航穩定性的垂直尾翼整個拆掉了。

然後，飛機起飛成功！在完成了大量機動飛行動作後，沒有垂直尾翼的X-31，無聲又有力地證明了推力矢量技術在偏航穩定性方面的可靠能力。哪怕是沒有了垂直尾翼，僅僅依靠推力矢量技術，單發噴氣式飛機照樣可以有值得信賴的偏航穩定性！

這段佳話，直接催生了美國宇航局NASA的X-36驗證機項目。

這是一架沒有傳統意義上的垂直尾翼的飛行器，只靠鴨翼和矢量推力發動機還有尾部擾流片來進行俯仰-偏航-滾轉控制。

在上世紀90年代的大量軍演對抗中，X-31推力矢量技術驗證機與在役版本的F/A-18大黃蜂艦載戰鬥機進行了多場一對一格鬥。

結果，小火箭拿到了統計數據：

在拆除推力矢量擾流板的情況下，X-31驗證機與F/A-18的交換比為：

2.38 : 1

也就是說，X-31驗證機平均以己方2.38架的代價，才能擊毀一架大黃蜂。

但是，裝回擾流板，恢復過失速機動能力的X-31驗證機與F/A-18的交換比變為：

1 : 9.51

一架擁有推力矢量和過失速機動能力的X-31，能夠換將近10架F/A-18。

赫伯斯特博士的理論，終於在上世紀90年代得到了驗證。

2018年，珠海國際航展上，首次向公眾露面的殲-10B推力矢量機，也是通過赫伯斯特轉彎機動，向赫伯斯特博士致敬了。

計算

小火箭計算中心的＃2計算陣列的2018年最後一算：

殲10戰鬥機大攻角飛行狀態下鴨翼流場的超高精度計算。

在航展現場，彩色煙霧讓三角翼的流場比較可視化了，不過鴨翼的情況還有待計算。這裡，小火箭給出耗費大量時間得到的結果。

以小火箭獨有的方式來紀念在這一年裡離我們遠去的太多大師和太多好友。

對的，小火箭覺得，在珠海現場，等著鴨翼拖出的渦慢慢擴散，化作清風拂過臉頰的感覺真是美好。像曼妙少女溫潤的掌心，輕輕掠過卻不曾為任何人停留。

結束語

上圖從左到右：F/A-18大攻角飛行矢量推力技術驗證機，X-31矢量推力技術驗證機，F-16矢量推力技術驗證機。

蘇-35軸對稱矢量噴管

F-22戰鬥機的二元矢量推力噴管

未來的矢量推力技術，會帶人類走向何方？

小火箭覺得至少有兩大方向：

第一，可靠的運載火箭和彈道導彈控制能力以及深空探測的自主著陸和起飛能力；

第二，先進的戰鬥機機動能力。

硬性指標：

1. 整個系統包括但不限於三個方向的加速度、角速度實現狀態全可觀測與全可控制，矢量推力系統和所有氣動舵面一起，實現閉環；

2. 在馬赫數低於0.2，攻角大於75°的時候，整機仍然具備足夠的操縱能力；

3. 發動機的推力足夠大，以至於再也不用依賴氣動，以犧牲隱身或其他性能指標為代價來勉強實現所需機動性能指標；

4.飛行員或者自動駕駛系統以及作戰策略，能夠適應未來的飛行速度方向快速可變的作戰環境。

就像小火箭相信，殲-10B矢量推力技術戰鬥機宣告了一個新的起點那樣，我相信，小火箭計算中心在新的一年也會努力堅持運轉下去，為好友們提供更多的第一手專業計算結果，展示科學和藝術融合之後的美好。

全文結束，感謝大家！

後註：再次懇請媒體、工程技術人員和科幻科普作家使用小火箭圖、文內容時，注意規範引用。

引用格式範例：邢強 . 小火箭講述人類火箭與飛機的矢量推力技術 [EB/OL] 2018 . 小火箭

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