小火箭講述人類火箭與飛機的矢量推力技術之四

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本系列共5篇，本文是第4篇。

本文共1529字，11圖。預計閱讀時間：2分鐘。

受F-15驗證機成功的鼓舞，通用動力/洛克希德·馬丁、美國空軍一起，啟動了基於F-16機體的推力矢量驗證機的項目。

該機於1992年4月首飛成功。

上世紀90年代初，在美國宇航局NASA的阿姆斯特朗飛行試驗中心，帶有三元矢量噴管的F/A-18大攻角飛行驗證機正在忙碌地進行飛行測試。

在大量測試飛行之後，很多寶貴的數據被總結下來，由此促進了美國的先進非線性空氣動力學控制軟體的誕生。

帶有矢量噴管的這架F/A-18大黃蜂驗證機，能夠以70°的攻角持續穩定飛行，同時能夠維持65°的攻角持續滾轉（實用作戰機動攻角），而量產版本的大黃蜂，這個角度是35°。

進入上世紀80年代，蘇聯留里卡發動機設計局對軸對稱矢量噴管技術的研究也到了收穫的季節。

這設計局，小火箭得專門來一個系列以示敬意，本文只是先提一嘴。

博士

原本，本系列可以就此終結。

然而，一位德國工程師提出的那個概念，讓小火箭的本文實際上算是剛剛開始：

過失速機動

上世紀70年代，梅塞施密特集團的工程師赫伯斯特博士，提出：

未來，實施近距離格鬥的戰鬥機，如果能夠掌握這樣一種能力，將會在格鬥中佔據優勢地位。這種能力，基於一種操控技術和可以隨意調節發動機推力方向的裝置。

這樣，當戰鬥機的實際瞬時攻角大於失速攻角，其飛行速度遠低於巡航速度的時候，如果整機依然具備實用的操控能力，那麼就可以在無需耗費巨大能量，無需忍受巨大過載的前提下，實現戰鬥機的快速轉彎，使其機頭或者武器裝備迅速對準待射擊方向。

此機動能力，出現在失速速度和失速攻角之後，可謂之：過失速機動。

赫伯斯特博士還給出了若干機動範例，其中最為有名的就是上圖所示的赫伯斯特轉彎了。

可惜，他提的這個概念，當時的軍方並不買賬。原因和今天的某些情況類似：

軍方的飛行員沒有認真讀博士的理論，同時他們認為，博士連飛機都沒開過，怎麼可能比他們更懂飛行，更懂空戰呢。

但是，赫伯斯特博士並未放棄。他找到了和美國宇航局NASA的合作機會。於是，一款用以驗證博士的過失速機動理論的驗證機誕生了！

X-31推力矢量技術驗證機，在1990年10月11日首飛成功。

通過十幾年的努力，從德國來到美國的赫伯斯特博士的過失速機動理論，終於等來了驗證飛行的機會。

X-31推力矢量驗證機

VECTOR（矢量）字樣，引入注目。

而視覺上，衝擊力更強的，則是她的3塊巨大的燃氣擾流板。

通過協同配合，3塊擾流板能夠讓發動機的噴流實現在俯仰和偏航方向的迅速偏轉。

X-31項目誕生不易。

實際上，整架X-31技術驗證機，除了尾部的擾流板和機內的專門用於大攻角和過失速機動的制導控制演算法之外，鮮有從頭研製的零部件和分系統：

鴨翼是英國航空航天先進預研項目的成果（後來的颱風戰鬥機的鴨翼也是來自這個項目）；

進氣道和機翼氣動設計是德國TKF-90先進空氣動力預研項目的成果（後來的颱風戰鬥機也得益於此）；

前半截機身來自一架剛剛被拆解的F/A-18戰鬥機；

駕駛艙儀錶、彈射座椅、座艙蓋還有發電機組，來自另一架被拆解的F/A-18戰鬥機；

矢量動力作動器，來自一架V-22魚鷹傾轉旋翼機的原廠件和維修廠的備件；

前起落架來自一架F-16戰鬥機；

主起落架來自一架塞斯納公務機；

前輪、方向舵踏板、主油泵來自另一架F-16戰鬥機；

前緣襟翼作動器，來自一架F-16XL技術驗證機；

應急空氣供應系統，來自一架F-20虎鯊戰鬥機；

後來，歐洲方面說，鴨翼的氣動和結構設計可以提供，但是控制系統給不了，於是，X-31團隊又找到B-1轟炸機團隊買了一套鴨翼控制系統。

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本文是邢強博士原創文章，騰訊獨家內容。歡迎朋友圈轉發。

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