接“二”连“三” 加速发展
从V-2导弹到F-16战机
推力矢量技术在垂直/短距起降战斗机领域的应用得到一致认同。这时,有工程师提出了新的理念:既然推力矢量技术能够在起降阶段帮助战斗机快速升空或者顺利着陆,那么在其他方面也应该能发挥作用。
第二次世界大战期间,以“复仇女神”为名的V-2弹道导弹,成为首次在实战中广泛应用推力矢量技术的武器。
4片燃气舵在导弹的液体火箭发动机工作时,浸润在喷流中。来自自动驾驶仪的控制指令能够让这些燃气舵偏转至合适的角度,从而改变发动机喷流的推力方向。这种推力矢量技术,使V-2导弹能够在高速飞行状态下调整飞行方向。至今,燃气舵加推力矢量技术的配置依然在一些先进武器装备上发挥着重要作用。
这项技术能否在水平方向上为战斗机提供加力呢?美国工程师率先进行了尝试。
1975年,美国兰利计算中心启动二元推力矢量喷嘴项目。两年后麦克唐纳·道格拉斯公司加入,提供了2架F-15战斗机作为研究项目的飞行载体。其中1架,是该公司生产的第1架双座型F-15战斗机。
在美国空军携大量投资加入的情况下,带有二元推力矢量喷嘴的F-15战斗机很快完成首飞。
随后,美国宇航局NASA将项目更名为F-15短距起降/机动能力验证项目。随着具备调节俯仰和偏航机动性的三元推力矢量喷嘴技术的突破,一架全新版本的F-15战斗机成功首飞。
这架F-15战斗机换掉了二元推力矢量喷嘴,在两台推力巨大的喷气式发动机尾部,加装了两部普拉特·惠特尼P/YBBN三元矢量喷管。此外,它还拥有一对全动鸭翼,以及能够配合鸭翼动作的尾翼。这种可以在20°范围内任意调节推力方向的喷管和这些独特设计,让这架F-15战斗机拥有了超强机动性。
这架F-15验证机的实用可控攻角为85.7°,在当时可以说难以想象。在大攻角飞行状态下,传统空气舵面已经心有余力不足,此时推力矢量喷管的强势助力起到了雪中送炭的效果。
受F-15验证机成功的鼓舞,通用动力、洛克希德·马丁与美国空军一起,启动了基于F-16机体的推力矢量验证机项目,并于1992年4月首飞成功。
此后,美国宇航局NASA的阿姆斯特朗飞行试验中心,又对带有三元矢量喷管的F/A-18大攻角飞行验证机进行了飞行测试。这架F/A-18大黄蜂验证机,能够以70°的攻角持续稳定飞行,同时能够维持65°的攻角持续滚转,而量产版本的大黄蜂,只能达到35°。