Что означает «Управление вектором тяги»
Отклонение струи двигателя от оси самолёта для создания управляющих сил и моментов или для вертикального взлёта.
- Сокращение
- УВТ, TVC
- Типы
- плоское и пространственное
- Примеры
- Су-35С, Су-30МКИ, Harrier
- Эффект
- управляемость на малой скорости
Идея метода
Обычно самолёт управляется аэродинамическими поверхностями: элеронами, рулями высоты и направления. Их эффективность падает вместе со скоростным напором, и на малой скорости или закритических углах атаки самолёт становится малоуправляемым. Если же отклонять саму реактивную струю, управляющий момент создаётся тягой двигателя и не зависит от обтекания. Благодаря этому машина сохраняет управляемость на режимах, где обычные рули бессильны.
Кроме управляющего момента, отклонение тяги позволяет сократить разбег и пробег, а у самолётов вертикального взлёта — полностью заменить разбег.
Основные конструкции
Применяются несколько способов отклонения струи. Различие между ними существенно сказывается на возможностях самолёта и массе системы.
| Тип | Принцип | Пример |
|---|---|---|
| Поворотные сопла вертикального взлёта | четыре сопла поворачиваются вниз | Hawker Siddeley Harrier |
| Плоское сопло | отклонение вверх-вниз в одной плоскости | американские истребители пятого поколения |
| Пространственное сопло | отклонение в двух плоскостях | Су-35С, Су-30МКИ |
| Лопатки в струе | пластины внутри потока | экспериментальные машины |
| Подъёмный вентилятор | вертикальная тяга от отдельного вентилятора | F-35B |
Что даёт в бою и в полёте
С пространственным вектором тяги самолёты демонстрируют фигуры, невозможные для обычных машин, например плоский штопор и «кобру» — торможение с большим углом атаки с последующим возвращением. В бою ценность этих фигур спорна, поскольку они резко сбрасывают скорость и энергию, но возможность быстро развернуть нос для пуска ракеты на малой скорости считается преимуществом. На сверхзвуковой скорости вектор тяги экономит расход топлива, так как не требует отклонять рули, создающие лобовое сопротивление.
- Управляемость на закритических углах атаки.
- Сокращённые взлёт и посадка.
- Повышенная манёвренность на малых скоростях.
- Снижение сопротивления от балансировки рулями.
- Усложнение двигателя, рост массы и стоимости.
Вертикальный взлёт
Harrier — первый серийный самолёт с вертикальным взлётом и посадкой. Двигатель Pegasus выводит струю через четыре поворотных сопла, которые направляются вниз для зависания и назад для разгона. Пилот управляет положением сопел отдельным рычагом, а для устойчивости при зависании на концах крыльев и в хвосте стоят реактивные клапаны.
При коротком взлёте Harrier разгоняется с соплами, направленными назад, затем отклоняет их вниз: подъёмная сила крыла дополняется вертикальной составляющей тяги, и самолёт отрывается на очень короткой дистанции.