推力轉向器

推力轉向器（thrust diverter）可實現對飛行器發動機產生的推力方向進行控制，實質上就是推力轉向噴管，比如推力矢量發動機，其主要依靠推力轉向噴管實現推力方向控制，這其實利用的是推力矢量控制技術。

基本介紹

• 中文名：推力轉向器
• 外文名：thrust diverter
• 作用：控制飛行器發動機產生的推力方向
• 套用：推力矢量發動機、推力轉向噴管
• 一級學科：航空科技
• 二級學科：航空器

基本概念

推力矢量技術是航空發動機與飛行器設計一項革命性的設計概念新發展。

圖1 推力矢量技術

長期以來發動機只作為飛行器提高軸向推力能源。推力矢量技術的提出不但使發動機提供動力，而且通過改變發動機推力方向，為飛行器提供俯仰、偏航和橫滾力矩以及反推力。推力矢量參與飛行器的控制，可大大提高飛行器的機動性和敏捷性。

設發動機可用推力為T，發動機尾噴流方向相對於飛行器縱軸線偏轉某一角度φ，那么就會產生一個所偏角度垂直於軸線方向上、正比於sinφ的推力分量和繞飛行器重心的力矩，於是在軸向x、俯仰方向z和偏航方向y分別產生如圖1中力和力矩分量。

圖2 燃氣舵示意圖

類型

按矢量推力產生方式分

（1）外推力矢量：依靠安裝於發動機尾噴管後或尾部結構上的燃氣舵（又稱折流板）的偏轉來改變噴氣流方向。（圖2）

圖3 矢量推力噴管的類型

流場推力矢量噴管不同於機械作動式推力矢量噴管，其主要特點在於通過在噴管擴散段引入側向次氣流，以達到改變和控制主氣流的面積和方向，進而獲取推力矢量的目的。圖3位矢量推力噴管的類型。

（2）內推力矢量：通過發動機尾噴管自身結構的偏轉來實現尾噴管方向的改變，又稱為推力矢量噴管。（圖4）

由引入二次射流來改變尾噴流方向的技術也稱為內推力矢量。

按矢量推力噴管構造形式分

（1）軸對稱推力矢量噴管：通過後尾噴管的轉動和收擴來改變噴流方向。其轉動機構常見有球鉸機構、萬向節機構和多連桿機構。

圖4 推力矢量噴管

（2）二元推力矢量噴管：其尾噴口呈矩形，通過後尾噴管上下不對稱地收斂、擴散和轉動來實現噴流方向 改變，包括固定式二元噴管和二元機械式收擴噴管。圖5為其五種工作作態。

（3）有反流推力的矢量噴管：在噴管出口截面的外部加一個外套，形成反向流動的反流腔道，在需要主流偏轉時，啟動抽吸系統形成負壓，使主氣流偏轉產生側向力。

（4）其他新型推力矢量噴管：多平面推力轉向噴管、球形收斂折葉噴管等。

圖5 二元噴管和二元機械式收擴噴管