作為IFPC的一個重要組成環節,“心神”採用了推力向量噴管。而該噴管區別于蘇一37的圓截面三維推力向量噴管和F-22的矩形截面低可探測二維向量噴管,而是類似于美德合作的X一31所具有的三片折流板向量操縱方式,比較特別的是“心神”的向量折流板帶有鋸齒,有可能是為了降低雷達探測性而設計的。
毫無疑問,X一31專案是目前有人戰鬥機最強機動性的代表,這一項目誕生於1986年6月,美國和當時的聯邦德國政府簽訂了一份關於聯合進行“增強戰鬥機機動性”(EFM)計劃研究的諒解備忘錄,該計劃由美國國防部高級研究計劃局牽頭,聯邦德國國防部的技術計劃部門以技術合作的方式參與該計劃,為該計劃的發展研究機就是X一31“增強戰鬥機機動性”驗證機,該機主要用來研究提高近距空戰格鬥能力的方法。
而X一31最具特點的就是折流板向量噴口,3塊碳一碳導流葉片繞發動機圓周對稱配置,每枚導流葉片的受高溫區都包敷著碳化矽面層,且均由單獨的作動裝置驅動。通過偏轉導流葉片來提供俯仰和偏航所需的控制力。最大偏轉角度為35度,折流板向量噴管不像二維和三維推力向量噴管那樣包覆住噴流,因而在大多數情況下最大只能將氣流方向改變15度,而在某些低能量狀態以及發動機尾噴口面積較小的情況下氣流改變還達不到15度。
而且折流板推力向量控制方式的缺點是相當明顯的,首先它的導流葉片在同時偏轉一定角度以上可能發生相互碰撞,因而必須在控制軟體中做適當的設置,這會導致該機推力向量的控制律和與飛行控制系統的結合相當複雜;其次是導流葉片本身的使用能力問題,X-31的折流板內偏5度僅僅10秒後就必須外轉10度冷卻15秒才能再次使用。最後是折流瓣式偏折噴口的固有缺點——推力損失問題,X一31A在導流葉片的偏轉角度超過10度時推力開始明顯損失,偏轉至25度時推力將損失700千克力左右。
不過儘管推力向量控制方式有種種缺點,但是“心神”仍IEl決定採用這一向量控制技術,一方面是結構簡單,不用面臨開發額外的且日本從未接觸過的結構複雜的俄式三維向量噴口,同時也不像F-22的二維向量噴口那樣不能對偏航方向作控制;另一方面,折流板技術是美國的現成技術,即使是雙發動機同時採用折流板也在F/A一18 HARV上進行過驗證,而X-31所驗證的技術本來就是用於移植的,因此在結構設計以及控制軟體上,日本都可以直接從其盟友美國身上獲取。畢竟日本要試驗研究的是控制技術而不是結構製造技術。對於日本來說,製造一個機器並不困難,不必因此浪費時間而導致“心神”計畫的拖後。 |