文、圖 / 程峰

俗話說：“大力出奇跡?！敝灰屏ψ銐虼?，別說磚頭能輕易飛上天，就連重達幾十噸的火箭也可以飛到太空中。

在火箭發(fā)射時，我們仔細觀察火箭發(fā)動機的噴管，就會發(fā)現(xiàn)噴管會出現(xiàn)輕微的擺動現(xiàn)象。這個過程其實是火箭發(fā)動機通過噴管來調(diào)整燃燒后的高溫高壓氣體的噴射方向，以此實現(xiàn)發(fā)動機推力方向的不斷調(diào)整，從而使火箭保持平衡，確?；鸺较蛘_。

為了追求極致的機動性，戰(zhàn)斗機的發(fā)動機有時也會采用這種能調(diào)節(jié)噴管方向的技術(shù)，稱為“推力矢量技術(shù)”。比如美國著名的F-22 戰(zhàn)斗機，它的發(fā)動機噴管非常特殊，由上下兩片收斂片組成，稱為“收斂發(fā)散二維推力矢量噴管”。通過控制兩片收斂片，可以幫助飛機實現(xiàn)超級機動飛行。

中國的航空發(fā)動機也有類似的技術(shù)。在2018 年的珠海航展上，殲-10B 戰(zhàn)斗機進行了飛行表演，憑借獨特的推力矢量技術(shù)，飛出一個個高難度的動作，驚艷了全世界。殲-10B使用的國產(chǎn)發(fā)動機所采用的推力矢量技術(shù)是我國特有的一種技術(shù)，具體要從現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的發(fā)動機噴管說起。

現(xiàn)代噴氣式發(fā)動機尾部的噴管由一圈收斂片組成，通過控制收斂片的擴張與收縮，可以改變發(fā)動機噴管的直徑，從而達到最佳推力。

這個原理可以用一個小實驗來解釋: 手持一個小風(fēng)車，我們先張大嘴巴吹氣，這時小風(fēng)車很難轉(zhuǎn)起來，因為風(fēng)是散開的；然后我們再用吹口哨兒的嘴形吹氣，這時小風(fēng)車就能飛快地轉(zhuǎn)起來；接著，我們再進一步縮小嘴張開的幅度，直至差一點兒就閉上，此時小風(fēng)車的轉(zhuǎn)速會慢下來。

通過這個小實驗，我們就能親身感受到，同樣是吹出去氣體，只有當(dāng)嘴巴張到一個合適大小的時候，才能獲得一個最大的風(fēng)力。

為了使噴氣式發(fā)動機的推力達到最優(yōu)的效果，工程師們便研發(fā)出了可以張開或合攏的可動式噴管收斂片。而我國殲-10B的發(fā)動機又在這種收斂片的基礎(chǔ)上加了一組轉(zhuǎn)向裝置，從而成功實現(xiàn)了推力方向的調(diào)節(jié)控制。

知道了推力矢量技術(shù)能幫助飛機進行機動飛行，那么這一期我們用紙飛機來進行一次類似的模擬飛行吧！

為了凸顯推力矢量噴管的特色，這次的紙飛機取消了常規(guī)的機翼設(shè)計，結(jié)合了升力體的概念。按照我們介紹紙飛機的順序，這架紙飛機出現(xiàn)在第17 位，我們就用X-17 來命名。

制作完成后將X-17 按立體圖的樣子展開，注意天線可以往外側(cè)折約45 度。從X-17 的前面看，它的身體截面呈等腰梯形。頭部內(nèi)凹的部分相當(dāng)于進氣口。尾部模擬兩臺發(fā)動機的推力矢量噴管，可動部分便是噴管的收斂片。氣流從飛機頭部進入機身，從尾部穿出，通過改變收斂片的方向我們就能改變空氣流動的方向，依此原理，我們來開展模擬飛行。

讓噴管收斂片保持在原位，手握在X-17 中部，試著往前擲一次來測試X-17 的飛行性能。只見X-17 在空中前進一段距離后，忽然翻了個身，倒著飛起來?？磥硪氡３譀]有常規(guī)機翼的X-17 的飛行姿態(tài)，還得再調(diào)整發(fā)動機噴管才行。將噴管上收斂片微微往上調(diào)，再次將X-17 飛出，此時的X-17 終于保持背部朝上的姿態(tài)飛了出去。

接著嘗試將側(cè)收斂片往左轉(zhuǎn)，X-17 便成功向左飛行。水平方向的調(diào)整看來還是比較容易的。

再次調(diào)整上收斂片，將左邊的往下翻，右邊的往上翻。此時的X-17 繞著圈，在慢速旋轉(zhuǎn)中往前飛去。這個軌跡和以往的紙飛機大不相同。常規(guī)機翼的紙飛機，機翼兩端的副翼可以給紙飛機較大的力矩，于是常規(guī)機翼的紙飛機便能在快速旋轉(zhuǎn)中前進。而X-17 沒有常規(guī)機翼，而是采用整體的升力體設(shè)計，在收斂片的作用下旋轉(zhuǎn)較慢，其飛行軌跡有著明顯不同。

最后再介紹一種比較平穩(wěn)的飛行方法。將兩側(cè)的側(cè)收斂片都往內(nèi)收，模仿發(fā)動機噴管內(nèi)收的樣子，這樣氣流就會向中部聚攏，微微向上調(diào)上收斂片來保持平衡。再次往前擲出，X-17便會以一個穩(wěn)定的飛行軌跡向前飛去，飛行姿態(tài)會非常平穩(wěn)。

通過收斂片不同的調(diào)整組合，我們可以慢慢摸索出X-17 的飛行特點。祝大家飛行愉快！體驗了“推力矢量”的紙飛機，更精彩的內(nèi)容即將到來。