航空发动机工程通论-尾喷管系统7.4.8

现代飞机为了实现操纵特性，除了利用喷管差生推力外，还大量使用可以偏转推力方向的喷管，包括矢量喷管和反推力装置。对尾喷管系统，有以下特殊要求：

7.4.8.1　矢量喷管

1）故障安全：由于矢量喷管直接参与了飞行姿态的操纵，所以，应对其故障保护加以明确说明，使驾驶员在矢量喷管故障期间有可能采取替代的方式操纵飞机，并使任务、飞机和设备安全。为了机组人员和设备的安全，推力矢量喷管出现故障后应能回复到失效保护位置。若没有能力，则飞机可能会进入易损飞行姿态，最终导致飞机损坏。

矢量喷管推力换向作动机构的任一零件出故障后，除失去液压动力外的任何系统故障均不应妨碍喷管回复到故障安全保护位置。在接收故障安全保护或告警信号后，发动机推力矢量系统应回复到故障安全保护模式。

2）矢量偏转角：应允许飞机作机动飞行，而无失速、螺旋或丧失控制功能的危险，满足飞行任务的要求。对于轴对称喷管简单的机械偏转范围：最大俯仰角为±20°，偏航角为±20°。实现这些参数的要求是产生的总侧向力（即矢量力），或要求的最大俯仰或偏航加速度满足作战使用要求。这些参数将决定飞机机体的要求以及发动机机匣的载荷。

3）偏转速率：旋转速率取决于希望达到的飞行包线、飞机的静态不稳定性以及飞机性能方面等。静态稳定的飞机或具有大小相当的俯仰惯性力矩的飞机可以要求较高的最大喷管旋转速率。根据经验，由于受风扇或压气机不稳定性（即：失速裕度）的限制，故很少以最大旋转速率驱动喷管。随着每种新的矢量喷管的研制，矢量喷管的旋转速率已成为经常变化的参数，它在不断增加。据1993年的资料，这个速率已达到60°/s。(www.xing528.com)

7.4.8.2　反推力系统

1）故障安全：若在飞行中无意打开反推力装置，则可能对飞机作用不可控制的力，影响飞机控制和安全，甚至导致摔机，因此只能按命令动作；应该仅在接收到合适的飞机信号后，反推力装置才打开和收拢；应有可靠的机械锁紧装置，以防止推力换向装置在系统出故障或者操纵系统意外动作时打开；反推力装置在故障模式下应处于收拢的位置，反推力装置系统应设计成在任何预期飞行中和地面条件下不发生导致反向推力的故障和失效；设计仅用于地面工作或飞行和地面均可工作的反推力系统，应使其在规定的飞行和地面条件下不会因反推力系统的单个故障或反推力系统的出错而产生有害的反推力；用于飞行中的反推力系统应设计成在整个工作包线范围内，不会因意外松开而出现危及安全的状态。

2）开闭时间：对反推力打开、闭合时间要有明确要求，国外的资料表明，反推力从完全收拢到打开不大于2 s，从完全打开到完全收拢不大于5 s。

注：本章内容的主要素材取自以下参考文献以及若干其他资料。