空中作战环境的日趋恶化，就对战机的技、战术性能，如超机动 性、垂直、短距快速起降性能，隐身性能等提出了更高的要求。为了 适应现代空战的需要，战机必须在设计中采用相应的高、新技术来提 高和改善现代战斗机的技、战术性能，其中釆用推力矢量控制技术就 是一项提高战斗机技、战术性能的主要技术。

矢量技术的发展

推力矢量控制技术亦称 推力转向技术，它通过控制发动机尾喷流方向来控制飞机机动飞行, 即它可补充或取代常规飞行控制面产生的气动力来对飞机进行飞行控 制。战斗机采用推力矢量控制技术后可显著提高战斗机的机动性，垂 直、短距起飞等技、战术性能

这种技术早在40年代初已经使用，不过是 用在火箭上，而不是飞机上。例如第二 次世界大战后期德国轰炸英国伦敦的V- 2火箭就已经在火箭喷口处装有可控折流 片，利用喷气流的偏转来操纵火箭的飞 行轨迹。直到现在，有些新 式空空导弹，如俄罗斯的 R-73和法国的“米卡”都 采用类似方法来提高导弹的 机动能力。

一般战斗机依靠各种舵面控制飞行方向，在大仰角和超音速机动等条件之下，舵面控制方向的能力受外界气流气压等因素的影响，会受到一定程度的影响，如果借助于矢量喷管，那么战机飞行姿态将会得到非常细致的调整，即使是十分机动的动作也将有可能完成。这也是为什么科学家会把矢量技术运用在战斗机上的主要原因。

F22战斗机作为美国空军主力隐形战机，是世界上第一款服役的五代战斗机，具备超音速巡航、超视距攻击、隐形和超机动性。F22装备的F119发动机就是一款二维矢量推进发动机。

美国采用矢量技术之后发现，除了可以提高战斗机的机动能力，还可以增加战斗机的隐身性能，我们知道飞机的垂直尾翼是一个主要的RCS源，尤其在受到雷达 波的侧面照射时，其垂尾产生的RCS值甚至比正前方或正后方高3- 4倍，这对提高飞机的隐身性能非常不利。但是美国在X-3I验证机试 飞时发现，推力矢量控制可以全部或者大部分代替垂直尾翼的作用。

除此之外，采用二元喷管推力矢量的飞机，由于其喷口距飞机重心远，推力 矢量能提供较大的纵向操纵力矩，并且不随迎角变化。在二元喷管推 力矢量用于横f向操纵时，低速操纵效率可提高一倍，大迎角时尤 为显著，非常有利于飞机的亚音速和超音速机动能力的提高。

中国矢量技术逐渐成熟

目前中国太行发动机已经造出了三元和二元矢量推力喷管型发动机，事实上，早在前几年，杨伟院士当年在接受采访时，非常有底气地表示。我们有矢量发动机了，而且完全自主。在极端的气流情况下，飞机气动能和发动机得到良好的匹配，这项技术(推力矢量技术）是一个通用技术，所以一旦任何一型飞机需要应用的该技术的时候，我们都会毫不犹豫地把这项技术应用在新的飞机上。

二元矢量技术和三元矢量技术各有优劣，二元系统的发动机尾喷管只能作上下摆动，高温高压燃气也只能改变上下方向，二元矢量的技术最大优势在于隐身性能好，对于喷气式发动机的涡轮叶片有遮挡作用，并且可以降低红外特征，降低后机身阻力。

三元系统的发动机最大的特点是发动机尾喷口和发动机是球形铰接，喷管可360度全范围偏转，可作全方位摆动，高温高压燃气也因此能全方位改变方向，能给飞机带来非常好的机动性，但是为了顾及到多元喷口，就不能对发动机的喷口进行遮掩，这样就牺牲了部分隐身能力。

现在，歼10B战机就装置了矢量发动机，安装了矢量尾喷口发动机的歼-10B战斗机可以展示“眼镜蛇”机动、“落叶飘”等高难度机动飞行动作，歼-10B所采用的是一种全向轴对称矢量喷管，也就是三元矢量技术。这也说明了我国推力矢量发动机也逐渐在成熟，产量也在逐渐加大，性能也在逐渐优化，而矢量发动机的应用也将大幅度提升战斗机的机动性和战斗力。

在被问到“歼-20未来是否会换装矢量发动机”时，杨伟表示，“你的问题是什么时候可以用上，但你怎么知道没有用上呢？” 那这是不是意味着歼20或换装二元矢量发动机，那能否完全超越美国F35？

中国目前的气动布局，已经是最优解

其实目前歼20的气动布局设计，是不需要使用二元矢量发动机的，这也是为什么歼-10B战斗机已经采用矢量发动机的情况下，歼20的进化方式向双座版发展，也就是中国独创的歼20指挥无人机作战。

杨伟总师的意思更多是，矢量技术我们已经很成熟，我们的歼20上也可以使用矢量技术，但这不代表我们就一定得用。

我们从杨伟总师的另外一个采访就可以看出，他表示，在极端的气流情况下，飞机气动能和发动机得到良好的匹配，这项技术(推力矢量技术）是一个通用技术，所以一旦任何一型飞机需要应用的该技术的时候，我们都会毫不犹豫地把这项技术应用在新的飞机上。

也就是说当战斗机需要采用这项技术的时候，才会去采用。

事实上，中国歼20独创了升力体边条翼鸭式布局，同时采用鸭翼和机翼前边条 , 不仅保持了分别使用两种增升装置时的增升效果 , 还可以得到更高的升力系数 。这说明在鸭翼、前边条和机翼三者之间产生了某种有利的耦合作用。翼身融合的升力体布局 , 可以利用机身产生升力 , 并以较小的阻力代价增加内部容积、改善隐身特性。

在采用鸭翼的情况下，歼-20翻转鸭翼90度的动作，以及垂直尾翼大角度翻转的动作，美国目前没有任何一款战机能做到。

这是中国的独创设计，目的是通过全新的气动布局，实现歼20隐身性能，大航程，突出超音速机动性能，高度信息化、全向威胁感知能力和强化过的多频谱隐身能力。

美国F22之所以采用矢量发动机，根据成飞和南航发布的一篇论文，他们建立了F22的模型，进行计算机流体力学仿真，得到的结果是边条涡流和外倾双垂尾的矛盾依然存在。

也就是说边条翼双垂尾布局方案，在大迎角飞行条件下其垂尾会经历比较严重的抖振；同时，垂尾的存在会明显降低最大升力，伴随产生不利的抬头力矩。 这也是为什么F22需要采用矢量发动机来弥补F22机动性能不足的原因。

但是歼20所采用的气动布局已经达到了最优解，事实上，这世界上没有完美的飞机 在飞行器的各个部位因为遇到的各种问题进行各种取舍是再正常不过的。而采用矢量技术，反而会降低这种歼20的推力。

当然，随着矢量技术的不断发展，以及歼20的不断升级，或许在未来，的确会出现采用全新矢量技术的歼20发动机。

从这我其实已经回答了这个问题，二元矢量技术对于目前的歼20来说并不是锦上添花的事情，所以这个问题自然也就不成立。

事实上，F22、F35、歼20作为第五代战机，都各有优劣，关键看研发人员更侧重战斗机的哪方面性能。

正如外媒评价的那样：

在先进的全向传感器和体系化作战的数据链的支持下，配合目前世界上动力性能最好的远程空空导弹9，再加.上优异的高速性能歼 20很可能是世界上BVR能力最强的战斗机，其中优异的气动设计功不可没。

参考资料：

桑建华：《飞行器隐身技术》

宋文骢：鸭式布局飞机的发展