战机“出气”有学问

小军迷可儿和泽元最近翻出了以前在中国航空博物馆拍的照片，有了一些新发现，让我们来看看，他们发现了什么——

这个“出口”很关键

可儿和泽元说的这个“出气口”，学名叫“尾喷口”，是负责将发动机排出的燃气快速喷出，从而产生推力的装置。要想知道尾喷口的作用，我们得先了解一下战斗机发动机是怎么工作的。

为了保证高速飞行，战斗机常使用涡轮喷气发动机或者涡轮风扇发动机，它们工作流程都是空气由进气口流向压缩机，经过增压后进入燃烧室，气体燃烧膨胀，最后从尾喷口喷出，产生反作用力，使飞机向前飞。简单点说，尾喷口就是发动机排除废气的地方，属于战斗机整个“排气系统”中最外面的一环。也正是因为如此，尾喷口成了战斗机的一个弱点——发动机产生的噪声和高温燃气通过这里排出时，如果不经过消声和冷却处理的话，很容易被敌军发现。想要发挥作用，又能隐藏战斗机的真实身份，尾喷口的设计可是个精细活儿。

方圆有奥秘

我们见到的尾喷口有圆也有方，其中要数圆形多一些，为什么呢？因为和其他形状相比，从圆形尾喷口经过的高温燃气与排气管之间的摩擦力最小，发动机的推力损失的就最小。

但圆形尾喷口并不完美，它不易与机翼、尾翼和扁宽的后机身融合，影响机身的流线型，并会产生一些额外阻力，降低飞行速度；同时，突出在机身外的圆形曲面也会增加战斗机被雷达发现的风险。另外，圆形尾喷口喷出的燃气呈锥状，温度很高，又不易与外界冷空气掺混，红外特征较明显，容易被红外探测器发现。

相比而言，扁宽的方形尾喷口不仅能更好地和战斗机机身融合，更容易增强战斗机的隐身性，而且产生的额外阻力甚至可以忽略不计！不过，要想让战斗机都换装上方形尾喷口可没那么简单。喷气式战斗机使用的发动机一般都是圆的，如果接上这种方形的尾喷口，有可能造成排气不顺畅的问题，这就带给设计师们一个不小的考验。除此之外，由于方形尾喷口的受热情况不均匀，需要冷却的面多，因此对冷却系统的要求也较高。不过为了飞得快、能隐身，困难再多也要解决，看看人家F-22，好像也飞得蛮好的嘛。

【小资料】隐身有绝招

虽说F-117战斗机已经因为造价昂贵而退役了，但它的扁平外形却深入人心。它的尾喷口，是位于尾部的两道口琴状的缝，这种深藏不露的设计大大提高了它的隐身性。在未来，越来越多的战机会把尾喷口深“嵌”进机身，雷达波进去容易，想“跑”回去给敌军通风报信就难了。

图08说明：F-117早已成为传奇。

横竖有讲究

说起尾喷口的位置来，这可有讲究了。灵巧轻便，适合低空格斗的单发战斗机，只有一台发动机，尾喷口自然是放在尾部的正中间。可是，推力大、速度快，适合高空拦截的双发战斗机有两个尾喷口，怎么排列呢？

大多数双发战斗机的发动机都是左右并列的，比如俄罗斯的米格-29，美国的F-15、F-22等。如果非要在它们之间找点区别出来，那就是两个尾喷口之间的距离不一样，有的挨在一起，有的分开。可是，除了左右并列以外，一些战斗机的尾喷口还会采用上下结构的设计，比如英国的“闪电”战斗机。

英国“闪电”的进气口在机头，为了加大推力，进气口被设计得很大，会影响飞行员的视野。于是，设计师就把两台发动机上下排列，这样就可以垫高驾驶舱的位置，相应地，尾喷口也被摞在了一起。从这款奇怪的飞机我们可以看出，尾喷口的排列都和飞机的整体性能相关，可不是随意安排的。

矢量Style

看了这么多尾喷口，提个问题：尾喷口开口朝哪？

如果有人只是认为简单的向后，那就太不专业了。早期的战斗机尾喷口的截面积大小是不变的，而且开口也是固定向正后方的。可是随着矢量喷口的出现，情况就变得“复杂”了起来。

首先登场的是二维矢量喷口，简单来说，所谓“二维”，就是指可以实现上下偏转。比如F-22的矩形尾喷口，就是隐藏在上下两块调节板中间的。可别小瞧这两块板，它们可以调节喷气量的大小，也可以让喷气方向实现上下20°的偏转，提高战斗机的机动能力，帮助飞机完成类似“眼镜蛇机动”这样的空战动作。当然，能上下偏转的尾喷口也有类似苏-35这样圆形的，能够实现上下15°的偏转。

接下来登场的就是三维矢量喷口了。它问世比较晚，大约在20世纪末才开始被使用在战机上。所谓“三维”就是指它不仅能向下偏转90°，还可以向左右偏转。当它的喷口开口方向朝地面时，可以帮助战机实现短距起降，美国的F-35以及俄罗斯的雅克141都采用了这种喷口。但它也存在着一些缺点，比如控制系统复杂，活动部件多，维修起来比较困难，寿命也较短等。

【小资料】开口大小的秘密

尾喷口如何调节推力的大小呢？它通过张开或收缩开口来实现：如果开口张开，那么高温燃气喷出的截面积就变大了，燃气的压力会变小，推力也就变小；而如果开口收缩，那么一切就都反过来了。就好比在灌了水的饮料瓶盖子上扎个洞，洞口越大，水喷出来时的力量越小。

【结语】

战斗机千奇百怪的尾喷口实现的功能各不相同，有的是为了飞得快，有的是为了能隐身，有的是为了改善飞行员视野，有的则是为了实现短距起降。可儿和泽元算是知道了，原来，武器装备上所有部件的设计都是有原因的，看大装备时，多多瞅瞅小部件，或许就会收获大学问。大家觉得呢？endprint