盤點丨應用過推力向量技術的武器裝備都有啥？

縱觀武器裝備發展史不難發現，推力向量技術從理論到應用的每次突破與進步，都與一些武器裝備的誕生與發展有所關聯。正因為有了在這些武器裝備上的一再驗證，人類對推力向量技術的掌握和運用，才一步步走向成熟。本期，我們就邀請「小火箭」聯合會創始人邢強博士和大家一起聊聊，盤點一下曾經應用過推力向量技術的武器裝備。請關注今日《解放軍報》的報道——

「推力向量技術」一直在進化

■邢 強

殲-10B推力向量驗證機（左 徐小丹攝）；AV-8B「鷂式」攻擊機（右上）；F-16「戰隼」戰鬥機（右下）製圖：謝嘯天

不久前，殲-10B戰鬥機在中國國際航空航天博覽會上豔驚四座。它表演的赫伯斯特機動和眼鏡蛇機動等高難度動作，令在場觀眾激動不已。

作為我國首款單發推力向量驗證機，殲-10B在「吸粉」無數的同時，也在客觀上成為「應用推力向量技術的武器家族」中的一員。

縱觀武器裝備發展史不難發現，推力向量技術從理論到應用的每次突破與進步，都與一些武器裝備的誕生與發展有所關聯。正因為有了在這些武器裝備上的一再驗證，人類對推力向量技術的掌握和運用，才一步步走向成熟。

本期，我們就邀請「小火箭」聯合會創始人邢強博士和大家一起聊聊，盤點一下曾經應用過推力向量技術的武器裝備。

「呆萌」立族 旁系壯大

從德爾塔飛艇到鷂式戰機

談起推力向量技術的應用，很多人第一反應肯定是飛機，具體一點說，是擁有過失速機動能力的現代戰鬥機。但是，實際上，這項技術最早應用是在飛艇上。

早在100多年前，英國就在「呆萌」的德爾塔飛艇上嘗試過可以調節方向的推進式螺旋槳設計。可以說，這是推力向量技術的萌芽。

「一戰」期間，英國製造了兼具偵察和轟炸功能的新式武器——九號飛艇。作為英國的首款硬式飛艇，它能夠以69千米/小時的速度飛行。

這艘飛艇由4臺180馬力的活塞式發動機提供推力。硬式控制室通過轉軸操控發動機，發動機則連線著碩大的螺旋槳。通過旋轉轉軸，控制室就能夠操控螺旋槳的法線方向，最終實現推力向量操控。

當時的傳統飛艇，控制起降絕大部分是通過調節充氣量來實現，有的甚至還在採取拋沙袋、扔繩索的方法。九號飛艇則有所不同。在起飛階段，它能讓碩大的螺旋槳對地送風，加速起飛；在著陸階段，還可以通過對天空吹氣快速降高（這對飛艇來說至關重要，可以儘量減少暴露在對方防空火力中的時間）。這種能力，讓飛艇能夠在高空中穩住艇身，成為空中「航空母艦」。

不幸的是，九號飛艇命運多舛，英國軍方後來放棄了採購計劃。因為，英國軍方認為「一戰」最晚到1915年就會結束，而九號飛艇要到1916年初才能具備戰鬥力。

九號飛艇採購計劃雖然中止，但幸運的是，這種推力向量技術被沿用了下來。不過，這次接棒的已不是飛艇「宗室」，而是飛艇的旁系「親戚」——飛機。

隨著羅爾斯·羅伊斯公司研製出飛馬座推力向量噴氣式發動機，戰鬥機的發展便進入了一個新紀元。推力向量技術第一次成功應用，是在英國研製的鷂式短距/垂直起降戰鬥機上。從此，推力向量技術開始真正發揚光大，逐步推及鷂、海鷂、AV-8B等多個系列和型別。

該飛機家族的噴氣式發動機有共同的特點：擁有4個可以旋轉的噴口，前面2個噴出從壓氣機引出來的冷氣，後面2個噴出從燃燒室引出來的熱氣。在起降階段，噴口轉而向下；在平飛巡航階段，轉而向後。其基本原理，和「一戰」時期的九號飛艇如出一轍。

在此之前，美國面對蘇聯的壓力，也曾著手研發能夠垂直起降的戰鬥機，還一度嘗試過把飛機豎起來、給飛機捆綁固體火箭助推器等多種方法，但終究未能如願。

蘇聯則是在1971年，也就是鷂式飛機首飛成功4年後，其海軍首款實用型艦載固定翼戰鬥機雅克-38試飛成功。1987年，蘇聯研製成功了能夠超聲速飛行的雅克-141垂直起降戰鬥機。

接「二」連「三」 加速發展

從V-2導彈到F-16戰機

推力向量技術在垂直/短距起降戰鬥機領域的應用得到一致認同。這時，有工程師提出了新的理念：既然推力向量技術能夠在起降階段幫助戰鬥機快速升空或者順利著陸，那麼在其他方面也應該能發揮作用。

第二次世界大戰期間，以「復仇女神」為名的V-2彈道導彈，成為首次在實戰中廣泛應用推力向量技術的武器。

4片燃氣舵在導彈的液體火箭發動機工作時，浸潤在噴流中。來自自動駕駛儀的控制指令能夠讓這些燃氣舵偏轉至合適的角度，從而改變發動機噴流的推力方向。這種推力向量技術，使V-2導彈能夠在高速飛行狀態下調整飛行方向。至今，燃氣舵加推力向量技術的配置依然在一些先進武器裝備上發揮著重要作用。

這項技術能否在水平方向上為戰鬥機提供加力呢？美國工程師率先進行了嘗試。

1975年，美國蘭利計算中心啟動二元推力向量噴嘴專案。兩年後麥克唐納·道格拉斯公司加入，提供了2架F-15戰鬥機作為研究專案的飛行載體。其中1架，是該公司生產的第1架雙座型F-15戰鬥機。

在美國空軍攜大量投資加入的情況下，帶有二元推力向量噴嘴的F-15戰鬥機很快完成首飛。

隨後，美國宇航局NASA將專案更名為F-15短距起降/機動能力驗證專案。隨著具備調節俯仰和偏航機動性的三元推力向量噴嘴技術的突破，一架全新版本的F-15戰鬥機成功首飛。

這架F-15戰鬥機換掉了二元推力向量噴嘴，在兩臺推力巨大的噴氣式發動機尾部，加裝了兩部普拉特·惠特尼P/YBBN三元向量噴管。此外，它還擁有一對全動鴨翼，以及能夠配合鴨翼動作的尾翼。這種可以在20°範圍內任意調節推力方向的噴管和這些獨特設計，讓這架F-15戰鬥機擁有了超強機動性。

這架F-15驗證機的實用可控攻角為85.7°，在當時可以說難以想象。在大攻角飛行狀態下，傳統空氣舵面已經心有餘力不足，此時推力向量噴管的強勢助力起到了雪中送炭的效果。

受F-15驗證機成功的鼓舞，通用動力、洛克希德·馬丁與美國空軍一起，啟動了基於F-16機體的推力向量驗證機專案，並於1992年4月首飛成功。

此後，美國宇航局NASA的阿姆斯特朗飛行試驗中心，又對帶有三元向量噴管的F/A-18大攻角飛行驗證機進行了飛行測試。這架F/A-18大黃蜂驗證機，能夠以70°的攻角持續穩定飛行，同時能夠維持65°的攻角持續滾轉，而量產版本的大黃蜂，只能達到35°。

科技助推 超常「機動」

從X-31驗證機到未來戰機

應用推力向量技術的戰鬥機引人注目，但一位德國工程師提出的概念，讓一個新詞語進入人們的視野——過失速機動。

20世紀70年代，梅塞施密特集團的工程師赫伯斯特博士提出：未來，實施近距離格鬥的戰鬥機，如果能夠掌握這樣一種能力，將會在格鬥中佔據優勢地位。這種能力正是基於可以隨意調節發動機推力方向的裝置。

當戰鬥機的實際瞬時攻角大於失速攻角，其飛行速度遠低於巡航速度的時候，如果整機依然具備實用的操控能力，那麼就可以在無須耗費巨大能量、無須忍受巨大過載的前提下，實現戰鬥機的快速轉彎，使其機頭或者武器裝備迅速對準待射擊方向。這種機動能力，出現在失速速度和失速攻角之後，所以叫作：過失速機動。

赫伯斯特博士還給出了若干機動範例，其中最為有名的就是赫伯斯特轉彎。但是當時，軍方並不買賬，不少飛行員認為這種構想過於外行。

不過，赫伯斯特並未放棄。他得到了和美國宇航局NASA的合作機會。於是，X-31推力向量技術驗證機橫空出世，並以70°的攻角進行了可控飛行。

這款飛機擁有3塊巨大的燃氣擾流板，能夠通過協同配合，讓發動機的噴流實現在俯仰和偏航方向的迅速偏轉。但實際上，整架X-31技術驗證機，除了尾部的擾流板和機內專門用於大攻角和過失速機動的制導控制演算法之外，其他的零部件和分系統大多數用已有零件拼湊而成。

事實證明，這架由轟炸機、預研專案戰鬥機、現役戰鬥機、拆解的戰鬥機、公務機等多種機型零部件組合而成的X-31推力向量技術驗證機，飛出了人類第一個赫伯斯特機動。這宣示著：過失速機動的時代到來了。

但是仍有飛行員認為，這種佈局的飛行器偏航穩定性根本保證不了。在大攻角飛行狀態下，一旦偏航失穩，飛機就有墜毀的危險。在進行了一系列改良後，赫伯斯特和他的團隊把用於維持X-31驗證機偏航穩定性的垂直尾翼虛擬遮蔽了，飛機依舊起飛成功。即便是沒有了垂直尾翼，僅僅依靠推力向量技術，單發噴氣式飛機依然具有偏航穩定性。

在拆除推力向量擾流板的情況下，X-31驗證機與F/A-18「大黃蜂」的交換比為2.38∶1，這意味著X-31驗證機平均以己方2.38架的代價，才能擊毀一架大黃蜂。但裝回擾流板，恢復過失速機動能力的X-31驗證機與F/A-18的交換比變為1∶9.51。這次，是一架擁有推力向量和過失速機動能力的X-31，能夠擊毀將近10架F/A-18。

如此明顯的資料讓各國再次把目光聚焦在推力向量技術上。推力向量技術也因此再次超常「機動」，在兵器研發方面走向兩大方向：一是先進的戰鬥機機動能力。二是可靠的運載火箭、彈道導彈控制能力以及深空探測的自主著陸和起飛能力。

未來的推力向量系統絕不會只侷限於這兩大方向。它還會隨著該技術的不斷突破，變身為更多種類的武器裝備。

宮崎駿的「兵器」世界

■李政陽

繪圖：徐金鑫

經典的藝術作品往往會歷久彌新，宮崎駿的動漫作品就是如此。當我們細心觀看他的作品時會驚訝地發現，除了秀美的景色、生動的人物形象和感人的劇情外，還有很多近現代兵器，給人們帶來巨大視覺震撼和衝擊。

噴著黑煙的蒸汽戰艦，智慧化程度很高的大型機器人……宮崎駿作品中的很多兵器在現實世界中都有原型。《天空之城》中出現的鐵甲列車，19世紀便誕生在戰場上。在第一次世界大戰中，很多國家均裝備有一定數量的鐵甲列車。我國觀眾熟悉的影視作品《鐵道游擊隊》裡，游擊隊員們依靠智慧和勇氣頑強地抵抗著這些猙獰巨獸，最終趕走了侵略者。

一些沒能在現實世界中大展身手的武器，卻在動畫世界找到了舞臺。飛艇是人類最早發明的飛行器之一。《天空之城》中，翱翔藍天的大型飛船跟「齊柏林」飛艇類似。當飛機被髮明、運用之後，飛艇便逐漸淡出歷史舞臺。體積龐大、行駛緩慢的飛艇的確不適合危機四伏的戰場，但是動漫的天空，最適合它們飛翔。

除了我們熟悉的裝備，還有很多兵器由於技術不成熟、設計理念太超前等諸多原因，並未被真正發明和運用。但在宮崎駿的動漫世界裏，它們獲得了生命。比如可以搭載小型飛行器的空天母艦，在動漫中得到了淋漓盡致的體現和運用。實際上，有很多國家正在對空天母艦進行研究。未來的空天母艦，很可能和動漫中一樣，具有高超聲速、遠航程、大載荷等特徵。如今影片裡經常出現在太空戰場上廝殺的各類戰艦、飛機，可能就是未來戰爭舞臺上的 「明星」。這些裝備了動能武器、鐳射武器和無人機的武器平臺將馳騁在更加廣袤的天空。

值得一提的是，宮崎駿的動漫世界裏，冷熱兵器同時存在，甚至還有魔法之類的神祕武器。《風之谷》中，類似於現代大型運輸機的飛船開啟艙門，魚躍而出的有我們熟悉的坦克、穿著現代裝具、荷槍實彈的步兵，也有揮著古代刀劍前進的士兵。這些既現代又復古，既夢幻又現實的畫面，帶著我們在虛擬和現實中不斷穿梭，而諸如「飛行石」等「裝備」，也為作品本身增添了神祕色彩。

「縱有疾風起，人生不言棄。」宮崎駿對兵器的熱衷來源於他的成長環境。儘管從宮崎駿的作品裏可以看出他並不喜歡戰爭，但他對兵器的喜歡無比赤誠。

駕駛著一架紅色戰機，在海上單挑劫匪。宮崎駿的好友曾透露，動漫作品《紅豬》中，主人公佈魯克就是宮崎駿的化身。

熱愛武器，反對戰爭。兵器元素為宮崎駿的作品賦予了一種酷酷的浪漫：動漫世界除了藍天白雲之外，也有戰火和廝殺。動漫裡的人物，也會因利益糾葛而刀槍相向。這種與現實世界相似的畫面不斷地提醒我們反思一些東西，關於和平，關於戰爭，關於人性……宮崎駿的動漫作品帶給我們無盡的想象和思考空間。

品味有故事的兵器

■本期觀察：劉建元 慕佩洲蔣德紅

長期以來，坦克以其厚實的防護、傲人的機動性和超強火力，在地面戰場縱橫馳騁。尤其是其兇猛的火力，更是為它贏得「陸戰之王」美譽加分不少。為擊破目標，坦克會使用相應的彈種，其中有三種最為常見和管用。

穿甲彈

以硬碰硬 至剛至猛

冷兵器時代，十石之弓配上精鐵長箭便可揚威沙場，穿甲破敵。當今戰場上，高速度、高強度的坦克穿甲彈完美演繹著「玄鐵重劍」的角色。

穿甲彈是一種典型的動能彈。發射時，在膛內高溫高壓氣體作用下，彈體被賦予巨大動能。憑藉這種巨大的動能和比標準裝甲硬得多的高密度合金鋼、碳化鎢彈頭，能有效擊穿裝甲。

常見的尾翼穩定脫殼穿甲彈擊穿裝甲之後，會形成高速飛濺的裝甲碎片和穿甲彈彈芯碎片，直接對裝甲目標中的人員、裝備形成致命毀傷。

為追求更高作戰效能，一些國家研製出了貧鈾穿甲彈。貧鈾穿甲彈繼承了傳統穿甲彈的優點，且因鈾易氧化，其在命中目標後還會自行燃燒，能顯著降低裝甲區域性強度。這就會給裝甲目標內的人員和裝備帶來更大的毀傷。

破甲彈

射流奔湧 聚能殺傷

有人曾如此形容破甲彈，說其毀傷原理就如同把火山噴發的區域性能量匯聚於一點。儘管這種說法略有誇張，但也從一個側面彰顯出破甲彈強大的威力。

如果說穿甲彈是「物理攻擊」，那破甲彈則為「法術傷害」。破甲彈又稱空心裝藥破甲彈，是以聚能裝藥爆炸後形成的金屬射流穿透裝甲的炸彈。在擊中目標之後，破甲彈能產生高速、高溫、高壓的金屬射流，在「三高」射流的持續侵徹下，可穿透幾十釐米厚的裝甲。更可怕的是，金屬射流進入裝甲內部後，還可引燃油料和彈藥，造成殉爆。此外，破甲彈的攻擊效能受其初速、射程影響不大，只要夠得著並能保持好一定距離，就能使這種化學能彈種發揮出最大威力。

殺傷爆破彈

破片擊殺 以波斃敵

倘若每個彈種都有「座右銘」，那麼殺傷爆破彈的「座右銘」一定是「我能，我還能。」

殺傷爆破彈也許有人不熟悉，但很多人對它的「父輩」榴彈應該是耳熟能詳。殺傷爆破彈兼具傳統殺傷彈與爆破彈的優點，戰場應用廣泛。由於坦克的滑膛炮不能發射靠旋轉來保持穩定姿態的榴彈，所以就配備了用長體式尾翼來保持穩定的殺傷爆破彈。一般來說，該彈殼體較薄，內部裝填有炸藥，「一肚子的殺意」。爆炸後，可在形成大量破片毀傷目標的同時，還能依靠爆炸所形成的衝擊波來斃敵。目前，該彈種正朝著使用可程式設計電子時間引信的方向發展，以用來打擊從地面步兵、輕型裝甲、防禦工事到低空直升機等多種目標，真正實現「一彈多用」。