Kaj je vektoriranje potiska?

Vektoriranje potiska je oblika nadzora položaja ali smeri, ki se lahko oblikuje v katero koli vozilo, ki se lahko premika v treh dimenzijah s pomočjo pogonskega potiska, kot je letalo, vesoljsko plovilo ali potopljeno podvodno vozilo. Težnja vozila, ki ga poganjajo raketni ali reaktivni motorji, je, da se premika v smeri, ki je točno nasprotna smeri izpušnih plinov, ki izhajajo iz njegove nazaj obrnjene potisne šobe. Ko je ta potisk usmerjen tako, da izstopi iz vozila pod kotom, ki je drugačen od kota vozila glede na obzorje ali njegovo predvideno smer vožnje, lahko pomaga pri hitrih zavojih, namesto da bi se preprosto zanašal na aerodinamične nadzorne površine ali razbijal rakete v vesoljskem plovilu. narediti tako.

Več naprednih letal trenutno uporablja vektoriranje potiska od leta 2011, vključno z ruskim Sukhoi SU-30 MKI, ki je bil tudi prodan Indiji, lovcem F-22 Raptor, ki so ga napotile ameriške letalske sile, in EF ali Eurofighter 2000, zgrajenim za vojaško službo v Združenega kraljestva, Nemčije, Italije in Španije. Reaktivno letalo AV-8B Harrier II je tudi primer letala z vektorjem potiska, ki so ga prvotno razvili v Združenem kraljestvu in ga od leta 1981 uporablja več sodelujočih držav Organizacije Severnoatlantske pogodbe (NATO), vključno s Španijo, Italijo in ZDA. . Združene države in Izrael sta v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja delala tudi na programu za lovsko letalo F-16, znano kot vektoriranje večosnega potiska (MATV).

Vektoriranje potiska je bilo uporabljeno tudi v več sistemih raket in vesoljskih plovil, pri čemer so pomembni nedavni primeri v 21. stoletju japonska raketa Mu in izstreljena misija Evropske vesoljske agencije (ESA) za napredne raziskave in tehnologijo (SMART-1) na luni. leta 2005. Prejšnji sistemi, ki so uporabljali vektoriranje potiska, vključujejo ameriški Space Shuttle in ameriške lunine rakete Saturn V iz šestdesetih let prejšnjega stoletja. Za več strateških jedrskih raketnih sistemov v ZDA je znano tudi, da uporabljajo to tehnologijo, vključno s kopensko medcelinsko balistično raketo Minuteman II (ICBM) in balističnimi raketami za izstrelitev s podmornic (SLBM), nameščenimi na jedrskih podmornicah.

Za dosego nadzora vektorja potiska je bilo uporabljenih več različnih pristopov. Pri letalih je tipičen pristop povezovanje gibanja izpušne šobe s krmilniki pilota, tako da se površine letala, kot so krmilo in krilca, ne odzivajo le na njegove ali njene vektorske spremembe, temveč se izpušna šoba premika skupaj z njimi. Na ameriškem F-22 ima izpušna šoba svobodo gibanja v območju 20 stopinj, kar daje letalu povečano hitrost prevračanja za 50%. Hitrost prevračanja je zmožnost letala, da med letom odstopa po nagibu – navzgor in navzdol – ali smikanju – levo in desno – od svoje osrednje osi gibanja. Ruski SU-30 MKI ima izpušno šobo, ki se lahko vrti za 32 stopinj v vodoravni ravnini in 15 stopinj v navpični, kar omogoča letalu, da izvede hitre manevre nagiba v 3-4 sekundah pri zračnih hitrostih okoli 217 do 249. milj na uro (350 do 400 kilometrov na uro).

V vesoljskih plovilih ali raketah lahko vektoriranje potiska vključuje premikanje celotnega sklopa motorja znotraj karoserije vozila, znano kot kardansko premikanje, kar je bilo storjeno z ameriško raketo Saturn V, ali pa je mogoče ključne komponente izpušnega sistema premikati v tandemu. Raketni motorji na trda goriva, kot je japonska vesoljska nosilna raketa Mu, ne morejo spremeniti smeri potisnega goriva, zato namesto tega vbrizgajo hladilno tekočino vzdolž ene strani izpušne šobe, ki prisili vroče izpušne pline, da izstopijo na nasprotni strani, da zagotovijo vektorski učinek. . To je storjeno tudi v raketi Minuteman II na trdo gorivo, ki so jo uporabile ZDA, kjer njeni SLBMS Trident na tekoče gorivo uporabljajo hidravlični sistem za premikanje same šobe.

V vesoljskih plovilih, ki naj bi zapustile gravitacijski vodnjak Zemlje, je pogosto glavni potisni motor ločen od raket za nadzor položaja ali sistemov za vektorsko ravnanje potiska, vsak sistem pa lahko uporablja različne vrste pogonskih metod in goriv. V vesoljskih misijah v začetku 21. stoletja so bili narejeni poskusi, da bi ta dva pogonska sistema povezali v enega, ki se običajno poganja. V misiji ESA SMART-1 je bil to znan kot popolnoma električna zasnova za skupno delovanje, imenovan sistem za nadzor položaja in orbite (AOCS). European Student Moon Orbiter (ESMO), načrtovan za izstrelitev med letoma 2014 in 2015, uporablja tudi vektoriranje potiska kot del izpopolnjenega ionskega pogonskega sistema.