一、其實我們在60多年前就有向量發動機了
呃，並不是來蹭熱度的，W君在自己的頭條號“iN在”裡面前陣子寫了一篇文章《PVC新風機的管道噪聲消除，遇事不決“伯努利”》就有人問到W君到底是搞啥的，火箭專業，所以聊聊發動機其實也並不是太過於外行。而且今天我們要聊的向量發動機，還真的就得從火箭發動機開始聊起來。
在1958年我們發射了國內第一枚彈道導彈，也就是大家後來所說的東風1短程彈道導彈。這枚導彈的複製品也就一直矗立在軍事博物館中。
如果仔細去看東風-1導彈的下部，我們會發現在導彈尾部噴口的位置有四個小舵片，這四個小舵片在導彈工作的時候會深入到高速噴出的燃氣中。
一般情況下這種小舵片會採用銅鎢合金來製作。透過改變舵片的角度就可以使火箭發動機噴出的燃氣往不同方向上偏轉，從而達到控制火箭飛行方向的目的。
其實，這就是最典型的向量發動機。而我們能夠看到最早實用化的向量發動機則是二戰期間的德國V-2火箭了。
當然了，燃氣舵目前依舊不過時，在現代的很多導彈上依舊是一種很有效的控制方向的方式。
而且最簡單地改變燃氣氣流方向的方式莫過於把發動機噴口的一個部分堵上。例如：
看到這裡你就應該知道向量發動機的基本原理了。但是不要人云亦云的也管它叫“向量發動機”，這其實是一個簡稱，全稱應該叫做“推力向量控制發動機”。
二、推力向量控制的航空發動機
現在說一個哲學問題——是“需求”決定了“存在”，還是“存在”衍生了“需求”？
普通飛機的控制其實是用不到推力向量發動機的。
在飛機的設計中有更高效的空氣動力學部件來控制飛機的飛行姿態，這些也就是我們常說的升降舵、方向舵、副翼、襟翼……在正常飛行的情況下向量推進對於飛機的控制可以說是毫無意義。
這是因為無論是在飛機做俯仰運動、滾轉運動還是航向運動的時候飛機的氣動控制面都被安排在了最大的力矩臂上，這就讓這些控制面有最高的運作效率。
反觀推力向量發動機的位置，我們可以看到大部分向量發動機的噴口都是僅僅滿足於短力矩臂的問題的，即便是在某一個軸向上具有較長的力矩臂也會在某個方向上處於劣勢。而且由於發動機的推力並不以是不是“向量”而得到提升，在保持一定的推力下，“向量”恰恰會導致發動機航向上的推力下降。
這樣對於飛機本身的效率是沒有任何提升的。
那麼為什麼存在“推力向量控制發動機”？它存在的意義在哪裡？首先我們就得看看最早用到這種發動機的地方了——火箭、導彈。
由於火箭、導彈的速度高，因此常規的機翼控制面已經沒有什麼太大的效率啦，因此才“不得不”採用推力向量控制發動機這一個方案。
在大多數情況下飛機並不像火箭一樣，大多數飛機的飛行包線都是圍繞著飛機的氣動結構而設計的。這就是說——飛機其實是不需要適量發動機的。
三、推力向量控制發動機存在的合理性
既然不需要，為什麼被裝在飛機上。原因在於很多的戰鬥機其實都會飛到自己的飛行包線之外。例如當飛機大迎角飛行的時候，這種情況下飛機的氣動控制面往往就會失去效力。
這個時候推力適量控制才真正的作為一種備用控制手段有了用武之地。它可以透過對飛機實施一定的偏轉推力讓飛機重新回到正常的飛行包線姿態內。簡單地說——這其實就是飛機的車道保持系統。
除此之外，推力向量控制發動機在飛機上的意義並不算大。它在真正的空戰中可以讓飛行員大膽地放手一搏，而對飛機的機動性的本質提升其實是0。但為此要付出更多的結構重量。
所以對於向量發動機更多的還是在研究階段，真正的使用案例還是屈指可數的，甚至並不一定會成為未來戰鬥機的一個發展趨勢。
