Vantagens do bico do motor quadrado sobre o circular?

Os bicos circulares têm estas vantagens:

• Eles podem ser girados em qualquer direção, para que os momentos de inclinação e inclinação possam ser produzidos. Os bicos quadrados só permitem criar forças de inclinação, porque seus painéis só podem ser movidos em torno de um eixo. Quando movidos de forma diferente em aeronaves de dois motores, também são possíveis momentos de rolamento limitados.
• Os bicos redondos são mais leves. Enquanto a pressão do gás de escape for superior à pressão exterior, um bico quadrado estará sujeito a cargas de flexão ao longo da largura dos seus painéis. Isso tornará um bico quadrado muito mais pesado do que um bocal redondo.

Na verdade, os bicos de vetor de empuxo quadrado têm apenas uma vantagem: eles podem ser feitos para refletir as ondas de radar em algumas direções bem definidas, enquanto bicos redondos os espalharão por toda parte. Isso faz com que os bicos quadrados sejam a escolha preferida para aeronaves invisíveis, independentemente da vetorização de empuxo.

Bocais de motor do F-22 (foto fonte ). Observe as bordas traseiras serrilhadas dos painéis de vetorização de empuxo.

Motor de escape do B-2. Como o B-2 usa quatro motores que não são de pós-curto, os bicos fixos são usados. Sua localização ajuda a proteger o avião da detecção por sensores de infravermelho (IR), mas torna impraticável a vetorização de empuxo.

Bocais de motor do YF-23 (foto fonte ). A parte inferior é mais longa para proteger a exaustão quente contra os sensores IR a partir de baixo.

Se o objetivo é reduzir principalmente os reflexos de radar no hemisfério para a frente da aeronave, bicos redondos podem ser tolerados. Somente quando a aeronave precisar ser protegida de mísseis guiados por radar disparados por trás, os bicos quadrados darão uma clara vantagem. Parece que as pessoas por trás do Sukhoi PAK FA (e outros caças furtivos como o Chinese J-20 ) não se preocupem tanto com esse detalhe.

Sukhoi T-50 (protótipo para o programa PAK FA ) abaixo (foto por Dmitry Pichugin )

Vista traseira de Chengdu J-20 (imagem fonte )

No entanto, mesmo a Lockheed-Martin e a Pratt & Whitney agora coloca manobrabilidade e peso sobre stealth no design de seus bicos para o motor F-135 do F-35 aeronave de ataque. Observe as arestas serrilhadas em todas as etapas do contorno. Isso ajuda a reduzir os retornos de radar, mas é muito menos eficaz do que um bico quadrado. O benefício é menos peso e melhor manobrabilidade.

F-35 com o bico F-135 visível (Figura fonte ). Visualização de detalhes abaixo:

O tipo de bocal usado na aeronave depende das decisões de projeto tomadas. Em suma, os designers do F-22 escolheram furtividade em relação à manobrabilidade, enquanto os designers do Sukhoi PAK FA fizeram o contrário.

Bocais de vetorização de empuxo circular têm sido usados em aeronaves Sukoi há algum tempo. As principais vantagens e desvantagens dos dois tipos de bicos de empuxo são:

• Os bicos de empuxo circular permitem o controle em todos os três eixos. Por exemplo, os motores do PAK FA têm uma deflexão de 15 (ou 16) graus no eixo do passo e 8 no eixo do yaw, e através do movimento diferencial, também no rolo.

Fonte: defencyclopedia.files.wordpress.com

• Os bicos de vetor de empuxo "planos" usados no F-22 permitem o controle apenas no eixo de afinação (e rotação). No entanto, eles permitem maior deflexão em comparação com os bocais axissimétricos, com o motor F-119 usado no F-22 permite deflexões de até 20 graus.

Fonte: pw.utc.com

• Outro ponto é que o PAK FA usa uma variante do motor usado no Su-30, o AL-41F1. Um novo motor ainda está em desenvolvimento. Assim, a configuração final pode muito bem ser diferente, embora eu duvide que os russos pareçam valorizar a capacidade de manobra acima da furtividade.

• A principal desvantagem de usar um bico de simetria axial é que ele é inerentemente insalubre. No que diz respeito a stealth, a seção circular (ou esférica) é uma das piores escolhas de design. O design do bocal do F-22 é otimizado para furtividade, especialmente as bordas dos bicos de empuxo vetorial são cuidadosamente alinhados para evitar a reflexão do radar. Isto é claramente visível nas vistas da planta das duas aeronaves.

Fonte: link

• Tem havido esforços para reduzir o RCS de bicos de eixo simétrico incorporando opções de projeto como bordas serrilhadas, modelagem geométrica (como pétalas de bocal de curvatura muito baixa), sistema de resfriamento avançado e revestimentos especiais em estruturas internas e externas. Estes foram testados em punho no programa de Bocal Axisétrico Efervescente de Baixa Observância F-16 (LOAN) e os resultados foram aplicados ao F-35, outra aeronave stealth com bicos de empuxo vetorial.

Vista traseira de um padrão P & W F-100-200 em F-16 e o bico de empréstimo em primeiro plano (foto LMTAS), Fonte: F-16.net

No entanto, de acordo com a análise ausairpower.net do J-20, que usa um mecanismo semelhante ao PAK-FA,

The tail aspect sector is largely degraded in RCS performance by the use of axi-symmetric nozzles which introduce strong specular and diffraction returns

• Em geral, um bico quadrado fornece furtividade melhorada atrás e abaixo da aeronave. O bocal F-22 tem uma forma serrilhada semelhante à dos bicos de EMPRÉSTIMO, que ajudam ainda mais na redução do RCS.

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