03/10/2025
世界名機小學堂 Vol.36
具備超強機動性的三維向量推力噴嘴
F-15 ACTIVE
當NF-15B實驗機(71-0290)完成F-15 S/MTD的實驗專案後，便於1993年移交給美國國家航空暨太空總署(NASA, National Aeronautics and Space Administration)的德萊頓飛行研究中心(Dryden Flight Research Center，之後更名為阿姆斯壯飛行研究中心，Neil A. Armstrong Flight Research Center)，由該中心接受美國空軍委託，進行稱為「整合載具先進操控技術(ACTIVE, Advanced Control Technology for Integrated Vehicles)」的機動性能研究計畫。
此計畫並未大幅改造機身結構，同時亦保留原本的前翼，僅變更發動機與噴嘴，將發動機換裝為F100系列發動機的F100-PW-229性能強化型(EPE, Enhanced Performance Engine)發動機；而噴嘴則由原本安裝的矩形二維向量推力噴嘴改回一般的圓形噴嘴，但在噴嘴上加裝稱為「俯仰／偏航平衡樑式噴嘴(P/YBBN, Pitch/Yaw Balance Beam Nozzle)」的新型推力偏向折流設備。
相較於之前僅能以俯仰噴嘴方式使噴流向上方或下方排出的二維向量推力噴嘴，此新型的俯仰／偏航平衡樑式噴嘴則增加左右偏航的噴流方向變化，可同時進行俯仰軸與偏航軸的操控，是完整的三維向量推力噴嘴，由普惠公司(Pratt & Whitney)所研發，可朝任意方向轉動達20°，最快反應速度為每秒120°以上。另外，亦使用改良型數位電子發動機控制(IDEEC, Improved Digital Electronic Engine Control)系統進行發動機控制。
F-15 ACTIVE計畫實驗機於1996年2月試飛，並在之後安裝俯仰／偏航平衡樑式噴嘴進行飛行測試，更於4月24日的測試中，在超音速飛行時以俯仰／偏航平衡樑式噴嘴改變向量推力，10月31日則以高達1.95Mach的速度進行相同科目的飛行測試。
此項研究計畫的飛行測試約為期一年，並實際驗證相關技術可用於提升飛行機動性能，且相關成果亦成為日後飛控軟體的編寫基礎與依據。而在完成此項計畫的測試工作後，NF-15B實驗機便直接自美國空軍移交至美國國家航空暨太空總署，並將序號變更為NASA837。
圖一為自正面上方觀看F-15 ACTIVE實驗機，其將執行S/MTD測試計畫時所用的發動機更換為F100-PW-229發動機，且安裝可朝任意方向轉動的向量推力噴嘴。自此角度觀看，容易產生前翼與主翼融為一體的錯覺。(照片／NASA)
圖二為正在進行改裝作業的F-15 ACTIVE實驗機發動機噴嘴。在NF-15B實驗機完成S/MTD測試計畫後，便換裝F100-PW-229性能強化型發動機，並加裝俯仰／偏航平衡樑式噴嘴，使發動機的噴流可朝向各種角度。(照片／NASA)
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