矢量技术是一种用数学公式描述图形的方法，最大特点是无限放大不变模糊，广泛应用于设计、地图、动画等领域。

作用在飞机上的推力是一个有大小、有方向的量，这种量被称为矢量。然而，一般的飞机上，推力都顺飞机轴线朝前，方向并不能改变，所以我们为了强调这一技术中推力方向可变的特点，就将它称为推力矢量技术或矢量飞行。

推力矢量技术是一项综合性很强的技术，包括推力转向喷管技术和飞机机体推进与控制系统一体化技术。

目前，世界上只有美国和俄罗斯两国开始把这一技术应用于第五代战机发动机设计上，这的确是一个有效的技术突破口，它对战斗机的隐身、减阻、减重都十分有效。

美俄两国通过前期飞行试验表明，推力矢量技术能提高战术效果

美俄等国已经进行了大量的飞行试验，证明了利用推力矢量技术的确能达到预期的作战效果。1991年4月海湾战争结束后，美国五角大楼拿出500亿美元，研制不同于F-117的新型隐身飞机，推行应用矢量技术，于是就诞生了F-22战斗机。俄罗斯开展隐身和推力矢量技术的应用研究重点是利用发动机向不同方向发出的气流的反作用力来迅速改变方向。后来的研究还表明，当战机在飞行速度较低时，采用推力转向这种飞行控制装置是绝对有利的，战术效果如下：战机对起飞机场跑道、环境条件、气候变化要求低，着陆机动性、安全性加大，从而使滑跑距离大大缩短，减轻了起落架冲击带来的不利影响；由于战机减少了雷达反射面积，增强了战机突防能力、灵活性、生存率、机动性和攻击的突然性；由于战机舵面积的减少，减小了飞行中阻力，燃油消耗也随之减小，相应航程也加大；战机可控迎角扩大，大大超过了失速迎角，机头指向能力加强，通过改变飞机的排气流向，让现代战斗机快速改变飞行方向，使其在近距格斗中占据优势，提高了空中格斗能力和空对地的攻击性能，命中率有所提高，投弹后规避动作也更敏捷。

飞行中的F-22。

F119发动机尾喷口。

苏-57试装的“产品 30”矢量发动机。

F-22战斗机装配的普惠F119发动机。

苏-57初始版本保留了三维矢量喷口（上），最新型改为二维喷口（下）。

虽说矢量飞行优势重重，但也有其弊端：在进行矢量飞行时如果速度过慢，则会导致失速：喷管重量更大、机械结构更复杂，维护难度更高。这会增加飞机的成本，并引发可靠性问题。在高速飞行时，由于气动作用力占主导，推力矢量的效能会显著下降。而且，现代空战更强调超视距作战，战机对极端机动性能的依赖已有所降低。2025年1月底，一段关于F-35型战斗机最新事故的视频在社交平台上广为流传。从视频中可以看到，这款第五代战斗机径直坠向阿拉斯加州的艾尔森空军基地地面，从而引发剧烈爆炸，所幸飞行员成功弹射逃生。美军第354战斗机联队称，事故发生前，飞行员遭遇了“空中机械故障”。不过，具体细节目前尚未公布。

推力矢量技术关键是改变现行战机设计和发动机结构，尾喷流转向控制技术是实现矢量飞行的关键

不采用推力矢量技术的飞机，发动机的喷流都是与飞机的轴线重合的，产生的推力也沿轴线向前，这种情况下发动机的推力只是用于克服飞机所受到的阻力，提供飞机加速的动力。

而采用推力矢量技术的飞机，则是通过喷管偏转，利用发动机产生的推力，获得多余的控制力矩，实现飞机的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关，而不受飞机本身姿态的影响。因此，可以保证飞机作低速、大攻角机动飞行。

把推力矢量技术运用于发动机中，就是通过偏转发动机喷流的方向，从而获得额外的操纵力矩。

应用推力矢量技术所涉及的技术很多，主要有尾喷流转向装置，尾喷流转向控制及其与发动机、飞机飞行控制系统的配合，尾喷流转向对飞机总体性能影响的预测及飞行演示等。

尾喷流转向控制范围一般在20°内，但要求快速准确，而且要与发动机的控制系统和飞机飞行控制系统相协调，因此不仅控制硬件众多，控制软件也非常复杂。

国外也认为这是应用推力矢量技术的关键技术。控制律的研究与水平的提高还取决于所使用的气动力数据和发动机动力模型等准确度。发动机尾喷流转向装置要求结构牢固、紧凑、耐用、密封性好、重量轻、转向效益高、转向快、阻力小。发动机应用矢量技术产生的推力，能让其推力的一部分变成操纵力，代替或部分代替操纵面，从而大大减少了雷达反射面积；不管战机迎角有多大和飞行速度有多低，其都可利用这部分操纵力来进行操纵，这就大大增加了战机的可操纵性；由于直接产生操纵力，并且量值和方向易变，也就增加了战机的敏捷性，减小或去掉垂尾面。这就降低飞机的可探测性和飞行中阻力。由此可见，推力矢量技术首先要解决战机发动机结构设计问题。

20世纪90年代以来，洛克希德·马丁公司、莱特实验室、通用电气公司、与美空军飞行试验中心联合，已完成了战机多轴推力矢量（MATV）控制律的设计和评价。控制律在使飞行员能在飞机完全可控状态下进行机动方面起到了关键作用。MATV控制系统包括几种运行模式/状态。设计MATV控制率的关键问题包括最优纵、横向指令结构的设计、精确可靠的迎角和侧滑角计算器的研制和控制系统对空气动力不确定度的稳定性的验证。

美俄开始进行第五代战机推力矢量喷管技术演示，实现推力矢量技术与数字飞行控制系统集成

飞行演示是个综合性技术验证，使用推力转向的飞机由于控制系统复杂，更是不可少，但飞行演示前，也可先用模拟器进行演示，或利用虚拟飞行试验系统进行评估。

目前，苏-30、F-22、F-35、苏-35、米格-35、苏-30MKI等都能进行矢量飞行。

推力矢量喷管是现代航空设计中最具深远意义的技术改进之一。推力矢量技术可让飞机改变发动机推力方向，而非单纯依赖气动控制面进行机动，以便飞机在极端飞行条件下仍保持操控权限，这使得现代第五代战机的机动性远超不具备该技术的前代机型。

推力矢量喷管通过物理偏转排气流，产生俯仰、偏航或滚转力矩。即便机翼上方气流减弱或控制面失速时，该技术仍能发挥作用。这意味着它不仅能带来灵活的机动性能，还具备安全优势。

推力矢量技术主要有两种常见构型：二维构型（仅控制俯仰）和三维构型（可控制俯仰、偏航，部分还能控制滚转）。两者均通过发动机排气口的可动喷管瓣实现，并与数字飞行控制系统集成。

推力矢量技术几乎是五代机的专属特征，已投入使用且搭载该技术的战斗机包括：美国F-22（配备二维推力矢量系统，仅控制俯仰）、俄罗斯苏-57（将三维矢量技术作为核心设计特征）。

推力矢量技术在第五代战机空战中具有多重实战价值。首先，它能让飞机在大攻角状态下保持操控；飞行员在进行剧烈机动时仍可稳定控制飞机，避免失控，即便在极限飞行状态下也不例外。其次，推力矢量技术支持过失速机动，使飞机在低速状态下仍能快速调整机头指向，甚至在近距离缠斗中实现绝境中的导弹发射。在能量管理方面，该技术有助于飞机从低能量状态恢复，并提升防御机动时的生存能力。此外，它还能带来安全与操控优势，改善飞机的起飞和着陆性能，以及从异常姿态中恢复的能力。

俄罗斯第五代战斗机几乎将推力矢量技术作为彰显机动优势的标志，而西方作战理念更注重隐身性能、传感器融合技术和导弹性能。

俄罗斯联合飞机制造公司和联合发动机制造公司开始对第五代战斗机苏-57使用的新发动机进行飞行测试。俄罗斯国家技术集团公司新闻处发布了这一消息。消息称，代号“产品177”的发动机加力推力为16000千克力。样机在所有运行模式下均实现更低油耗和更长使用寿命。俄罗斯国家技术集团公司表示：“凭借最新技术、材料和创新设计方案，联合发动机制造公司打造了一款比前代更具技术优势的发动机。”

联合发动机制造公司下属的留利卡设计局称：“‘产品177’是联合发动机制造公司为战役战术飞机研发的尖端产品。首次飞行测试标志着与联合飞机制造公司合作开展苏-57试飞工作正式启动。测试过程中，新发动机运行平稳，在苏-57上发挥出可靠性能。”

苏-57多用途战斗机用于执行广泛作战任务，它能够全天候打击空中、地面和海上目标，包括在恶劣气象条件和复杂干扰环境下执行任务。隐身能力使其即使在面对现代化防空系统时也能摧毁目标。

俄罗斯国家技术集团公司表示：“苏-57正在根据特别军事行动区的作战经验进行现代化改造：武器和机载系统的功能不断扩展。新发动机‘产品177’通过加强推力进一步增强了战斗机的飞行性能，为其后续改进奠定了坚实基础。”

联合飞机制造公司正在落实产能扩张计划，这有助于提高苏-57战斗机的交付量，并积极向外国客户推介出口版苏-57。