壯志凌雲【空軍資訊】 戰機的超大鼻孔！背部進氣為何不是主流？F15進氣道是如何變形的？DSI對五代機增幅究竟有多強？

戰鬥機進氣道的作用究竟是什麼 爲什麼都是進氣道 有的在機腹下面 有的卻在飛機背部 它們的位置和形狀設計都有哪些說法 大家好 今天是機場跑道老亨特 來給大家聊一聊關於戰機進氣道的小知識 先給大家小小解釋一下什麼是進氣道 進氣道是空氣噴氣推進裝置的一個部件 對於噴氣式飛機來說 進氣道指的是從飛機進口到渦輪噴氣發動機 壓氣機進口這一段管道 對用於導彈的衝壓式發動機來說 指的是從衝壓發動機進口到衝壓發動機 燃燒式這一段管道 進氣道的主要功用是向空氣噴氣發動機 提供所需的空氣 並使迎面流入的高速氣流減速 把氣流的動能轉變爲壓力能 使空氣愈壓縮 使進氣道出口流速適應引擎內部的 壓氣機或燃燒式的要求 但同時我們也知道 發動機所需的空氣量 是隨不同的飛行條件和發動機工作狀況而改變的 因此進氣道提供的空氣量也要相應的變化 不同飛機的進氣道存在着極大的差異 這一點我們很容易便能夠發現 比如最常見到的民用客機和貨機 它們的進氣道就是圓柱形的 而且比較短 相比之下 戰鬥機的進氣道往往設計得很長 而且多呈現方形或難以描述的形狀 正是因爲 不同的戰機所使用的航空發動機 也是不盡相同的 但不論任何一種航空發動機 它對於進氣量的多少都是有要求的 無論吹進來的空氣是太多還是太少 都會導致發動機的工作效率下降 更爲重要的是 如果吹進來的氣流速度太快 還很容易導致航空發動機的葉片發生震顫 以致損毀 也就是說 發動機對於空氣流速有着一個承受的極限 因此進氣道不僅供給發動機一定流量的空氣 而且進氣流暢還要保證壓氣機和燃燒室正常工作 到了超音速飛行的時候 進氣道還要實現高速氣流的減速增壓 將氣流的動能轉變爲壓力能 這對提高戰機的飛行性能有重要的作用 說完了進氣道的作用 咱們再回到第二個問題 戰機進氣道的佈局 在看了老亨特過去那麼多戰機視頻後 大家會發現 有的戰機進氣道是在機頭 有的則是在機腹 還有的是在腋下兩側或者背部 以上這些進氣道佈局都有着各自的優點 首先機頭進氣道 機頭進氣道優點是 在各種飛行姿態下都能保證進氣順暢 起降時不易吸進雜物 缺點是空間浪費嚴重 座艙和機首雷達不好佈置 而機腹進氣道的優點 是在大引腳情況和大偏轉腳情況下 仍然可以保證發動機正常工作的空氣流量 但是缺點是 在簡易跑道或者野戰跑道難以起飛 因爲其位置較低 容易吸入地面雜物損傷發動機 同時這種進氣道 對於需要隱身的五代機而言 也會影響其內部彈艙的設計 第三個兩側進氣道 優點是氣動佈局與機腹進氣道相比較簡單 工藝要求比較低 同樣可以保證大引腳情況下 發動機正常工作的空氣流量 且較機腹進氣道高度高 更適合在簡易跑道和野戰機場起降 並且兩側進氣道裝有兩個發動機 在一個發動機故障時 另一個發動機仍可工作 降低了風險 在聊這個進氣道的時候 老亨特發現 身邊許多朋友都對F-15那種 可以變形的進氣道十分好奇 這個所謂的變形 其實是它進氣口上方的可變斜板在起作用 它的學名可調外壓式四波氣超音速進氣道 F-15進氣道的上罩可微調角度 配合坡面設計 都是爲了優化在大引腳飛行時的動力 說簡單了就是提高作戰時機頭的穩定性 這樣更容易鎖定敵機先發動攻擊 但無論進氣道會不會變形 這種兩側佈局的進氣道 在大偏轉角情況下 一側進氣道無法吸入足夠的空氣 使發動機正常工作需要的空氣流量銳減 容易造成空中停車 因此在後來又改進出了內部進氣道 這個進氣道綜合了機腹進氣道與兩側進氣道兩者優點 進氣道佈置在機翼與機身交合部下方 可以保證絕大多數情況下 發動機空氣流量的需要 並且也有利於戰機隱身 而最後一個位於戰機背部的進氣道則比較少見 因爲現代戰鬥機一般都非常注重大引腳飛行能力 並將其視爲戰鬥機機動性指標之一 當進氣道安裝在機背後 意味着戰機在進行大引腳飛行動作時 背部的氣流會迅速施壓 而腹部卻被氣流擋住 極易發生施壓失速 因此就目前來看 內部進氣道的佈局是對戰機整體性能最好的 說完了進氣道的佈局 咱們來到下一個問題 爲什麼現在比較先進的戰鬥機 使用的都是DSI進氣道 就五代機來說 除了那些航空工業積累較差的國家搞出來的產品 或者開發年代較早的飛機 現在絕大多數五代機或者五代機設計 都基本轉向DSI進氣道了 DSI進氣道中文稱 無負面層隔道超音速進氣道 它採用一個固定的鼓包來模擬常規進氣道中的 一二級可調協辦 並能夠達到對氣流的壓縮以及簡化結構隱形的目的 DSI進氣道與常規進氣道相比 有三個主要的優點 一是採用錐形承波設計 總壓恢復較高 二是減小了飛機迎風面的阻力 提高了飛機的隱形性能 三是不需要設計輔助進氣門和放氣門 取消負面層隔道後 飛機可以減重數百公斤 大大減輕了飛機的結構重量 至於被有些人詬病的DSI高速性能不行 這其實應該算是一種誤解 在所有固定進氣道里面 DSI進氣道應該算是高速性能進氣道里最好的了 當然若是拿它去和可調進氣道比 那當然是沒法比了 但相比起同樣是固定進氣道的加萊特進氣道來說 DSI還是有不少優勢的 這個DSI進氣道雖然看起來是一個很簡單的曲面鼓包 但這個鼓包的作用可是很大的 設計師用這個看起來很簡單的曲面鼓包 就完成了對高速氣流的減速壓縮分離等流程 而且這個鼓包本身由於質量較輕 所以採用DSI進氣道還可以大幅降低戰機空中 而且整個DSI進氣道更爲乾淨整潔 這對於降低戰機正面雷達反射來說是很大優勢 其次這個鼓包也可以遮擋發動機風扇葉片 但又不會影響戰機在不同速度下的進氣效率 所以對於降低進氣道的雷達反射面積來說 又做出了一大貢獻 只不過這個看起來很低調的鼓包 實際研製難度卻極高 這個鼓包需要設計成什麼樣子 在進氣道口哪個位置 這個位置對於進氣效率和降低雷達反射有何影響等 這些都需要進行大量的理論設計 並且在後期也要在風動和超級計算機 進行不同的模擬試驗 沒有一個完整的高科技航空工業體系來支撐 根本搞不出來 好了 本期視頻到這裏就結束了 沒訂閱本頻道的記得訂閱一下 在這裏老亨特先行謝過 你的支持是老亨特做視頻最大的動力 最後再祝願屏幕對面的你財運橫通 咱們下期再見