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1 # 河東三叔
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2 # 史海淘金客
淘金客說:講乾貨不扯不著調的東西,戰鬥機並不容易被自下而上的高炮火力擊中。進氣口在腹部好處更多。進氣道也並不算什麼弱點,被擊中問題也不大。
先說進氣口放在腹部的好處。戰鬥機將進氣道安排背部的話,缺點除了飛行員彈射有麻煩以外,在做大迎角過失速機動動作時,機身會嚴重遮蔽進氣口,造成發動機推力下降,嚴重時甚至會導致熄火。而放在腹部,大迎角機動時機身讓氣流折轉,反而會增加低速下的進氣效率,好處多多。
再來說對腹部進氣道的威脅。威脅較大的是小口徑直射高炮,防空導彈倒真不一定就直接擊中腹部,要看導彈用的什麼導航方式。而戰鬥機平時飛得並不低,真正低飛容易被高炮擊中的,是攻擊機。這裡面又要分一下,類似歐洲的“狂風”、“掠奪者”還有美國的F-111這樣的飛機在超低空是高速飛行的,相對地面的角速度極高,除非是類似“密集陣”這樣的全自動火炮,否則很難跟上它們的速度。這一類攻擊機機腹的威脅並不大。
第二類是戰鬥機兼職的,比如F-16,有腹部進氣道。但這類飛機很少執行低空攻擊任務,主要在中空活動。它們攻擊地面目標的主要武器都有一定射程,比如對地導彈、制導炸彈。即使是無動力的制導炸彈,一般從幾千米的中空投放,最遠能滑翔數十公里,小口徑高炮也很難威脅到它們。
第三類是相對低速的攻擊機,執行的是近距離支援、戰場遮斷任務,要求在戰場上空有一定的存在時間,以便隨時響應地面的呼叫,地面高炮威脅的主要是它們。典型代表是A-10、蘇-25攻擊機。這類飛機速度不算快,還要在戰場上空盤旋,因此都有厚厚的裝甲,特別是A-10,兩臺發動機高高架在尾部,進氣口恰恰在不容易被擊中的背上!
要補充一點的,噴氣式飛機的進氣道並不算太脆弱。即使被擊中,問題也不大!題主可能對二戰時的P-51“Mustang”比較熟,它的腹部有個類似的進氣口,這的確是弱點,一打就完。因為“Mustang”的腹部進氣口裡面是液冷發動機的散熱器,一打壞發動機就過熱失效。而噴氣機的進氣道只是個空氣管道而已,穿幾個洞問題不大。
進氣道在背部的主要好處並不是抗損能力好,首先最主要的優點是隱身。尤其是針對地面雷達時,背部進氣道被機身遮蔽不會反射雷達波;其次的優點是不會影響腹部彈艙的佈置,所以象B-2這樣的隱形轟炸機就放背上了。
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3 # 論道今朝
戰鬥機是要執行空戰任務的戰機,在空戰中,要完成各種高難度機動動作,進氣道口的設計就是非常重要的組成部分。
腹部和兩側進氣道是最符合戰鬥機超機動時發動機所需要的空氣來流,不管是大仰角還是大迎角機動,發動機所需的空氣流量都不會受到影響,從而確保發動機發揮出正常的效能。
而背部進氣道在大仰角和大迎角機動的情況下,空氣來流會受到飛機前部阻擋,發動機所需的空氣流量不足,不能確保發動機發揮出正常的效能,甚至會導致發動機故障,因此,戰鬥機採用背部進氣道是行不通的。
一般採用背部進氣道的飛機都不需要高機動飛行,不需要搶佔攻擊位置和機動規避,通常是執行簡單的任務,比如轟炸機、加油機、對地攻擊飛機和無人機等。
地空導彈攻擊飛機都是要利用電子雷達探測、跟蹤、識別、鎖定後才發射導彈的,而電子雷達鎖定目標採用的是電磁波;腹部和兩側進氣道設計對雷達波隱身影響不是很大,大可以忽略不計,F-22和殲-20的氣動外形設計就很能說明這個問題。
隱身氣動外形的設計是要靠整體佈局來實現,而不是過於糾結進氣道一個細節,完美細節和整體效能的苛求總是要作出取捨的,任何事物不可能做到絕對完美,追求完美只是一個發展方向,務實和苛求總是苛求對務實讓步。
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4 # 王司徒軍武百科
很簡單,飛機的氣動外形決定了一切,把進氣道放在下面,比放在上面更科學,也更容易,反之,則會增加氣動的風險性,而且現代航空作戰以導彈為主,並不怎麼受地面彈炮的影響。
戰機體積有限,傳統戰機的發動機一般都是中置,然後透過背脊隆起進行飛控佈線;腹部則容納起落架、彈倉以及部分油箱;進氣口多為兩側佈置或下置。
飛機是基於伯努利原理的飛行器,需要在流體裡運動,當發動機賦予它一定的加速度時,飛機的氣動外形便會在流體中破開阻力,然後在上下形成不同的氣壓差。
正因為飛機上下兩個面的氣壓差是截然不同的,上翼面的形狀平直流暢,所以流體流速高,壓強就小,反之,下翼面阻力高,流速低壓強大。
如此,飛機才能飛起來。
這種壓強差決定了飛機的升力,也可稱為“舉力”,透過人為減速和調整阻力舵面,飛機便能完成升降動作。
你看,小小的一個襟翼都能改變飛機的飛行姿態,何況是放在背上的進氣道呢?
噴氣式飛機的進氣道是個巨大的吸氣機,渦輪風扇發動機會吸入大量的空氣,一部分在內涵道燃燒加熱膨脹,一部分在外涵道直通尾噴,二者在尾部進行混合,透過降低溫度來提高噴射效率。
這意味著,如果將這個巨大的吸氣機放到背面,它所做的第一件事就是將背面與腹部的整體壓強差給破壞掉,這是對飛機氣動外形嚴重的破壞。
現在不是沒有機背進氣的飛機,比如B-2轟炸機就是典型,但確實不多,且多見於亞音速機型和無人機,要麼是提高隱身能力,要麼是提高吸氣效率,且多多少少都存在一些問題。
實際上B-2這種飛翼型飛機的升力體結構很明顯,其進氣口說是左右縱列也不為過。
對於高機動性的戰鬥機而言,機背進氣無疑增加了不可靠度,比如飛機做個“普加喬夫眼鏡蛇機動”,背部氣壓差因為發動機吸氣發生過度改變,飛機估計會在天上一個後仰就滾蛋了。
想像SU-27那樣壓回頭部轉入正常水平飛行?由於腹部迎面氣壓過高,背部氣壓等於失速,飛機可能不僅壓不下機頭,還會持續的不停往後滾轉,同時因為失速快速墜地,飛行員便縱有千般本事也改不出這種要命的螺旋。
更麻煩的是,此時戰機速度陡降,氣壓全在迎面,發動機的工作效率將受到很大影響,短時間內吸不入足夠的空氣,給憋熄火都有可能。
所以,基於氣動考慮,人們在設計高速戰鬥機時,可以把進氣口放在機頭,或者放在兩側,放在腹部,唯獨很少放在背部,除非你是要與自己的航空發展以及飛行員生命過不去。
至於會不會很容易被低空火力攻擊到的問題,這方面大可不必操心,現代噴氣式戰機的作戰高度高,速度快,很難很難被地面機槍、防空炮等火力打到,它們需要提防的東西一般只有“導彈”。
無論是地空導彈,還是戰機上發射的空空導彈,它們的打擊方式多半都是近炸,透過散發的彈雨破壞和切割機體,或者迎頭攻擊殺傷人員,威力相當巨大,根本不存在什麼肚子還是背防護更好的問題,所以也就更不存在什麼機腹比機背更容易捱打的問題了。
當然,有些戰機可能的確是考慮了這方面的問題,比如專職對地的A-10攻擊機,它的發動機被靠上後置在垂尾前端,據說這種設計有利於前線機場降落時儘量少的吸入塵土,還能為那門30mm機炮配平,也有利於攻擊機在對地攻擊時不被地面火力打壞發動機。
總的來說,發動機上置是很不可取的,進氣口上置也一樣不可取,對飛機從佈局到氣動,再到安全都有重大影響,而且完全沒必要。
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5 # 屠哥看電影
飛機的機背又是機身大梁和機背倒飛油箱的位置。如果在這設定進氣道,意味大梁要被從進氣口位置截斷,必須另置加強筋才能補足強度。這樣一來又增加了重量,飛機推重比要下降。另外還要考慮油箱一旦破裂,油從壓氣機進入發動機,發動機會不會爆炸?會對安全造成多大的影響?!現代戰鬥機大都使用渦扇發動機,對進氣的要求是速度低而平穩,流經機背的氣流都是機翼拉出來的高速不穩定渦流,這樣的氣流進入發動機會不會造成發動機喘振?如果要克服喘振,又要設計相關的氣流調節機構,重量又要增加。
現代戰鬥機一般都非常注重大迎角飛行能力並將其視為飛機機動性指標之一。如果使用機背進氣道,結果會怎麼樣?以蘇27的眼鏡蛇機動為例,在機頭被拉起時,機背有一股強大的氣流壓過來,進氣道空氣流速為零,機腹壓著另一股氣流使飛機瞬間保持平衡。當飛機低頭時,腹部的氣流被吸入發動機,而背部的氣流正好起到增速作用,飛機可以得到很大的加速度。如果進氣道設在機背,結果會怎麼樣?假設一下,飛機在高攻角飛行時,背部的氣流迅速失壓,而腹部卻被氣流擋住,飛機向後抬頭的速度可能會很快。但是當迎角超過90度時,進氣道還在吸氣,後方就沒有了氣壓,這裡飛機的機背會不會失壓失速?低頭時,由於機背沒有氣壓,而機腹有氣流,無疑會造成低頭乏力。甚至有可能,飛機會飛出奇怪的動作。
如果進氣道在機背,飛行員遇到危險彈射時,會不會被吸到進氣道里去?即使不被吸進去,如果降落傘被吸進去了,還怎麼跳傘?別忘了後面還有高聳的尾翼,如果飛行員被尾翼輕輕地“碰”一下,會不會被尾翼撕開?想想航空中的鳥撞事件吧,足可以把堅固的飛機蒙皮撞出大洞,讓發動機渦輪葉片斷裂。
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6 # 冬雨AK
這是個很好的問題,發動機進氣口設計在戰機背部的話,確實可以提高隱身效果,美國的B2戰略轟炸機就是這樣佈置的,但是對於戰鬥機來說並不適合
第一,如果進氣道在背部的話,為了保證進氣量,需要避開座艙的阻礙,進氣口的位置可能會高高聳起,不利於戰機氣動外形
第二,戰機高速飛行的過程中,流經機背的氣流都是機翼拉出來的高速不穩定渦流,這樣的氣流進入發動機,不能保證發動機穩定高效的運轉,極有可能引發發動機的喘振,可以看看下圖
第三,戰機在做一些超機動動作的時候,例如,大仰角爬升,仰起的機身就會對進氣口起遮蔽作用,致進氣口效率大減,進而使發動機工作失常
第四,我想是為了安全吧,如果飛行員彈射跳傘逃生,發動機的進氣口又恰好在背部........
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7 # 孔乙己亂彈
飛行器能夠遨遊藍天一是靠機翼產生升力更重要的是動力之源……發動機。目前為止常見的幾種飛行器動力……渦扇、渦噴、渦輪軸發動機。
噴氣式戰鬥機的進氣道是飛機整體佈局以及飛機效能指標的關鍵機載裝置和部位。(各種噴氣式發動機作戰飛機整體佈局以及進氣道/進氣口形式)早期的噴氣式發動機進氣道大都採用機頭進氣道/進氣口、結構簡單、進氣效率高、但是,隨著雷達系統的誕生作戰應用、機頭進氣道影響雷達系統裝置的按裝。兩側式〔S〕進氣道/進氣口合理的解決了雷達的裝配與發動機進氣需要、兩側進氣道為了滿足飛行速度的不同階段進氣量需要結構複雜、重量大。〔美軍/F-16戰鬥機經典的機腹式進氣道/進氣口〕(美軍/全球鷹無人機機背式進氣道/口設計)
噴氣式飛行器/飛機採用那一種進氣道/進氣口,是根據飛機的效能和需要整體佈局通盤考慮的。現代戰爭中,真正給噴氣式作戰飛機帶來“殺身之禍”的並不是發動機進氣道/進氣口、而是發動機的“屁股”……尾噴口產生的廢氣以及高溫。(噴氣式發動機地面試車、可以清楚的看到尾噴口產生的尾焰、高溫氣流〔尤其是加力式噴氣發動機〕)典型的飛機空戰武器裝備/空對空導彈,空空彈的作戰模式就是利用噴氣發動機尾噴口產生的高溫“熱源”的特徵、導彈彈頭裝備了紅外線自動制導“尋熱”技術、對飛機發動打擊。 地對空導彈武器系統也同樣採用遠紅外技術+雷達照射+目標指示+制導技術打擊空中目標!
所以說,噴氣式發動機戰鬥機進氣道/進氣口採用那一種形式是全盤考慮的,造成飛機“捱打”的原因與進氣道和進氣口沒有太多的原因,是與排氣口“尾噴口”有直接原因。
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8 # 老鷹航空
戰鬥機發動機進氣道的佈局設計,其實主要考慮的是兩個方面的因素:
1、進氣道要儘可能的短;
進氣道的作用是為了後面的渦噴或者渦扇發動機引氣,對於現代航空噴氣式發動機而言,發動機壓氣機進口處氣壓越高則效率越高,產生的推力也會越大,且越省油。而空氣氣壓損失主要源自進氣道的壁面摩擦消耗(不考慮超音速情況),因此,進氣道需要儘可能的設計的短一些。
基於這個原因,早期的機頭進氣道,比如米格15/21這樣的,逐漸就被兩側進氣或者機腹進氣所淘汰掉,並且釋放出來的機頭空間還可以搭載直徑更大的機載雷達,算是最佳化效果非常不錯的設計佈局。
2、進氣道需要確保任何飛行狀態下正常吸入足夠量的空氣;
戰鬥機畢竟是一款需要進行高機動飛行的軍用飛行器,和民航飛機不同。為此戰鬥機在進行復雜飛行動作時,比如大迎角爬升,在這種情況下也要保證進氣道能夠吸入必要數量的空氣,否則就會導致發動機無法正常工作,或者輸出推力不足,導致戰鬥機無法進行這樣的機動飛行。正因為如此,採用機背進氣道對於戰鬥機而言是不可接受的,最典型的案例就是美國康維爾公司搞出的F-107戰鬥機(下圖),短暫服役和測試過,之後還是被淘汰掉了。
正是基於上述兩點方面的原因,在過去的五十多年裡,噴氣式戰鬥機的進氣道佈局,或者說動力系統佈局方式也是在實踐中逐步改進和最佳化成為今天的模樣,基本上就是下面的兩種佈局方式:
1、兩側進氣道,也就是在機身兩側位置,典型案例有F-15、F-22等等。
2、機腹進氣道,也即是在機身中央下方位置,有的是單發一個進氣道,有的是雙方兩個進氣道;
除此之外,對於強調隱身能力的無人機或者轟炸機而言,機背進氣道往往會被採用,不過其背後卻是要損失掉機動效能為代價的,比如美國B-2轟炸機,飛翼式佈局+機背進氣道,隱身效果非常好,但是幾乎沒有機動飛行能力,只能四平八穩的飛行。
對於任何戰鬥機而言,進氣道位置放在哪裡,和是否容易被低空火力擊中,沒有什麼實質關聯性。
——問題就回答到這裡了——
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9 # 五嶽掩赤城
如果在背部的話,爬升時機身會遮擋進氣口
首先進氣道設在背部的戰鬥機有過那麼一款,那就是美國的F-107”終極佩刀“。他是美國在上世紀50年代研發,基於F-100”超級佩刀“戰鬥機而研製的一款戰鬥轟炸機。設計目標在於掛載核炸彈,突入敵方陣地上空投擲。F-100”超級佩刀“戰鬥機進氣道是在腹部,但研究人員發現,腹部進氣口引發的亂流會影響武器分離,導致投彈命中率相當差,就乾脆將進氣道整個移到背部。
但F-107最後還是輸給了F-105”雷公“,並沒有投入量產和服役,幾架原型機後來被NASA拿去玩,研究背部進氣等。之所以背部進氣佈局不被戰鬥機所採納,原因要看下面這張殲-20大仰角爬升時所拍攝的美圖。可以明顯看到當戰鬥機大仰角爬升時,整個背部氣流會受到機身的影響,變得非常紊亂。
但偏偏爬升時,又是需要發動機出大力的時候,如果把進氣道設在背部,那麼根本無法保證足夠的進氣效率,發動機工作會變的相當不穩定。再加上大仰角飛行時,機翼的升力係數也較差,一旦推力不足,那麼很容易導致飛機陷入危險的失速尾旋狀態。
而腹部進氣的”賴皮“就在這裡,他的進氣效率下降是在俯衝階段,但飛機俯衝時不需要發動機出大力,萬有引力下地球已經提供了相當的下墜力,飛行員還要小心避免俯衝速度太快,低空空氣密度加大還容易產生”空氣牆“一樣危害飛機結構。到了爬升階段,腹部進氣機身還幫忙攔住壓縮空氣,提升進氣效率。特別是現在第四代、第五代戰鬥機都注重強調大仰角機動、高可控攻角能力,背部進氣在戰鬥機領域越發無人問津。
目前軍用飛機裡面,B-2這種飛翼結構隱身轟炸機是少數使用這一佈局的機型,作為轟炸機,不需要大仰角機動能力,而背部進氣道有助於遮擋來自下方,對方防空雷達射過來的雷達波,更有利隱身效果。現在一大票無人機也採用這種佈局,道理也是類似,對於機動能力沒有要求,採用這種佈局更好。
回覆列表
背部進氣設計的飛機也有,但肯定不適合高機動作戰戰鬥機,很簡單的道理噴氣發動機正常工作需要大量“乾淨”進氣,對於進氣道的要求自然就更高。
背部進氣兩款典型案例可供瞭解,一款是成功的B2隱形戰略轟炸機,亞音速不需要進行高機動作戰。因此背部的進氣道設計更多是為了滿足隱身需要,也就成功的得到應用。
另一款是F-107A截擊機美國百式戰機的中一員,最早還是常規佈局機腹進氣,後來為了投擲核武器的需要設計成機背進氣。不過在測試過程發現垂直爬升過程一直無法突破設計最大高速,問題就是由於進氣道氣流不穩定造成。
再回到機腹進氣道的問題,戰鬥機畢竟不是水平飛行的民航客機,需要在空中作出各種機動動作。其中就有大仰角、側飛、倒飛等,如果選擇機背進氣在很多情況下機身會擋住進氣道,造成吸氣不足自然效能直線下降。
現代戰機視野良好的高大氣泡座艙,對於機背進氣來說就是個災難,進氣道完全無法引收大量高速氣體。
同時由機翼切割氣體的作用,在機背會產生高速不穩定渦流,同樣的這樣不“乾淨”的氣流進入發動機可能引發喘振。
最後為了保命,在彈射跳傘時能安全逃離,還是選擇機腹進氣比機背進氣效果好。不論哪種佈局和題目中所說的容易被攻擊沒有半點關係,地空火力不會因為進氣道不同而選擇打或不打。