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1 # 裝備空間
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2 # 兵工科技
圖注:F-15戰鬥機的進氣口有可調節斜板,是典型的超音速進氣道
亞音速進氣道的構造比較簡單,只起到進氣口的作用,特點是進氣通道短,進氣效率高。因為來流速度較低,空氣可直接引用,不需要進行預壓縮,進氣口面積也不需要調節,所以不需要設定氣流調節和預壓縮裝置,結構簡單,維修方便。而且對進氣道的氣動外形限制較少,所以亞音速進氣道的造型很多,有圓形進氣道,如米格-15戰鬥機;扁圓形進氣道,如美國的F-100戰鬥機;方形進氣道,如美國的F-5、英法合作的“美洲虎”,中國“飛豹”和強-5等,另外還有“鷂”式戰鬥機的半圓形進氣道和“獵人”戰鬥機的三角形進氣道等。
圖注:F-100戰鬥機的扁圓進氣道。從進氣口沒有多餘調節附件可以判斷,這是亞音速進氣道
超音速進氣道就比較複雜了,相對於亞音速進氣道,超音速進氣道除了基本的進氣功能外,還有一個重要功能是調節氣流速度。因為不管進氣口的來流速度是超音速還是亞音速,進入到發動機進氣口的氣流速度必須是亞音速的,否則就會導致發動機喘振甚至停車,所以超音速進氣道都在入口處裝有把氣流速度由超音速降低為亞音速的調節裝置。
因此,從外觀上就能分辨出進氣道是超音速還是亞音速的。進氣口是很直接的管道,沒有多餘附件,就是亞音速進氣道。超音速進氣口需要安裝有調節裝置,比如矩形和楔形進氣道的尖劈和調節斜板,圓形進氣口的圓錐,半圓形進氣口的半圓錐調節裝置。
進氣效率方面,亞音速進氣道的進氣效率更高。因為空氣是直接進去,沒經過減速,也不需要調節,所以進氣量和氣流總壓沒有損失。超音速進氣道因為要降低氣流速度,不管是採用正激波還是斜激波,或者是正、斜激波相結合的方法,都是有損失的。
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3 # 利刃號
首先,我們先來講解一下進氣道的具體作用,進氣道是一個給戰鬥機供給氣流並且要保證這些氣流氣壓的穩定的一個戰鬥機重要部件,如果其氣流氣壓不穩,就會對戰鬥機的渦輪發動機造成影響,嚴重的會導致發動機出現問題,甚至讓戰鬥機在飛行中熄火。
另外,進氣道還需要對戰鬥機外部進入進氣口的高速的氣流進行處理,減速增壓,並將氣流本身擁有的動能轉換為能夠幫助戰鬥機飛行的壓力能,而當戰鬥機處於高速飛行狀態(超音速飛行)時,進氣道的增壓效果往往要大於戰鬥機本身的壓氣機,所以說,進氣道的對於戰鬥機而言,是一個十分重要的部件。
而所謂的亞音速進氣道和超音速進氣道的區別就在於是否需要調節氣流的速度,因為現在的戰鬥機,即使是超音速戰鬥機,在飛行的時候需要的都是亞音速的氣流速度,因此,當氣流進入發動機的時候,必須是亞音速的,這樣才能夠保證戰鬥機平穩並安全的進行飛行。,超音速的進氣道在入口處一般都會裝有降低氣流速度的調節器。
另外,亞音速進氣道與超音速進氣道外觀上也有很大的區別,亞音速進氣道進氣口千元是較為圓鈍的,這樣可以避棉戰鬥機在起飛的時由於速度較低而導致進口處的氣流分離,而超音速進氣道則是多為矩形和楔形等,而且進氣道邊緣也較薄。
最後,如果單純的從工作的效率而言,亞音速進氣道略勝一籌,因為他不需要對氣流的速度進行調節,可以直接供給戰鬥機發動機使用,因此氣流動能的能量損耗也更少一些,但是超音速進氣道的獨特優勢有在於其結構較為簡單,而且重量也更輕,能夠減輕戰鬥機的自身重量,另外飛行時產生的阻力也會更小,最重要的是,它能夠更好的隱形。
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4 # 一葉楓流
簡單地說,超音速進氣道適合超音速飛行,可以超過2馬赫數。亞音速進氣道在M1.3以後的進氣效率下降,更適合亞音速和跨音速飛行。
在外觀上,亞音速的進氣道唇口比較厚,比較圓滑,比如殲六、殲五的進氣道。
超音速進氣道的唇口比較銳利,比較薄,比如殲七、殲八的進氣道。
二者在亞音速的時候區別不大,差別只是超音速進氣道的唇口比較尖銳,飛機做機動飛行時,進氣口的氣流容易發生氣流分離,在進氣道內產生湍流,影響發動機正常工作。
在超音速飛行時,亞音速進氣道在進氣口前會產生脫體正激波,超音速氣流經過正激波減為亞音速,這時能量損失增大(激波損失)。
超音速進氣道主要是波壞正激波,變為斜激波。把相對於飛機來說是超音速的空氣,降低速度為亞音速,提高空氣壓力。另外根據飛行速度變化,發動機推力變化調節發動機需要的空氣流量。多了不行,少了也不行。發動機空氣過多或過少都會引起發動機停車。而且空氣在進氣道內要均勻流動,不能出現氣流分離、湍流,導致進氣量變化。
最早的是帶激波錐的機頭進氣道,如米格-21。
改為兩側進氣後,激波錐分成兩半。如F-104、Phantom。
還有二維矩形進氣道,如F-4和米格-23。採用一塊可調板,把圓錐形改為平板。
把可調板改為上唇口處,就變成二元楔形進氣道。如美國A-5,F-14、F-15、蘇聯米格-25.
為了提高隱身效能,出現了兩種新型進氣道,F-22採用的CARET進氣道和F-35採用的DSI進氣道。
DSI透過一個鼓包消除附面層,中國的殲-20也採用了這種設計。
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這是個非常專業的軍事技術問題。進氣道的功能是將足夠的空氣以最小的流動損失引入壓氣機,當壓氣機的進口氣流流速小於飛行速度時,通過沖壓壓縮空氣,提高空氣壓力。因此,進氣道的設計對於現代戰機來說,至關重要。進氣道可以劃分為許多種類,根據飛行速度則可劃分為亞音速進氣道和超音速進氣道,當然現代戰機更為注重隱身效能,為了避免雷達直接透過進氣道探測發動機的紅外特徵,新一代的隱身戰機進氣道內部多設計成S型,如下圖F-22進氣道所示:
總體來講,超音速進氣道要求阻力小,唇口設計非常薄;而亞音速進氣道唇口鈍圓,前緣比較厚,內部通道為擴散型,避免低速起飛時進口處氣流分離。當然,在設計和製造的過程更為複雜,要考慮更多的氣動學原理、激波損失和製造難度。當然,並不是說所有的超音速飛機都是超音速進氣道,速度為1.6馬赫以下的低超音速飛機也廣泛採用亞音速進氣道,主要就是考慮到其構造簡單、重量輕的優點。