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  • 1 # 五嶽掩赤城

    除了F-22和超級大黃蜂,蘇-57也是用加萊特進氣道

    加萊特進氣道(CARET),正式名稱為“雙斜切乘波進氣道”,屬於超音速進氣道的一種,與DSI進氣道一樣同屬於更復雜的三維乘波體系進氣道一種。他明顯特徵就是進氣口外形為類似平行四邊形的斜型,美國的F-22最先採用這種進氣道模式,此外F/A-18E/F 超級大黃蜂戰鬥機和俄羅斯的蘇-57也是採用加萊特式進氣道。

    F-22是最早採用加萊特進氣道的戰機

    F/A-18E/F 是第二個採用加萊特進氣道佈局的戰鬥機

    加萊特進氣道最大優點在於利用雙斜激波來控制進氣道內的總壓和空氣流速,對進氣道氣流控制能力最強。戰鬥機飛行時,發動機槳葉執行速度不能超過音速,否則產生的激波會導致傳送機發生喘振,甚至有可能導致槳葉斷裂。所以需要在進氣口設定措施對入口的氣流進行控制,利用進氣口產生的激波,以及進氣道內類似河道一樣的縮小再擴大的變化,產生氣壓變化,延緩流速。加萊特式進氣道發展自二維可調擋板式進氣道,他採用兩道斜激波作用效果更強,因而加萊特式進氣道更利於高超音速飛行,其在2馬赫速度時,控制效果在目前各種進氣道中最好。二維可調擋板式進氣道利用進氣道各擋板來控制氣流走向

    另一個優點在於加萊特進氣道與S型進氣道佈局配合效果較好,更利於隱身設計。因為加萊特式的斜面擋板對於自身內上角的部位遮蔽效果最好,所以戰鬥機在設計S型雙彎進氣道時,把發動機佈置在對應進氣道內上方,就可以取得非常好的遮蔽效果。蘇-57發動機艙正面對應的大致位置,其主要是利用加萊特進氣道的擋板來實現隱身生產線上的蘇-57進氣道結構,彎曲線還是比較明顯,這點還是不能冤枉他

    當然加萊特式進氣道也有缺點,那就是結構過於複雜,重量代價很大。斜激波進氣口附面層粘性氣流效果很大,所以採用雙斜激波的加萊特式進氣道很依賴放氣裝置,需要設定進氣道收集附面層氣流和放氣孔。再加上進氣口的斜面擋板運動和控制裝置,導致整個加萊特進氣道重量代價相當大,輕型和中型戰鬥機選擇相當不利。

    在兩種三維乘波體系進氣道,加萊特式和DSI之間對比的話,兩者互為優缺點。加萊特式調整能力強,但是重量大、結構複雜。DSI進氣道調整能力差,但是重量小,結構簡單。相比較來說加萊特進氣道在2倍音速以上優勢較為明顯,而DSI進氣道在1.2~1.8馬赫區間價效比優勢最為突出。

  • 2 # 一坑四彈

    優點是調節範圍寬,進氣量大,隱身戰鬥機除了F22還有蘇57也使用這種進氣道,F35和中國的殲20使用的是更為先進的DSI進氣道。

    毫無疑問,CARET進氣道是一種落後的進氣方式,F22使用這種進氣方式是因為在F22研製時DSI技術的研究還不深入(20世紀80年代)不成熟,從避免風險考慮。

    隨著DSI技術的成熟(20世紀90年代),DSI逐步取代了CARET進氣道,F16、F35、殲10、殲20都用上了DSI進氣道。

    DSI進氣道雖然看起來就是進氣道唇口區域的一個三維鼓包,卻蘊含著精妙的奧義,需要極高的空氣動力學造詣才能設計出來,需要強大的風洞群才能進行驗證,到現在為止,中國和美國研究的比較透,歐洲和俄羅斯還沒見到應用成果。

    進氣道技術的發展大概經歷了:機頭錐形進氣道——矩形進氣道——CARET——DSI這幾個階段,DSI是CARET的升級版。

    CARET進氣道主要解決的問題,採用隔離的辦法將粘滯在機體表面低速、紊亂的附面層隔離開,不讓這一部分氣流進入進氣道,從而保證供給發動機進氣氣流的高速、穩定。加之當時的渦扇發動機尚採用的還是調節精度不高的機械液壓調節方式,未應用數字電調技術,為了保證發動機的穩定工作和減小喘振,CARET進氣道採用了調節斜板來匹配發動機工作狀態和進氣道進氣量,這些都是行之有效的措施。

    DSI進氣道是無隔道進氣道,對附面層的處理方式是讓流進進氣道的氣體把附面層吹除,同時精心設計的三維結構可以在不同速度條件下自動調節進氣量的大小,與發動機工作狀態匹配。

    優勢:

    最大的優勢是減重。取消了CARET進氣道的一系列機械、液壓調節機構,至少可以減重200公斤,這是一個相當可觀的數字,差不多就這一條就夠了,任何戰鬥機的設計師都無法拒絕減重200公斤的措施。

    第二,安全。取消了機械、液壓調節機構就會避免由於調節機構實效帶來的風險,符合“剃刀原則”。戰鬥機飛行過程中如果發生“進氣道不調節”危險程度甚至超過“發動機停車”。

    關於隱身:這部分爭議比較大。實際情況是CARET進氣道會與飛機機體產生空腔,空腔是一個強的RCS散射源,而且CARET進氣道空腔不能進行遮蔽,這部分散射貢獻了很大一份前向RCS。相比較而言,DSI的三維鼓包可以有很多處理措施,透波+吸波就能處理掉大部分RCS,F35機身這麼多鼓包RCS控制的還不錯,DSI技術功不可沒!

    DSI的不足:進氣量稍小,有一個三維鼓包,進氣量多少有點影響。還有就是大迎角時會產生氣流震盪,對發動機調節是個考驗。殲10B的眼鏡蛇對發動機考驗更大,這也是前一陣子航展殲10B眼鏡蛇機動的高超之處,不過大家都把注意集中到強大的飛控上了,發動機強大的電調能力倒沒人在意。

    好了,基本就是這樣,DSI是大勢所趨。

  • 3 # 野風25

    進氣質量好,亂流少。但缺點是那個夾縫是很強的雷達波反射器,不利於隱身。另外進氣道里面還要隱身處理,否則壓氣機的葉片也能很強的反射雷達波。

  • 4 # 薺菜糰子

    相對DSI它的優點是可調節好,可以在不同速度下始終保持最佳進氣,高速性尤佳。缺點是相對複雜笨重。DSI優點是輕(減重很明顯)、簡單可靠,缺點是隻能在某一個速度區段保持最佳效能,所以部分放棄高速性,但這個缺點不算突出,只要精心設計,就可以保證在關鍵速度區段獲取最佳進氣效率。所以總的來說還是DSI進氣道代表未來發展趨勢,F-22不用是因為它服役較早,DSI還沒成熟就設計已經定型,變更DSI進氣道代價較大。而由於美國發動機技術先進,推力富裕,加萊特進氣道相對笨重的缺點也就不明顯。之後的四代機大多用DSI,是因為DSI價效比更高。這裡邊蘇57是個另類,他的進氣道介於二者之間,外觀看是加萊特,但含有DSI成分。

  • 5 # 熊孩子平兒

    嘉萊特這個東西,比較早了,而22也太早了。

    秦始皇再牛逼也吹不到空調坐不了飛機啊。

    設計一個好的DSI需要大量模擬計算和吹風洞,22設計背景在冷戰時期,加上那會的超算水平,各種原因導致沒趕上DSI。

  • 6 # LEGEND109

    這種進氣道是在高速乘波飛行理論的啟發下提出的,利用了超音速激波增壓原理,機翼下方會產生一道從前緣開始的斜激波,氣流在經過這道斜激波後會形成一個壓力均勻的高壓區。在此基礎上,沿波面進行進氣道進口設計,可以讓高速氣流經過波面的減速增壓後仍是均勻的,所以進氣道就不需要安裝複雜的進氣調節系統。

    就外觀而言,這種進氣道的設計就好像把一個矩形橫著斜切了一刀,豎著斜切了一刀。在垂直方向的斜切的作用類似F15楔型進氣道的設計,在大迎角飛行時將迎風氣流兜住,有利於發動機穩定供氣;在水平方向的斜切則避免了進氣道唇口與機身形成直角,有利於飛機的隱身。不過這種進氣道對設計要求很高,搞不好就會弄巧成拙,嘉萊特式進氣道最早在F18E/F上應用,到F22上進一步優化了設計。

  • 7 # 航空之家

    加萊特(CARET)進氣道的優點是結構簡單、隱身效能好、機動性好。例如加萊特進氣道的壓力恢復對迎角和側滑角的敏感性比常規要小,且在高超音速下可以採用所有壓縮面都具後掠前緣的幾何形狀,這能讓氣動加熱速率較低。加萊特進氣道首先出現在F/A-18E/F上,後來美國隱身/超音速和敏捷性驗證機X-36也採用類似設計,隨後隱身戰鬥機F-22也採用此設計。然而加萊特進氣道會隨著飛機最大飛行速度的增加,進口設計的複雜程度也增大,這也帶來一些無法避免的問題。

    加萊特進氣道的中文意思是“後掠雙斜面超音速進氣道”,它在進口的上側和內側均有前緣後掠的壓縮斜板,在設計上借鑑了乘波機概念。考慮到隱身因素,進氣道的唇緣會設計成後掠或前掠呈鋸齒狀,這能降低前視雷達的散射。加萊特進氣道跟利於進行進口平面的調整,它可以使設計的進氣道、檢查口蓋和工作艙門的前後緣與機翼平行,還能減少飛機尖峰訊號數量。調整後,可以把進氣道反射的尖峰訊號調整到機翼前緣相同的反射位置上,這自然降低了飛機的雷達截面積。

    美國X-36驗證機就有較低的前視可視性,它為了保持更好的進氣道入口流場特性,採用了圓弧唇口,但是僅採用了28%的縮比,參考價值不大。然而加萊特進氣道在起飛、亞音速和超音速階段都有各自的設計問題,進氣道進口面積和壓縮斜板角度是影響超音速效能的關鍵引數。

    總而言之,加萊特進氣道具有氣動、結構簡單和隱身等方面的優勢,這也成為美國第五代隱身戰機F-22的選擇。加萊特進氣道的應用開創了進氣道設計的天地,有望扛起“進氣道每十年出現大突破”的旗幟。

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