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歼10战斗机的进气口为什么不与机身融为一体?

2020-11-16 02:01阅读(59)

歼10战斗机的进气口为什么不与机身融为一体?:题目说的歼-10,应该是指歼-10A,进气口在机身下侧,两者之间还有一条不算宽的沟槽,看起来,似乎会增加阻力,但到

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题目说的歼-10,应该是指歼-10A,进气口在机身下侧,两者之间还有一条不算宽的沟槽,看起来,似乎会增加阻力,但到后来的歼-10B、歼-10C就变得平滑了很多,几乎和机身融为一体了。

歼-10A进气口与机身之间的缝隙,叫“附面层隔道”,作用十分关键。

战斗机在大气中飞行,速度很快,迎面而来的气流也很快,正好给发动机进气、提供燃烧需要的氧,但是空气动力学上有一个效应,飞行中的战机,表面附近的一层空气会被“带跑”,速度与战机相近,看上去就好像黏附在了战斗机的表面,这就是所谓的“附面层”。

从战斗机的角度看,附面层的空气,虽然也在向后流动、速度却很低,而附面层以外的空气流速则很高(理论上应该和飞机前进的速度一样),速度截然不同的空气,如果一起被进气口吸入,发动机轻则熄火,重则损坏叶片而发生事故。

正因如此,战斗机的进气口,都要考虑如何避免吸入附面层,简单的做法就是设置一条狭窄的“附面层隔道”,让附面层沿隔道向后流动,探出在外的进气口只吸入正常速度的空气。

这种设计在三代机上很常见,如F-16、苏-27、歼-10A、EF2000等都有:

但是附面层隔道的设计,会形成一个反射腔,不利于隐身,四代机上就很少见到类似的结构,美国F-22设计年代较早,采用复杂的隔道设计来避免破坏隐身,到F-35就采用了DSI进气道。

我国则从歼-20开始使用DSI进气道,逐渐推广到歼-10B、“鹘鹰”和FC-1上。

DSI进气道的外形简单,设计却很复杂,总的来说就是用一个“鼓包”来改变附面层空气的流向,避免其流入进气口,是比较尖端的航空技术。

随着应用DSI进气道的型号越来越多,技术十分成熟,我国未来的战斗机、轰炸机上应该不会再出现附面层隔道了,进气口的设计也会越来越和机身融为一体,据传轰-20的进气口也是如此,敬请拭目以待吧。

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(像台风这样的进气道确实不美观)

进气道融入机体需要复杂的空气动力学实验,这在歼-10A刚诞生的年代无法想象,不仅仅是我们的战机无法将进气道融入机身,西方国家同样如此!著名的欧洲三雄阵风、台风、鹰狮都采用附面层隔板进气道,附面层隔板确实可以产生激波给气流减速,满足高速状态下的发动机工作需要,但是这对隐身性的破坏相当严重!看上去也不美观,台风战机就被嘲笑为大鼻孔;法国人为了追求美观采用直径很小的进气道并埋进机头,但普遍认为它更难看了,张将军曾说他看阵风很丑,看哪哪丑!

(为了把进气道埋入机身,阵风已经严重变形)

把进气道融入机身就是指DSI蚌式进气道,之前外观上给人一种简洁的感觉,普遍认为这种设计隐身性能更好!但是也有人提出异议,因为并没有什么官方专家说带有附面层隔板的进气道一定会破坏隐身能力!比较靠谱的解释就是雷达波的反射在曲面上是漫反射,这是会暴露目标的,因此F-22才全身都是刀切的平面,包括进气道在内都是棱角分明,为的就是用镜反射将雷达波反射到对方雷达接收不到的方向。根据这种理论DSI进气道反倒是不隐身了,因为它到处都是曲面。(F-16的SDI进气道特写)

小编也知道,说DSI蚌式进气道隐身能力不佳大家都无法接受,毕竟我们的歼10可是牺牲了部分高速性能勉强装上这种进气道的啊!但是小编觉得我们的歼10应该是出于减肥的考虑才改进进气道的,蚌式进气道有一个优势已经准确无误,那就是结构简单、质量轻!这正是歼10需要的,它配备的AL-31FN涡扇发动加力推力仅有122.6千牛(平时推力77千牛),同为单发的F-16E/F配备的通用F110-GE型发动机加力推力144.6千牛(平时推力84.5千牛),可见马力不足的歼10只能想尽办法减肥,使用蚌式取代加莱特进气道是最理想的方法。


(早在上世纪的90年代洛克希德公司就开始研究蚌式进气道了)

将进气道融入机身的蚌式进气道到底是好还是坏呢?通过对比小编觉得好处大于坏处,因为世界上较为新式的战斗机都不约而同的采用这种技术,我们的歼20、美军的F-35和英国下一代战斗机方案,都把DSI蚌式进气道作为理想选择,可见它还是很棒的设计。有优点就会有缺点,蚌式进气道虽然也能避免附面层气流的影响,但很难像加莱特进气道那样有效产生激波给气流减速,在高速状态下很难保证发动机正常工作。


(图中的条纹代表附面层气流,可见鼓包弹开了大部分的附面层气流)

蚌式进气道的鼓包可以拨开附面层气流避免进入进气道,具体原理如上图所示,鼓包阻碍附面层气流进入进气道,随着速度提高被弹开的附面层气流逐渐减少,最后高速下的附面层气流几乎无法进入进气道。但是它产生的激波很难给空气减速,就像下图中随着速度提高大部分激波都无法进入进气道,这就是说高速下的进气流速很高,不利于涡轮发动机正常工作。
(上图白色部分代表激波,可见大部分的激波都被弹开了)

此外,传闻中说蚌式进气道的鼓包可以调节高度,以此控制进气气流和进气量,不管是真是假反正找不到支持这种观点的有力证据,这种调节在加莱特进气道中需要结构死重的可动隔板。来完成,如下图的进气道口特写。

这种进气道的截面积是可以人工调整的,驾驶员根据飞机速度需要选择合适的进气道截面积,以获得合适的进气速度(原理如下图),很显然这是DSI蚌式进气道做不到的,看来节省了重量确实要付出很多代价,但愿我们的歼10更强大。

(注意隔板的可动调节)

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自从歼10战斗机的改进型号歼10B出现后,它的进气口终于与机身融为一体,歼10战机也终于摆脱了这个比较尴尬的外号:棍子。初期版本的歼10战斗机由于DSI进气道的技术并不成熟,想要实际应用还存在着一定的困难,因此只能采用普通的进气方式。如果此时材料强度足够,歼10的进气道上也不需要这六根加强筋。此时有许多四代机的进气道与机身之间也有隔层,正是为了解决附面层的气流问题。

图为歼10A的进气道


歼10A为了解决战机飞行中的附面层效应,进气道必须与机腹之间隔着一段空隙。所谓附面层效应,是战机在飞行时紧贴机腹的气流流速将大大减缓,甚至速度降为零。为了避免吸入低速气流,防止战机发动机运行异常甚至熄火,这一层气流是是不能被吸入的。

图为歼10B的DSI进气道


在DSI进气道技术成熟后,应用上这项技术的歼10B、歼10C战机的进气道都是与机身融合的,这是因为进气道中的鼓包改变了被吸进去的气流的状况,改善了发动机的近期情况。这样做不仅能够节省额外的架构重量,还能加强战机的正面隐身效果,F22之后出现的五代机有不少就应用上了这项技术。

图为F35战斗机的DSI进气道


不过DSI进气道在飞机速度达到1.4马赫时,会出现进气效率变低的问题。为了解决这一问题,我国应用的DSI进气道鼓包是柔性鼓包,可以在根据气流的速度调整运转效果,减轻甚至消除高速气流对进气效率的不利影响。


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对于歼10A战斗机为什么进气道不但没有与机身融为一体?而且还有6根超丑的加固小柱子,就这一个措施就让我们的歼10A颜值大打折扣,也说明当时我们生产歼10A的材料性能恐怕值得怀疑,一直到歼10B、歼10C出现才终于采用DSI蚌式进气道解决了这个问题!

其实在这是战斗机飞行过程中产生的附面层效应,也就是贴着机身的气流会减速到接近停止,这种停止的气流被吸入进气道会导致发动机停车,除了像歼7这种靠机头进气的战斗机不存在这个问题外,其他所有的战斗机都存在这个问题,因此为了避免吸入附面层产生的这种慢速气流,各国战斗机都是采用进气口与机身留下一定缝隙,包括F16、台风等一些列战机,甚至是四代机的F22,一直到DSI蚌式进气道出现后终于解决了这个问题!

DSI蚌式进气道看着外表结构挺简单的,就是在进气道口加上一个鼓包,同时实现超音速气流减速、附面层分离,但是这个技术结构看着很简单,也不知道难在哪里,目前只有我们的后续战机上大量使用和美国的F35使用,蚌式进气道能够实现进气道与机身的融合,而且其解决了进气道与机身中间缝隙形成一个反射腔,这会让雷达波发福折射大大加大被探测的可能性!而大名鼎鼎的F22也存在这个反射腔,但应该有一些其他技术的处理,反正个人觉得这是F22的一大隐患!

而我们的歼10A最大的不足就是进气道上的那6根加固的小柱子,这肯定是材料出现了问题,应该是飞行过程中进气道在气流的冲击下产生了震颤,这样长期的震颤必然导致根部出现裂缝,而大 天 朝的设计师们处理也比较暴力,直接就是加固小柱子6根,当然这肯定只是权宜之计,如今有了DSI蚌式进气道技术后,我们已经完美的解决了这个问题,而且还可以减轻一点质量,为飞机的改进提供了更大的空间!

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嗯,问题有问题,建议稍稍修改一下题目,应该是歼10A的进气口为啥不融合机身,当然,歼10B和歼10C还是完全融合的,让我们先看看图片吧。

这是歼10BC的进气道。


这是歼10B,进气道和机身是一体的,没有缝隙,没有隔道,歼10C进气道和10B完全一样

这是歼10AS战斗机,A型双座,可以看到机头和进气道有个缝隙还有3根棒子,为啥这么做,就是要隔离从前方机头溜过来的低速劣质空气,不让进入进气道,让发动机出事,这种低速的劣质空气叫附面层气流,是发动机的大敌

这就是歼10BC,歼20,F35进气道的特点,中央是前头过来的劣质附面层气流,让鼓包推到进气口外去了,这是一个伟大的发明,可以节省飞机的重量100多公斤-200公斤

这种进气道的优点还有,飞机轻,完全是固定的,而且隐身效能好,可以遮挡发动机叶片,而且对于各种状态的前方气流质量容忍度很高,当然,缺点是,在超过1.4马赫以上,效率开始不如斜板,这也是唯一的短处吧。

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歼10战机作为我国自主设计研发的第一款三代制空型战机,虽然歼10的装备服役填补了我国不能研制先进的战机的“巨大空白”,但是当歼10战机公开试飞的时候,在外界很多人眼中歼10虽然整体上看很美,尖尖的机头、性感的小蛮腰、轻盈的机翼等等都极具美感,但是进气道上方的六根棍子硬是生生打破了这种美感,以至于很长一段时间歼10战机进气道上方的六根铁棍子成为了最煞风景的\"所谓败笔之作”。所以一直有人在问包括歼10、苏27、F16等战机为什么不能讲进气道和机身“融为一体”呢?非要在进气口和机身之间留一个缝隙?其实最根本的原因在于进气口和机身之间故意间隔开,就是为了利用这个缝隙将附面层乱流分离出去,避免其进入发动机内导致发动机发生喘振、甚至空中停车,所以这种故意和机身之间留一定间隙的位置也叫“附面层隔道”。首先来解释一下为什么战机进气道口位置要设计附面层隔道?最早时期的喷气式战机比如纳粹德国的ME262喷气式战机,两台发动机是直接吊挂在机翼下的,并且发动机最前端是直接和进气口位置齐平的根本不需要进气道,而且发动机和机身之间距离比较远,机头并不会对进入发动机的气流产生干扰,所以也就不会有乱流也就不需要设计附面层隔道了。到后面战机的飞行速度超过音速后,战机高速飞行下受到机头影响的空气越容易受到气动干扰产生波动,继而产生一部分乱流,这部分乱流进入发动机的话就会导致发动机产生喘振甚至空中停车。但是早期的战机由于是机头直接进气,进入发动机的气流并没有受到机头的影响产生空气乱流,所以这个时候的战机进气道也不需要额外的附面层隔道将乱流分离出去。但是随着雷达的出现,机头位置进气逐渐将位置让给了雷达,进气道位置改为机身腹部或者机身两侧进气,那么这个时候进入发动机内部的气流在进入进气道口之前,都会受到进气道口之前机头的气动干扰,从而产生一定的乱流现象,为了避免乱流直接进入进气道导致发动机发生喘振甚至空中停车,就要想方设法在乱流进入进气口之间将其分离出去。而这个用于分离的装置就是附面层隔道,首先受到机头影响的空气也是有一定范围的,也就是说受到机头影响的乱流顺着机身进入发动机之前也是有一定厚度的,如果将发动机进气口位置外伸到这个乱流厚度更外面,是不是就不会产生乱流进入发动机导致喘振甚至空中停车了,同时机身和进气口位置之间的空隙刚好让这股顺着机身流过的乱流分离出去。而这个原因也就是为什么像歼10A战机的进气口不与机身融为一体的原因所在。至于后面歼10B开始改为DSI进气道后,为什么进气口和机身融为一体了,却没有看到附面层隔道只看到一个巨大的鼓包?是流经机身表面的乱流可以从容进入发动机了吗?并不是。而是这个形状怪异的鼓包通过特殊的气动设计----完美的替代了之前的附面层隔道,使得战机的飞行阻力降低同时,取消了附面层隔道等装置也降低了发动机进气道重量。歼10B战机将进气口从之前歼10A的二元三激波进气道改为结构更为简单、又很美观、同时不用附面层隔道就能分离杂流和减速的DSI进气道,这种进气道通过一个特殊设计的鼓包,让流过鼓包的空气会在鼓包前形成预压缩并实现有用气流和杂乱气流分离,有用的气流直接从鼓包正面流入发动机,被鼓包分离出去的乱流则顺着鼓包两侧从进气道外沿流走。同时流过鼓包的有用气流还会在鼓包的特殊空气动力学设计下实现减速作用,这样就能不再需要附面层隔板让进入发动机的气流分离和减速。而且这种DSI进气道由于不再需要额外的附面层隔道进行气流分离,所以舍弃附面层隔道后整个进气道重量也降低了不少,同时因为DSI进气道鼓包设计早机身内侧,使得进气道和机身之间更为融合,既降低了飞行阻力,同时因为进气口位置的鼓包阻挡了雷达波照射进发动机内部的几率,所以DSI进气道也间接性提升了战机正面和前侧面的雷达隐身性能。

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歼十a战斗机的进气口为什么有着六根丑陋到正无穷的铁棍?而不是与机身融为一体。

第一别盯着j10a行吗?歼10b歼10c不都是dsi进气道吗?

第二,你能找到几个进气道和机身融合的?使用dsi的也就是枭龙,j10,j20,以及f35然后就没了.....苏27,苏30苏33,苏34苏35,f15,f16,f18那个进气道和机身融为一体了,不是都有一个硕大的附面隔层吗?

第三才是材料强度的问题,歼十采用的是腹部进气。

进气道,从鸭翼尾部一路延伸到座舱下方。延伸将近一两米,并且在战机高速飞行的时候,高空气流极为湍急,如果结构不够强的话,这里会发生极为严重的震颤,所以我国简单粗暴的强度不够,给他来六跟棍子加上去。看强度够了吧。

当然了,也有说法是这六根铁棍子有一定的ds i进气道的功能。(但是这个说法未免也太神奇了,可信度不高,不过万一呢。

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谁融为一体了?是F16还是F22?

没有DSI进气道就得老老实实的装一个附面隔层,除非你学F16用皮托管

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什么老黄历啦

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什么叫融为一体呢?只有歼七、歼八这种头进气的才是真的和机身融为一体。

这样做的缺点是机头没有地方安装雷达。现在的战斗机通过雷达搜索目标,引导导弹击中目标。

如果是说歼十的进气口和机身之间有个缝隙,那个缝隙是为了避免机身表面的附面层影响进入进气道的空气气流,防止湍流影响发动机正常工作。

人喝水的时候总要杯子里的水平静的才好。如果杯子里的水不断翻腾,是没法正常喝水的。