我们首先要知道空气是有粘性的,因此空气在流过物体表面的时候,会有一层薄薄的空气由于受到粘性作用而减速。这一层速度较慢的空气就叫做附面层。
而飞机的发动机是不允许附面层进入进气道的,因为附面层进入进气道后,会形成一小片气流速度较慢的区域。也就是说发动机进气道中大部分是均匀稳定的高速气流,但其中又会存在一个很小低速气流区域。这种不稳定、不均匀的气流就叫做气流的畸变。畸变很容易诱发发动机的喘振,进而导致停车。
因此发动机进气道必须隔离附面层,防止附面层进入发动机进气道。
附面层隔离的方法有几种,例如机头进气,独立发动机吊舱等等。但对于军机来讲,最常用的是附面层隔板。隔板与机身的间距实际上就等于机身上产生的附面层的最大厚度,附面层将从隔板的外侧流过。当然,隔板本身也会产生附面层,所以隔板内侧一般都有放气孔,可以将附面层吸走。
而最先进的附面层隔离方法就是蚌式进气道。这里插一句,将DSI进气道翻译为“蚌”式进气道不管是发音还是形象都很准确,比较推荐。它通过在进气道内侧前方产生一个压强略大的区域,将机身附面层向进气道的两侧推开。实际上是一个看不见的附面层隔道。
战斗机进气道的设计主要难点在超音速。因为涡轮发动机只有在亚音速气流中才能稳定工作,因此进气道必须对气流进行减速。
最原始的进气道是皮托管式进气道,也就是在进气道内设置一个略微收敛的喉部,超音速气流在这里产生一道正激波并减速到亚音速。
后来又产生了多波系进气道,也就是用多个连续的斜板,多次改变气流的方向,产生多道斜激波来使气流减速。
歼10A采用二元三波系可调式进气道,二元说明它是矩形的(圆形或半圆形是一元),三波系说明它的进气道内的激波系由3道激波组成,可调说明它的激波斜板是可以调整的。
多波系进气道在发展过程中将附面层隔板伸出作为压缩面,这样第一道激波就可以在进气道外面产生,简化了进气道的设计。
随后又出现了利用前机身作为预压缩面的设计,这就是F16,它实际上是一种1.5波系的固定进气道。
在这里小结一下。
皮托管式进气道对气流能量的损耗较大,多波系进气道的效率比单波系进气道要高。固定式进气道只能针对特定的条件进行优化设计,速度较快或者较慢的时候效率就会下降。而可调进气道能够很好的适应各种条件。因此多波系可调进气道是效果最好的,但它重量较重,结构复杂。皮托管式最轻,最简单,但效果最差,能做到F16这样似乎已经是极限了。
到了F22的时候,caret进气道出现了。它通过两道交叉的斜激波,实现了比皮托管式进气道更高的效率和更宽的适应性,并且保留了固定式进气道的优势。
caret进气道是二维乘波技术,三维乘波技术在90年代才出现,那就是F35的蚌式进气道。当然率先服役的是枭龙。蚌式进气道比caret进气道更先进,更复杂。根据国内发表的论文,对歼10B的进气道测试表明,在2.0M以下,蚌式进气道的效果已经非常接近三波系可调进气道了。
附面层隔板。
F35,j20那种没隔板的叫dsi进气道。
二者各有优劣。
传统带隔板的,优势是内部有可调机构(像f16这种正激波进气道就不可调了,像j10是二元可调进气道),可以在跨音速和超音速下兼顾总压恢复比(就是总进气量和总排气量之比,比值越高越好,表示效率越高)。但缺点是要有沉重的放气门机构,增加飞机总重量。
Dsi进气道相当于二元不可调进气道。那么飞机在设计的时候,只能固定为某一速度优化效率,要么跨音速,要么超音速。但dsi进气道本身不产生附面层气流(或者说极小),所以不需要放气门机构,减轻飞机总重量。而且dsi进气道非连续表面小,产生的rcs雷达反射截面积更小,有利于隐身。
另外说一下附面层气流。因气流的黏滞作用,贴近机体表面的气流流速较慢,远离机体表面的气体流速较快。这样的气流进入发动机,因为流速差异,造成发动机风扇扇页转速不均衡,出现喘振。严重的会使飞机空中停车。所以要设计放气门,把跗面层气流排掉(传统进气道)或者让跗面层气流尽可能不产生(dsi进气道)。
进气道的变化也是随着相关技术的不断进步而进步的。先讲讲空气动力学的基本知识,飞机在大气层中飞行,通常在贴近机体表面有一层很薄的气流,称为边界层,又叫附面层。气流速度在边界层内变化很大,边界层最内层贴近机体表面,气流速度为零;而边界层最外层气流速度与外部流动速度一致。再来看看进气道,进气道当然是为战斗机的发动机提供氧化剂,也就是空气中的氧气,常规进气道如果不加隔板的话流进进气道的气流包含着边界层,边界层内的气流刚才说了,有内部速度;这样就降低了流进进气道的气流量,这直接影响到发动机工作的效率。因此,常规的进气道会有隔板,这个隔板起到隔离边界层的作用,也就是边界层贴着机体表面流过去,不让边界层气流流入进气道。而让外部的大部分气流进入进气道,这部分气流流速比较均匀,空气流量大,发动机燃烧效率高。一开始这样设计是没办法的,虽然阻力比较大,但是为了发动机的效率,也是不得已而为之。一方面增大了结构重量,同时也一定程度的增大了飞行过程中的阻力。
再说说F35 J20 枭龙等机型的进气道,它们的进气道注意到都有“鼓包”,称为DSI进气道(无附面层隔道超音速进气道)或“三维鼓包式无附面层隔道进气道”,不仅可以完成传统附面层隔道的功能,将附面层导引开,避免进入进气道;同时还可以对气流进行预压缩,就是相当于发动机压气机的作用,从而提高进气道高速状态下的效率,并减小阻力。另外没有了附面层结构,减轻了结构重量;还利于飞机隐身。
嗯,我知道你说的板是哪个板了,我想说,那块板不重要,F15、J10、SU27的那些气动布局都是经过风动检验的,大家都知道,客机的稳定系数是正的,接近正1,这样你坐着才舒服稳定,而战斗机,特别是空优型的战斗机,比如偏向格斗的J10和SU27,需要极佳的气动布局,稳定性经常是接近负1的,而气动布局的含义,根据名字你也就猜出来了,是飞机周围气体的流动路线和方式。
影响气流的因素有两个,一个是飞机的外形,另一个是飞机进气口的位置,如果需要进气口离机身远,就需要隔板把进气口围起来,你说的隔板相对于进气口的位置对气流的影响是微乎其微的,所以在影响飞机气动性能上也是微乎其微的。
SU27是一款经典的空优战机,就是在空战中具有很强的机动性,能够进行闻名遐迩的眼镜蛇机动,而F22是第一款5代机,可以实现超音速不加力巡航,这种性能是别的战机没有的,所以他们的气动布局都异常优秀,可以说是世界上最优秀的气动布局,所以说,你说的隔板问题和整个飞机比起来还是不那么重要的。
希望对你有帮助~~~~
机腹进气,还是两侧进气很多都是进气口和机身有块板隔离都更好