DSI进气道(“蚌”式进气道),中文称"无附面层隔道超音速进气道",它采用一个固定的鼓包来模拟常规进气道中的一、二级可调斜板,并能够达到对气流的压缩,以及简化结构、隐形的目的。DSI进气道具有结构简单、重量轻、阻力小、隐形等特点。
一、技术优势:
DSI进气道与常规进气道相比,有三个主要优点:一是采用“锥形流”乘波设计,总压恢复较高;二是减小了飞机迎风面的阻力,提高了飞机的隐形性能;三是不设计辅助进气门和放气门,取消附面层隔道后飞机可以减重数百公斤,大大减轻了飞机的结构重量。总体来看,DSI进气道具有结构简单、重量轻、阻力小、隐形等特点。而且DSI对速度适应范围很广,FC1采用DSI后甚至可以取消进气道后的放气门,对减轻飞机重量,提高战术性能有极大好处。
二、发展历程:
洛·马的工程师在 1990 年代早期就开始研究传统超音速进气道概念的替代方案。他们试图取消和附面层控制有关的复杂机构:附面层隔离板、放气系统、旁通系统。通过取消这些机构,设计人员可以从飞机上减轻大约 300 磅的重量。最后的研究结果就是如今的 DSI,或叫做鼓包式进气道。在 DSI 上已经去掉了附面层隔离板,进气口也整合到前机身设计中。在进气口前设计有一个三维的表面(鼓包)。这个鼓包的功能是作为一个压缩面,同时增大压力分布以将附面层空气“推离”进气道。进气道整流罩唇口的设计特点使得主要的附面层气流可以溢出流向后机身。整个 DSI 没有可动部件,没有附面层隔离板,也没有放气系统或旁通系统。换句话说,DSI 实际是针对常规进气道的进气口部分进行的改进。精心设计的三维压缩面配合进气口,不仅可以完成传统附面层隔道的功能,还可以提供气流预压缩,从而提高进气道高速状态下的效率,并减小阻力。随着进气道调节系统的取消,重量自然减轻。而对于未来作战飞机更重要的一点是,取消了附面层隔道以及压缩斜板等部件后,飞机的 RCS 可能大幅减小,这显然有利于提高飞机的隐身能力——F-22 的进气道仍具有传统的附面层隔道,设计时免不了大费周章;而其采用固定式进气道,考虑的因素中,隐身要求占了相当一部分。
DSI 是随着计算流体力学(CFD)的进步,在洛·马自己的计算机建模工具上开发并完善的。CFD 是一门研究流体控制方程的数字化解决方案的科学,并可以通过空间或时间对重要的流场加以描述并进一步改善解决方案。CFD 解决方案阐明了工程师们如何表现复杂的流场并对他们的设计进行性能评估。
1994 年末,洛·马对飞机构形进行了研究——该构形后来成了他们的 JSF 原型机的构形方案。该项研究重在调查 DSI 相对于 F-22 或 F/A-18E/F 类型的后掠式进气道的优势。由于减少了重量(约 300 磅),DSI 可以使飞机具有更好的性能;同时 DSI 还减少了生产和操作费用——通过取消复杂部件,每架飞机可以节省 50 万美元的费用,效益相当明显。工程师们为了保持技术领先地位而在此期间申请了 2 项美国技术专利,并在 1998 年获得批准。
三、技术应用:
最早应用于美制F-35多功能战斗机上。
2008年底试飞的歼10B,以及2010年底被网友目击的中国新一代隐身战斗机“歼-20”也采用了DSI进气口。
蚌”式进气道中文学名是“无附面层隔道进气道”,英文简称DSI或BUMP。
进气道:空气喷气发动机所需空气的进口和通道。进气道不仅供给发动机一定流量的空气,而且进气流场要保证压气机和燃烧室正常工作。涡轮喷气发动机压气机进口流速的马赫数约为0.4,对流场的不均匀性有严格限制。在飞行中,进气道要实现高速气流的减速增压,将气流的动能转变为压力能。随着飞行速度的增加,进气道的增压作用越来越大,在超音速飞行时的增压作用可大大超过压气机,所以超音速飞机进气道对提高飞行性能有重要的作用。
“蚌”式进气道中文学名是“无附面层隔道进气道”,E文简称DSI或BUMP。常规飞机在空气中飞行时,靠近飞机表面有一层空气因为粘滞作用流动较慢,如果被引入进气道会导致进气效率下降,而且由于其流速低,与高速气流作用后容易引发发动机喘振。因此高速战斗机一般都采用具有附面层隔道进气道,看起来进气道与机身之间有个间隙,或采用机头进气,或如大型客机在机翼上吊发动机。
无附面层隔道进气道就是在进气道前采用一个鼓包吹除附面层,取消附面层隔道后飞机可以减重数百公斤,而且DSI对速度适应范围很广,FC1采用DSI后甚至可以取消进气道后的放气门,对减轻飞机重量,提高战术性能有极大好处。