j10b战斗机的机背和进气口下的刀形天线是做什么用的

j10b战斗机的机背和进气口下的刀形天线是做什么用的,第1张

那个歼-10上也有

是数据链系统的天线

战术通讯/数字传输链的天线,工作在V/UHF波段,具有远程工作能力,应该也毫不例外的采用全数字跳频/跳扩频抗干扰能力。结合中国大力发展的战术战场联合信息系统,这极大的提高飞机的战术信息水平,在有预警信息的支援下,战斗机可以发挥出倍增的战斗力,这一点早在70,80年代就被实战所证明

不知道你明不明白什么是数据链 给你讲一下

数据链是指互通数据的链路,而在军事上所说的数据链就是一张数据网,就想互联网一样,只要你有一个数据终端就可以从这个数据链里获得自己所需要的信息,就如同你用电脑上网一样,同样你也可以使用终端往这个数据链路网里添加东西。

只不过广义上来说话,军事数据链最完美的就是所有单位贡献数据信息,打个比方就是比如一架无人机发现某个地点有部队,首先他可以通过数据链来识别该地区是不是有自己的部队,进而识别该部队是敌人还是友军,而当识别为敌人之后就可以通过数据链发布消息。这样不管是地面上的陆军坦克还是空军战机,还是后方指挥部都会获得这一消息。

数据链还可以支持不同平台的无缝指引

望采纳!!

中国的雷达技术是世界领先的,而且b2也不是不可能被发现,早就爆出过b2被雷达锁定的照片了  中国的雷达技术完全可以发现b2,作为隐形轰炸机被发现只有死路一条。

简介:

诺斯罗普·格鲁曼B-2隐形战略轰炸机(英语:Northrop Grumman B-2 Stealth and Strategic Bomber)绰号“幽灵”(英语:Spirit),是由诺斯罗普和波音公司联合麻省理工学院为美国空军研制的执行战略核/常规打击任务的低可侦测性飞翼轰炸机。

B-2是当今世界上唯一一种的隐身战略轰炸机,最主要的特点就是低可侦测性,即俗称的隐身能力。能够使它安全的穿过严密的防空系统进行攻击。B-2的隐身并非仅局限于雷达侦测层面,也包括降低红外线、可见光与噪音等不同讯号,使被侦测与锁定的可能降到最低。B-2在空中不加油的情况下,作战航程可达12万千米,空中加油一次则可达18万千米。每次执行任务的空中飞行时间一般不少于10小时,美国空军称其具有“全球到达”和“全球摧毁”能力。 

B-2的隐身性能可与小型的F-117攻击机相比,而作战能力却与庞大的B-1B轰炸机类似。1997年,首批六架B-2轰炸机正式服役,一共只生产21架。每架B-2造价为24亿美元,若以重量计,B-2的重量单位价格比服役时值的黄金还要贵两至三倍。

结构设计:

最终确定的诺斯罗普的设计是一个纯粹的飞翼,  B-2“幽灵”轰炸机三视图 没有垂尾或方向舵,从正上方看B-2就像一个大尺寸的飞去来器。B-2的平面图轮廓由12根互相平行的直线组成,机翼前缘与机翼后缘和另一侧的翼尖平行。

飞机的中间部位隆起以容纳座舱、弹舱和电子设备。中央机身两侧的隆起是发动机舱,锯齿状进气口布置在飞翼背部,每个发动机舱内安装两台无加力涡扇发动机。翼尖并不是平行于气流方向,而是进行了切尖以平行于另侧机翼前缘,除了翼尖外,整个外翼段没有锥度,都为等弦长机翼。

机身尾部后缘为W形锯齿状,边缘也与两侧机翼前缘平行。由于飞翼的机翼前缘在机身之前,为了使气动中心靠近重心,也需要将机翼后掠。

机身一体性,面积最小性,机体流线性,内载武器能力

机身一体性:机体从表面上看,完整,是一个整体,非各个部位拼凑的,没有组装感,各部位间没有缝隙感。

面积最小性:在体积相等的情况下,机身面积相对较小。

机体流线性:各个部位为流线型连接,不能有硬角。

内载武器性:机身下设立武器(导弹)储藏室,其实隐形飞机的导弹内载最好,即可减少武器暴露,储藏室将机翼与进气管连接,可降低进气管与机翼的生硬拐角

  范明强 (本刊专家委员会委员) 教授级高级工程师,曾任中国第一汽车集团公司无锡研究所发动机研究室主任、湖南奔腾动力科技有限公司轿车柴油机项目部总工程师、无锡柴油机厂高级技术顾问和多所高校客座教授。他有着四十余年车用发动机研发经验,曾先后主持过多种机型的开发工作和国家“八五”重点科技攻关项目――“汽车发动机电子控制技术”,荣获国家重大科技成果奖、国家科技进步二等奖和汽车工业科技进步二等奖,并出版《汽车发动机电控汽油喷射技术》和《现代汽车电子控制技术和装置》等专著。

第一篇 概论

1 缸内直接喷射是现代汽油机的发展方向

汽油机的发展经历了100多年的漫长历史,其中具有里程碑意义的发展阶段无不是以油气混合方式和机理的变迁为标志的。

早期的化油器式汽油机依靠化油器喉口气流流速增加所产生的真空度将汽油吸出被高速进气空气流雾化以及汽油油滴本身的蒸发而与空气形成可燃混合汽。油气混合比(空燃比=进气空气质量,燃油质量)取决于化油器喉口的设计和量孔直径,负荷的调节是由节气门的开度来调节进入汽缸的油气混合汽量来实现的,因此属于混合汽外部形成的量调节方式,且没有任何反馈控制。由于汽油一空气混合汽能在相当宽的空燃比范围内点燃,这种不太精确的控制对早期汽油机的正常运行并不存在什么问题。

但是。随着世界工业化的发展,汽车成为不可或缺的主要交通工具,而作为汽车主要动力的这种化油器式汽油机废气中的有害成分(CO、HC和NOx等)对大气造成了污染,而燃烧产物CO2又产生“温室效应”导致全球气候变暖。随着汽车数量的与日俱增,对人类生存环境的危害日趋加剧。因此汽车的节能减排已成为全球刻不容缓需要解决的重要问题。

从20世纪70年代末80年代初开始,化油器逐渐被电控喷油系统所替代,其主要原因就是使用三元催化转化器对废气进行净化的需要。为了同时降低汽油机废气中CO、HC和NOx三种有害气体的排放,空燃比必须精确地控制在化学计量比(147:1)上。而电控喷油系统可利用氧传感器对空燃比进行精确的反馈控制。提高三元催化转化器的废气净化效率。

汽车废气排放标准对有害物排放限值的加严也促使电控喷油技术的不断改进。电控喷油系统早期的设计是在进气总管中的节气门处用一个喷油器进行单点喷射,到各个汽缸之间有相当的距离,大量的汽油附着在这段进气管的壁面上,不能均匀及时地进入汽缸与空气混合。为了提高各汽缸之间供油的均匀程度,并改善在变工况时对空燃比的控制,单点喷射逐渐被每缸一个喷油器在进气门口附近的进气道中的多点喷射所替代。早期的多点喷射采用各个喷油器“同时喷射”或两缸一组的“分组喷射”方案,喷油时一些汽缸的进气门处于开启状态,而另一些汽缸的进气门则处于关闭状态。为了使得各个汽缸间的油气混合过程相同,以减少一些汽缸的HC排放,“同时喷射”和“分组喷射”又被更完善的按点火顺序各缸进行“顺序喷射”所替代。

但是,现代汽油机的这种“进气道喷射喷射”系统仍没有从根本上完全摆脱传统的混合汽外部形成方式,并依然存在冷启动时和暖机期间HC排放高的问题。这种进气道喷射汽油机在03~05MPa的压力下将汽油以较大的油滴(直径=150~300um)喷向进气门的背部和进气口附近的壁面上,只有少量的汽油能够在油滴到达壁面形成油膜之前直接在空气中蒸发。汽油的蒸发和与空气的混合主要依靠进气门和进气道壁面的高温以及进气门打开时灼热的废气倒流和冲击。这种混合汽形成方式在发动机稳定工况下尚可满足要求,但在变工况(如车辆加速时)和发动机冷启动时汽油的蒸发和油气混合严重不足。不得不过量喷油,然而这将造成大量未燃HC经排气门进入三元催化转化器。特别是在冷启动时,三元催化转化器正处于低温状态而尚未达到起燃温度,这样就会造成很高的有害物排放,成为车辆达到废气排放标准限值的主要障碍之一。尤其是从国3排放标准开始,取消了最初的40s暖机阶段,而是从冷机一启动就开始进行排放测试,那么冷启动的排放问题将变得更为突出。据,有关统计资料表明,在与我国汽车排放标准测试循环相似的新欧洲行驶循环(NEFZ)以及美国城市标准测试循环(FTP-75)中,冷启动排放量占总排放量的份额最多可高达90%,可见发动机冷启动排放的影响之大。

汽油缸内直接喷射从油气混合机理上可以解决上述变工况(如车辆加速时)和冷启动时油气混合不足的问题。早期的缸内直喷式汽油机因喷射技术水平的限制,喷雾油滴的直径约为80 um。计算表明,一滴这样大小的油滴在200℃空气中需要大约55ms才能完全蒸发。如果发动机的转速为1500r/min的话,这段时间相当于495°CA(曲轴转角)。显然,蒸发时间过长。在这种情况下油气混合不能主要依靠喷雾来实现。随着汽油喷射技术的进步,现代缸内直喷式汽油机应用的汽油泵的供油压力已达到5~12MPa。又采用带旋流的喷油嘴,雾化性能得以提高,喷雾的油滴直径约为20um,喷雾锥角可达50~100°,常压下的贯穿度约为100mm。此时一滴20 um的油滴在上述同样情况下仅需34ms或31°CA就能完全蒸发,因而汽油的蒸发和与空气的混合可主要依靠喷雾来实现,再加上缸内空气运动的辅助,变工况(如车辆加速时)和冷启动时不再需要过量喷油,冷启动喷油量得以大大减少(图1),有害物排放也将大为降低。同时,由于汽油直接喷入汽缸内,消除了进气道喷射时形成壁面油膜的弊病。特别是在发动机尚未暖机的状态下,因而能改善变工况时对空燃比的控制,不但能改善车辆的加速响应性,而且还能降低此时的有害物排放。

此外,缸内直接喷射还可带来很多其它好处,从而有利于降低燃油耗,达到节能和减少温室气体C02排放的目标。例如:汽油在缸内直接喷射时油滴主要依靠从缸内空气中吸热而非从壁面吸热,因而能使混合汽的温度降低和体积减小,从而有利于提高充气效率,降低爆震倾向和提高压缩比。计算表明,在汽油油滴蒸发完全依靠从空气中吸热或者完全依靠从壁面吸热这两种极端情况下,缸内混合汽的体积在空燃比为125时将相差大约7%,而混合汽的温度在上止点前将相差大约50℃。因此,与进气道喷射汽油机相比,缸内直喷式汽油机的充气效率提高了10%,同时爆震倾向也大为降低,表现在受爆震限制的点火时刻可提前若干曲轴转角,因而压缩比可提高15~2,有利于提高汽油机的热效率,降低燃油耗(约2%)。特别是有利于汽油机采用增压,并应用较高的压缩比,克服了由于增压汽油机压缩比较小而对部分负荷燃油耗所带来的不利影响,同时提高了增压汽油机在2500r/min以下低转速范围内的增压压力,1200r/min时的扭矩能够提高25%,大大改善汽油机的低速扭矩特性和车辆的行驶性能。此外,由于汽油直接喷入汽缸内。可实现稀薄混合汽分层燃烧,使得低负荷工况时的空燃比可提高到40以上,从而无需关小节气门来限制进气量,采用像柴油机那样的质调节方式。基本上避免了发动机在换气过程中的泵气损失,有利于降低燃油耗。同时,在高空燃比情况下,由于混合汽物性的改变、绝热指数的增加以及混合汽分层致使热损失减少,使得发动机的热效率进一步是高。由于汽车发动机经常在低负荷工况下运行,因此分层混合汽燃烧的直喷式汽由机可使平均燃油耗降低15~20%。在欧洲机动车排放组合循环(MVEG)行驶试验中。其燃油耗明显低于进气道喷射汽油机已达到了相当于非直喷式柴油机的燃油耗水平(图2)。

图3示出了现代汽油机各种技术改进措施的节油潜力。可以清楚地看出。作为单一措施汽油缸内直接喷射蕴藏着最大的节油(即降低CO2排放量)的潜力。这种效果一方面是由于发动机的无节流运行降低了换气损失。另一方面由于充量分层运行,燃烧在燃烧室中央进行,周围有隔热的空气层而减少了壁面热损失。同时全负荷时的爆震倾向降低,因而发动机能够以较高的压缩比运行。这些措施在发动机整个特性曲线场范围内对燃油耗都起到了有利的作用。而燃烧室内的充量运动也使得在以化学计量比混合汽运转的范围内具有较高的EGR兼容性,因而在该运转范围内也能够获得节油效果。

综上所述,无论是从节能和减排的角度,还是从提高汽油机动力性能的角度来看,现代缸内直喷式汽油机在进气道喷射技术的基础上,又将汽油机技术向前推进了一大步,从而成为世界汽油机发展历史上又一个重要的里程碑,不言而喻同样是我国汽车汽油机的重要的发展方向。(未完待续)

新能源赛道,新产品上新的速度非常快。原因无外乎于竞争,新能源汽车的渗透率在4月份已经逼近40%,终端市场消费者选购新能源产品的意愿更加强烈。深蓝汽车去年推出了SL03,累计销量已经突破了五万大关。之前实际体验过这款产品,整体调校很运动,配置比较丰富,并且设计很有样儿,确实很能讨好年轻消费者。

第二款产品深蓝S7定位于中型SUV,将提供纯电和增程两个版本车型。此次有机会体验了S7增程版,它在这个级别是否有足够的竞争力?无论是SL03,还是S7,深蓝汽车的产品在设计层面确实有自己独特的地方。与汽油产品相比较,新能源产品的外观同质化比较严重。但S7的造型很有“切割感、机械感”。

深蓝S7的设计元素基本与SL03保持了一致性,前脸采用封闭式格栅,细长的LED灯带非常犀利,下方是进气口造型,大灯具备智能交互灯语套件,696颗LED光源可根据用户定义实现个性的灯语效果。

车身侧面颇有点轿跑SUV的风格,并且造型呈现出前低后高的俯冲姿态。C柱位置车窗线条收紧,并做了开角的设计。隐藏式门把手、低风阻轮毂这都是新能源产品必备的配置。侧裙进行了黑化,提升了一定运动感。它的车身尺寸为4750/1930/1625毫米,轴距达到2900毫米。

根据厂家公布的信息,它的风阻系数为0258Cd,这个数值在同级别车型中具有很强的竞争力。对于新能源产品,风阻系数是个比较重要的参数,因为更低的数值在行驶时能节约能耗,提升整体续航里程表现。

尾部层次感分明,它配备了高位扰流板以及刹车灯。贯穿式尾灯进行了黑化处理,点亮后具有较高的识别度,后包围也应用了黑化装饰件。

深蓝S7的内饰应用了极简设计风格,大量运用平直的线条,中控整体是T字型对称式结构。车内采用隐藏式空调出风口,可实现风向无级调节,提升舒适感。电动出风口的风向会跟随触屏实时调节,精确指向车内位置,并提供扫风模式、智能风模式、自由风模式,三种智能调风模式。中控配置有156英寸液晶屏,它支持向左或者向右15度的旋转功能,车机搭载高通骁龙8155芯片,支持导航、娱乐、车辆控制等诸多功能。

你会发现中控区域没有物理按键,功能都集中于液晶屏中。驾驶的时候,可以通过语音进行控制,识别率很高。只是后视镜调节功能,或许做个物理按键更加方便。传统汽车副驾驶遮阳板的位置是一块液晶屏,副驾驶位置的乘坐者可以放倒座椅靠背,然后轻松舒适地看视频打发时间。

名为热浪橙的配色和皮质软包覆D型拼色方向盘,这些都很符合年轻人的喜好。深蓝S7增程版为怀挡设计。这也为中控马鞍部分留出了充足的空间。深蓝S7增程版并没有传统仪表,AR-HUD代替了传统仪表的功能,显示信息丰富,诸如车速、道路限速、导航等等,它的成像尺寸等效53英寸(前方 75米)。

深蓝S7的内饰运用了大面积软性材料,做工比较到位。“零重力座椅”能够通过结构设计,让臀部、腿部、背部来均匀分担身体的重力,模拟出太空舱般的“零重力”体验。前排座椅具备电动腿托、主驾16向电动调节,副驾14向电动调节、8点式按摩功能,可120°躺平。后排地板很平整,并且配备了一块触控屏,可以调节空调、天幕遮阳帘和副驾驶座椅位置。

深蓝S7增程版的增程器为一台15L自然吸气发动机,最大功率70kW,驱动电机的峰值功率175kW。CLTC纯电续航为200公里,综合续航达到1120公里。或许有些朋友对增程车型有不同的理解,但我们认为“存在即合理”。技术有不同的路线,但消费者只要受益就是好的技术。

增程车型发动机不直接驱动车轮,深蓝S7的驱动电机布置于后轴,所以驾驶起来它是一台后驱SUV车型。起步和中低速工况下,深蓝S7的提速很快,调校比较线性。根据厂家公布的信息,这套燃油增程系统1L油可发电约33度。

同时,采用基于动态设计的啸叫变频主动控制,智能电量平衡控制策略等技术,增程系统完全实现了全域无感运行。从实际体验来看,深蓝S7的驾驶感受与纯电车型并没有太大差异,几乎感觉不到增程器的介入,并且它还可实现自定义能量回收强度选择。

深蓝S7增程版提供三种驾驶模式,分别为经济、舒适、运动。日常建议经济或者舒适,运动模式车辆的动力输出会变得更加激进一些,但后排乘客的舒适感会降低,如果只是自己驾驶,没有乘客,倒是可以“爽一下”。并且高速行驶的时候,后排噪音略高。据说正式上市的量产车在这方面会进行改进。

此外,深蓝S7增程版具备三种能量管理模式,分别是山地模式、高速模式、市区模式,不同模式区别在于电量目标维持的百分比数值。在山地模式下,你可以自己设置SOC。

深蓝S7增程版的悬挂弹簧调校过程中,进行了更适合人体偏频的弹簧调校,兼顾整车的俯仰平衡及侧倾平衡,并且为适配深蓝S7后驱的驱动形式,降低了减震器顶端安装座刚度、悬架杆系零件橡胶衬套刚度,增加橡胶衬套阻尼吸收震动能量,保证舒适的同时兼顾车辆稳定性。

驾驶辅助层面,深蓝S7增程版搭载NID30领航智驾辅助,基于导航路径实现驾驶辅助系统,适用于高精地图覆盖的高速公路和城市快速路。它可按照导航路径实现全速自适应巡航、车道保持、并行回避、智慧偏移、触发换道、智能速度调节、智能换道辅助、智能上下匝道辅助等智能辅助功能。但一定要注意,这是驾驶辅助,安全无小事,千万不能完全交给辅助系统。

深蓝S7其实有三个版本车型:纯电、增程和氢动力。增程版车型在用车方面无里程焦虑,日常能用电就用电,长途出行也不用去跟别人抢充电桩。深蓝S7增程版的馈电油耗为495L/100km(CLTC)。它的目标市场友商产品应该是宋PLUS DM-i,甚至是要去抢合资燃油车的时长,诸如CR-V、途观L。从产品角度来说,深蓝S7增程版肯定比合资品牌的配置更厚道,科技配置更强,外观设计很鲜明,动力表现满足日常城市驾驶完全没有任何问题。在这个级别,我觉得价格肯定是消费者考虑的第一因素。5月20日深蓝S7车型已经开启预订,据悉深蓝汽车战略将于今年年中发布,同时深蓝S7也会同步上市。最终定价到底是多少你觉得合适?可以在评论区发表你的观点。

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是进气道

喷气式飞机进气道是一个系统的总称,它包括进气口、辅助进气口、放气口和进气通道,因此它是保证喷气发动机正常工作的重要部件之一,它直接影响到飞机发动机的工作效率,它对发动机是否正常工作,推力大小等有着到关重要的作用,因此它对飞机性能尤其是战斗机有很大的影响。其作用是:第一,供给发动机一定流量的空气。螺旋桨飞机靠螺旋桨工作拉动空气向后运动带动飞机做相对运动前飞,螺旋桨发动机燃烧也需要空气,但它的用量无法与喷气发动机相比,而且在高空空气稀薄,含氧量代,发动机效率会急剧下降,喷气发动机所需的空气量惊人,动辄每秒以上百千克计,如“海鹞”的发动机空气流量为196千克/秒,中国飞豹的则是2×92千克/秒,美国F-15的是2×121千克/秒;第二、保证进气流场能满足压气机和燃烧室正常工作的要求,喷气发动机压气机进口流速约为当地音速的03-06M,而且对流场的不均匀性有严格限制。在飞行中,进气道要实现对高速气流的减速增压,将气流的动能转化为压力能。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。

进气道分为不可调进气道和可调进气道。不可调进气道,也就是进气道形状参数不可调节,只能在某种设计状态下才可高效工作的进气道,它只在设计状态下能与发动机协调工作,这时进气道处于最佳临界状态。在非设计状态下,譬如改变飞行速度,进气道与发动机的工作可能不协调。当发动机需要空气量超裹进气道通过能力时,进气道处于低效率的超临界状态。当发动机需要空气量低于进气道通过能力时,进气道将处于亚临界溢流状态。严格上讲,超音速进气道和亚音速进气道都会使阻力增加,不排除某些亚音速进气道或许出现前缘吸力大于阻力的情况,但过分的亚临界状态使阻力增加,并引起进气道喘振。为了使进气道在非设计状态下也能与发动机协调工作,提高效能,广泛应用可调进气道,常用的方法是调节喉部面积和斜板角度(最好专门对这些术语进行解释、配图。),使在任何状态下进气道的通过能力与发动机的要求一致。另外,在亚音速扩散通道处设有放气门,将多余的空气放掉,防止进气道处于亚临界状态,同时,在起飞时,发动机全加力工作,气流量需求很大;而且因为速度低,要保持同样气流量的需求,需要的捕获面积增大。因此为了解决起飞状态进气口面积过小的问题,还设置有在低速能被吸开的辅助进气口。

飞机进气道设计中几个重要的设计指标是总压恢复、流场畸变水平和阻力大小。在进气道设计中,必须参照这几个重要的技术指标,它也是反映飞机整体性能的关键参数。

总压是气流静压和动压之和,表征了气流的机械能,总压恢复是指发动机进口处的气流总压与进气道远前方来流的总压之比,是进气道设计中一个非常重要的参数,表示气流机械能的损失,对于超音速进气道,总压恢复主要与斜板级数和角度所决定的激波的级数和波后流动参数有关。

流场畸变水平表征了进气道提供给发动机的气流的均匀程度,一般用进气道流场中的最高总压与最低总压值之间的差值表示,它影响着发动机的喘振裕度,间接关系着飞机的安全。

进气道设计时一般考虑的阻力是外罩阻力和附加阻力,其中附加阻力又叫溢流阻力,是指在进入进气道的气流量大于发动机所需流量时,由于部分气流从进气道口溢出而导致的阻力。

进气道的形状选择和位置的布置应该满足发动机有较高工作效率的要求,或应保证飞行器具有最佳性能要求或应保证飞行器能达到最佳飞行性能的要求。进气道的设计在科技的带动下有了很大的发展,使得喷气战斗机的飞行速度越来越快,性能越来越高,可以说它的重要性越来越明显,并且已成为飞机机体设计中成为一个独立的组成部分,进气道设计成为飞机性能提高的重要因素之一。

飞机进气道发展到现在主要分为亚音速进气道和超音速进气道。

一、亚音速进气道

亚音速进气道结构较为简单,其进气口前缘较为钝圆,以避免低速起飞时进口处气流分离。其内部的进气通道多为扩散形,在最大速度或巡航状态下,进入气流的减速增压过程大部分在进气口外面完成,进气通道内的流体损失不大,因而有较高的效率。喷气发动机出现的初期,它仅作为发动机工作介质的一个通道,保证发动机有足够的进气量即可,所以早期这种进气道结构十分简单。当飞机的速度和性能不断提高,其结构也日趋复杂,其进气通道里增加了附面层抽气系统,防止低能的附面层流进入发动机,造成发动机的喘振甚至失速。对于两侧或腹部进气的进气道,其进气口有一个附面层隔板,或者进气道与机身相隔一小段间隙,其功能是把附面层流引向另处,尽管如此,和后来的超音速进气道相比,亚音速进气道结构仍然比较简单。亚音速进气道不仅用在亚音速战斗机上,也用在早期的超音速战斗机上,亚音速进气道在超音速状态下工作时,进气口前会产生脱体正激波,超音速气流经过正激波减为亚音速,这时能量损失增大(激波损失)。激波前速度越大,损失也越大。

喷气式飞机诞生之初,发动机发展还不完善,其性能还不高,它所提供的推力太小,推重比也低(尽管如此,其速度也比螺旋桨飞机快多了),为了减少进气过程的能量损失,飞机进气道多为短粗形式,其进气通道很短。

因为早期喷气飞机都是亚音速,所以其进气道被称为亚音速进气道,其形状各异,但它们在本质上是相同的,不同的形状有一些性能上或达到飞机某些性能有不尽相同的功能。2001年笔者朋友曾经向陈一坚(“飞豹”总设计师)请教“飞豹”的进气道,他说采用圆形的话,罗罗公司畸变指数DC60最小,但是从工艺性和阻力考虑,“飞豹”选择了类方的形状,所以说只是一些细节问题导致了这些区别。

亚音速进气道总体上分成头部进气和两侧进气。头部分圆形皮托管式进气道、扁圆形进气道、半圆形颌下进气道;两侧进气道分圆形、方形或类方形、半圆形或近似半圆形。

1、机头及两侧圆形 早期亚音速进气道的进气口多为圆形,它的主要优点是结构简单,进气均匀,能损失小,为了把能量损失减少到最小,飞机布局一般考虑到发动机的工作效率,故此,这一时期飞机发动机布置一般为翼吊式和机身式,翼吊式顾名思义发动机以吊舱式安置在机翼下面,这样的布置方式,可以保持飞机的流线型布局,适合安装电子设备,它的缺点是偏航力矩大,转动惯量也大,不利于战斗机的滚转,另一方面它对战斗机对结构强度要求高,战斗机在做大过载机动时,尤其是流转时机体受力大,所以它并不适合战斗机,世界范围来看这种布局也并不多见,如世界上第一种实用型喷气战斗机ME-262,还有苏联的苏-9(仿制ME-262,苏霍伊设计局重新编号前的苏-9)、伊尔-28。机身式发动机布局就是把发动机安装在机身内,由于考虑到进气效率,所以发动机多布置在这些飞机的头部,发动机喷口在飞机中腹部,飞行员座舱在飞机中后部,视野较差,飞机看起来头重脚轻,这样形成一个明显的阶梯状,故此这种飞机布局被称为阶梯状布局(STEPPED),如苏联的米格-9、雅克-15、拉-150,瑞典的萨伯-29“飞行酒桶”,这些早期的喷气式战斗机除瑞典的萨伯-29外,都是过渡机型,服役时间很短。在发动机的快速发展下,其推力越来越大,进气通道长短不再是主要考虑因素,此时飞机的发动机多布置在尾部,留下空间安排前起落架和座舱,这使得飞机外形更加流线化,但它们的进气口仍然在头部,且圆形居多,如苏联的米格-15、米格-17、苏-7,美国的F-84、F-86(早期型号),英国的“蚊”式、法国的“神秘”IVA。还有一些飞机并非采用机头进气,但进气口依然为圆形,如英国两侧进气的“标枪”战斗机、“掠夺者”战斗轰炸机,采用机翼与发动机一体化布局的“堪培拉”,即美国也生产使用的RB-57,其发动机在机翼的中间。苏联的图-16轰炸机和苏-25攻击机同样为两侧进气的近似圆形进气道。

2、扁圆形 扁圆形进气道代表是F-100战斗机和法国“超神秘”战斗机,这两款战斗外形十分相似。

3、颌下进气半圆形 早期有一些战斗机采用的半圆形颌下进气布局,这种布置方式是一种折衷方式,即保证了进气效率,也便于安装雷达等电子设备,代表性的有美国的F-86D、F-8“十字军战士”,意大利G-91R,

4、方形或类方形 为了在机头安装雷达,一些早期战斗机采用了两侧进气方式,如英国的“蚊蚋”、“褐雨燕”等,后来的战斗机,如美国的F-5“虎”,英法合作的“美洲虎”,意大利与巴西合作的AMX攻击机,中国“飞豹”和A-5等也采用这种进气道。

5、半圆形形近似半圆形 英国的“鹞”式垂直起落战斗机采用的是两侧半圆形进气道。

6、其它形状 采用两侧进气三角形进气道的 是英国“猎人”战斗机(它属于翼根进气),不论用什么形状的进气道,它都是与飞机其它结构和设备综合配置的一个妥协方案。

需要说明的是第一代超音速战斗机仍然采用的是亚音速进气道,如美国的F-100、F-105、苏联米格-19、中国的A-5强击机,法国的“超神秘”战斗机等。后来的一些军用飞机因性能上要求不同也采用亚音速进气道,如中国的“飞豹”战斗轰炸机。美国F-16虽为第三代战斗机,但它强调的是跨音速的机动性能,所以它采用的是经改进过的亚音速进气道,称为单一正激波压缩进气道,F-16的动力很强劲,但飞到20M非常困难,这个最大速度是最理想状态下的数据,其他的超音速飞机用亚音速进气道也是这种单一正激波进气道。美国B-1A由于早期强调超音速空防能力,其进气道为超音速进气道,作战任务改变后,其进气道也改成了亚音速进气道,同样美国F-5、AMX等都使用的是亚音速进气道。

亚音速进气道的主要特点是进气通道短,进气效率高,结构简单,维修方便,因为来流速度较低,空气可直接引用,不需要进行预压缩,进气口面积也不需要调节,飞机速度在14M以下的飞机通常使用这种进气道,飞行速度在16-17M的,飞机在做高机动性,如大迎角、大侧滑角飞行时会破坏气流的对称性(各种进气道都有此弊端,而简单的皮托管式进气道恰恰对此不敏感),使进气效率降低,因此,不需要高机动性的战斗轰炸机、攻击机、轰炸机等多选用这种进气道。

二、超音速进气道

超音速进气道在结构上更复杂,它通过多个较弱的斜激波实现超音速气流的减速。超音速进气道分为外压式、内压式和混合式三种。外压式进气道:在进口前装有中心锥或斜板,以形成斜激波减速,降低进口正激波的强度,从而提高进气减速的效率。外压式进气道的超音速减速全部在进气口外完成,进气口内通道基本上是亚音速扩散段。内压式进气道:为收缩扩散形管道,超音速气流的减速增压全在进口以内实现。设计状态下,气流在收缩段内不断减速到喉部恰为音速,在扩散段内继续减到低亚音速。内压式进气道效率高、阻力小,但非设计状态性能不好,起动困难,在飞机上未见采用。混合式进气道:是内外压式的折衷。

对于超音速飞机而言,本身其飞行马赫数变化范围较宽,对于进气道就要求在较宽的范围内高效的减速增压;而且,由于超音速飞行,进口前气流不能自动地适应发动机所需而引入适当的流量,容易发生溢流。所以随着速度提高,飞机进气道也发生了很大的变化,结构上朝着更加复杂化发展,这也是性能和速度提高后确保发动机工作稳定的先决条件。飞机进气口大小是不变的,而高速和低速飞行时发动机对空气量的需求却不一样,尤其超音速飞行时,进入进气道的空气量超过了发动机的实际需求,如果不将其排除则会导致额外的阻力,所以,超音速进气道都设有旁路系统,空气超过发动机需求时,则开启旁路系统,将多余的空气排放出去。圆形或半圆形的进气道有个中心锥,它一是用来调节进气量,还有一个重要的作用是调节激波的位置,超音速进气道与亚音速进气道在外形上的的主要区别就是是否有中心锥和压缩斜板,中心锥可以看到,而压缩板有的在进气道内部。

它主要经历了四个阶段:

(一)三维轴对称进气道 这种进气道通常指的是圆形、半圆形、四分之一圆形进气道,它与亚音速类似,但是它有一个中心锥面的预压缩面,中心锥的位置是可以调节的,以适应不同速度下的进气量要求,提高进气效率,使发动机始终在最佳状态下工作,满足飞机的飞行需要。由于安装了中心锥,在低速,尤其是起飞阶段进气量不足,所以采用这种进气道的飞机一般在进气口后方开有一个或多个辅助进气口,这种进气道一般用在速度22M以下的飞机。

世界上第一种安装超音速进气道的飞机是美国F-104“星”战斗机,苏联第一种使用超音速进气道的飞机是米格-21,法国第一种使用超音速进气道的飞机是幻影-Ⅲ,英国第一种使用超音速进气道的飞机是“闪电”截击机,以上这些战斗机分别采用了圆形进气道和半圆形进气道,圆形进气道一般安装在机头位置,半圆形进气道一般用在两侧,美国“黑鸟”也采用这种三维轴对称进气道,但安装在机翼上。

1、圆形 这种形状的进气道多用于机头进气,苏联早期2倍音速飞机用此进气道较多,如苏-9、苏-17及其系列、米格-21等,中国的歼-7、歼-8/-8Ⅰ,英国“闪电”,美国“黑鸟”等,这种进气道缺点是:第一、限制了飞机安装大型雷达;第二、进气通道过长,浪费了空间,对机内部设备安装带来困难,过长的通道也使得进气效率降低。“黑鸟”发动机的位置特别,不存在这些情况。

2、半圆形 该形状进气道只安装于飞机两侧,因此便于飞机电子设备安装,五六十年代电子设备发展很快,飞机上的电子设备越来越多,两侧进气的优点无疑十分突出,西方多采用这种布局,如幻影-2000、幻影-Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ,美国F-104,印度HF-24“风神”战斗机,苏联拉-250(未服役)截击机。

3、近似半圆形和四分之一圆形 不同形状的进气道选择是根据作战飞机总体气动布局和作战要求来设计的,最终目标是使用飞机达到完成战术任务要求的最佳化。进气道为四分之一圆形的有美国F-111,近似半圆形的有法国“阵风”,美国的F-18D以前型号等,这些进气道有的没有中心锥,但在进气道与机身处有一个附面层隔板,它可以防止低能的附面层流进入进气道,这个附面层隔板伸出比较长而且有斜角,本身就是固定压缩斜板,内部则没有压缩斜板,外压式进气道的超音速减速过程在进口外实现,附面层隔板还可以提高总压恢复。

随着战斗机性能不断提高,其对进气要求也越来越严格,三维轴对称进气道在某方面存在着一些不足,无法满足现代飞机高机动性的飞行要求,第一、它速度调节范围小。由于三维轴对称进气道是利用中心锥在轴上前后移动来调节进气的,因此,调节范围小,若改变中心锥截面积的调节方法,则构造复杂,黑鸟的解决方式是混压式进气道;第二、它抗进气畸变的能力弱。正常飞行时,进气均匀,畸变小,但作高机动飞行时,迎角和侧滑角动作都会破坏气流的对称性,使进气道效率降低;第三、如果进气口安置在头部,则不利于电子设备的这安装,其进气通道也太长,能量损失较多,空间浪费严重,机头进气方式基本上已不再使用。

(二)二维矩形进气道 为了克服三维轴对称进气道的缺点,六十年代又出现了二维矩形进气道,其进气口形状为矩形或近似矩形。最早采用二维矩形进气道的是美国F-4“鬼怪”战斗机,苏联也于六十年代在米格-23上采用了这种进气道,该进气道表现出了三维轴对称进气道无法比拟的优点,在以后的飞机中大行其道,其发展过程中,又出现了楔形进气道,最早采用这种楔形进气道的是苏联米格-25。所谓的楔形实际上是水平压缩斜板进气道的情况,矩形则是垂直压缩斜板进气道,没有本质不同,外观的斜切不同只在于侧壁切去多少,垂直压缩斜板进气道一般把喉道外侧壁全切掉,但SU-15是个例外,压缩斜板并不是垂直或水平移动,而是一端铰接,可以转动成需要的斜角的。二维进气道通过固定的或者可调的斜板来调节激波,激波的参数随斜板的角度改变,所以调节也就是调节斜板的角度。所谓的楔形的进气道,上唇口水平压缩斜板产生的斜激波要求搭在下唇口上,当上下唇口间有完整的侧壁的时候,就是这样斜切的形状,注意是斜激波。当把这部分侧壁完全切去,使下唇口通过两侧垂直唇口的侧壁连接进气道上壁喉道位置,而压缩斜板完全在管道外的时候,就成为矩形的进气道,但是早期出现的矩形进气道不是水平压缩斜板,而是放在内侧的垂直压缩斜板,相当于水平压缩斜板转动90度的情况。它们在本质上是一样的,但是由于与进气道-机身的组合体的进气道安装位置,斜板位置的不同而在某些条件下表现不同。

1、矩形 矩形进气道一般有一个压缩斜板并兼起附面层隔板的作用,它不仅可以防止低能附面层流进入进气道,还可产生一道斜激波对进气流进行预压缩,提高进气道的总压恢复,它也可以调节进气,适应飞机较宽范围的飞行速度变化,代表性的飞机有美国F-4,苏联米格-23,中国歼-8Ⅱ等。

2、楔形 这种进气道好似矩形被斜切一刀,形成一个尖锐的楔形,高速飞行时,从楔形尖部的压缩斜板顶端产生一道斜激波,空气通过这个斜激波进行预压缩后,超音速来流的一部分动能转弯为压力能,其作用是使空气减速,提高进气效率,这种形式的进气口面积可以根据飞行状态的需要调节,就是通过压缩斜板的转动来调节进气口面积,其功能与矩形进气道的压缩斜板一样,代表性战斗机有苏联的米格-25、米格-29、苏-27,美国的F-14/F-15、欧洲“狂风”、“台风”,中国的新歼等等。

二维进气道的优点是利用铰接的压缩斜板移动调节进气的,因此,其速度调节范围大,通过附面层隔板和楔形进气口的转动,可使进气道在机动飞行时的适应范围得到改善,抗进气畸变能力增加,大迎角飞行特性好等。下面两种进气道应该也属于二维超音速进气道,但较为特殊,因此单列较好。

(三)CARET进气道 一般而言,超音速进气道就是以上常见的两类,但是近些年来,随着人们对隐身性能的要求和新一代作战飞机的研制,CARET进气道得到了越来越多的重视,并已经在F-18E/F和F-22两种飞机上得到了应用,(另外X-36验证机也是CARET进气道,但鉴于它的情况较为特殊,为圆弧唇口,在分类中不作重点考虑),因此此处对这种新型进气道也作一介绍。

CARET进气道的设计理念源于50年代末提出的乘波飞行的理论,为了便于解释CARET进气道的工作原理,先对乘波飞行的理论作一简介。对于一个尖楔体,以高速飞机上常见的尖劈翼型为例,当它超音速飞行时,必然在机翼下方产生一道从前缘开始的斜激波,气流在经过斜激波后会形成一个压力均匀的高压区,且此翼下高压区不受翼上低压区的影响(而常规机翼由于绕翼型环流的存在翼上下搞低压区相沟通),因此将会产生很高的升力,整个飞行器好像乘在激波上,乘波飞行由此得名。在此基础上,沿波面进行进气道进口的设计,以利用波后的减速增压均匀流,对于F-18E/F和F-22两种飞机而言,给予其他的一些考虑,如隐身要求,他们的近气道内外壁不能做到与翼面垂直,但就进气道而言,就可看作是由上壁和内壁各产生一道激波,对气流进行压缩。这就是典型的CARET进气道,它具有更高的总压恢复、较低的流动畸变、简单的构造,更重要的,它容易实现进气道的隐身设计,故而在新一代飞机的设计中受到了较高的重视。

(四)DSI进气道 近的来又出现一种新式的进气道,它就是美国F-35使用的DSI进气道,它也是二维进气道,但它却没有附面层隔板,其进气口处只有一个鼓包,这个鼓包须跟前掠式唇口共同作用才能起到现有的进气道的作用,它的作用是:一、起到附面层隔板的作用。前掠唇口改变了进气口附近的压力分布,进气口中央压力高,两侧附近压力低,而与机身连接部位的压力最氏。当附面层流流经前面这个鼓包时,其流向开始向外偏转,当接近进气口时,其流向大幅度偏转,被高压气流挤出进气口;二、对流入空气进行预压缩,起到其它超音速进气道里压缩斜板作用,但它具有更高的总压恢复,能满足所有性能和畸变要求。这种创新设计的鼓包结构简单,没有超械装置,工作部件少,更加稳定可靠;它还可以减少迎风面阻力,适合于与机身一体化设计,隐身效果好;由于结构简单,其维护费用也很低。在亚音速巡航飞机时,其作用与普通超音速进气道一样,但它在15M以上的速度时所起的作用还不太明朗,有待进一步研究,尤其它对于两侧布局的飞机来说,大迎角和大侧滑角飞行时造成气流不对称,会引起发动机喘振,影响发动机工作效率。

三、进气口的位置

自从喷气飞机诞生以来,其进气道的位置各异,它的位置选择是综合飞机的性能要求而定,也跟航空科技发展有密切的关系,进气道按其在飞机上的位置不同大体上分为正面进气和非正面进气。进气口是进气道系统中最直观的部分,国内外经常把它们混为一谈,我们也习惯了统称为进气道,只是在详细区分这个系统中的不同部位时才使用不同术语。

①正面进气:进气口位于机身或发动机短舱头部,进气口前流场不受干扰,其优点是构造简单,它的缺点也很明显,在机头进气,飞机无法安装大型雷达天线,同时进气通道也太长,不利飞机内部设备安装。早期的战斗机进气口多数在头部,如苏联的米格-19、米格-21、苏-17,美国的F-100,中国的歼-7、歼-8等,采用发动机短舱式的进气道飞机有苏联的伊尔-28、雅克-25,美国的RB-57、B-52、B-58、S-3“北欧海盗”反潜飞机等。

②非正面进气:它包括两侧进气、翼根进气、腹部进气、翼下进气、肋下及背部进气等。这些进气口位置布置克服了正面进气的缺点,尤其是腹部和翼下进气的优点明显,它充分利用了机身工机翼的有利遮蔽作用,能减小进气口处的流速和迎角,从而改善进气道的工作条件;在战术机动性能上,飞机在大迎角机动时发动机工作状态平稳。两侧进气的有美国的F-102、F-104、F-4、F-15等,苏联的米格-23、米格-25、苏-24,中国的歼-8Ⅱ、强-5等;翼根进气的有美国的F-105、瑞典的萨伯-32,英国的“勇士”、“火神”、“胜利者”轰炸机等;腹部进气的有美国F-16、欧洲的EF-2000、以色列“狮”式战斗机等;翼下进气的有美国的B-1B、苏联的图-160,米格-29、苏-27等;背部进气道的有美国B-2、F-107(未服役)、A-10等。

四、选择进气道的原则:

进气道由亚音速进气道发展到超音速进气道,功能不断增加,进气对整个飞机来说重要性不可或缺,但选择进气道形状并不是根据它的先进性,而是根据实际的需要,如F-16选择亚音速进气道,它作为F-15配对的低档机型,造价上和功能的不同,选择改进的亚音速进气道更好;SR-71作为侦察机,并不需要高机动性,所以三维轴对对称进气道最合适。楔形进气道在某些方面比二维矩形进气道优点要多,但也不是后来的飞机都使用这种进气道,如法国的“阵风”采用的是近似半圆形进气道,对其整个飞机布局来说是最好的选择,同样,欧洲的“台风”采用的是近似矩形,在保证进气质量的情况下,服从于飞机的布局。一般并没有确定的结论说斜切式的对圆/半圆形的有明显优势,通常三维进气道的结构重量比较轻。

也有另外一种情况,某些飞机在改型后,其进气道也出现质的变化,F-18E/F采用的是有别于先前型号的双斜切的乘波进气道;法国的“神秘”改进成“超神秘”后,其圆形进气道也改成了扁圆形。

进气道未来发展,应该具有较高的效能,最佳的调节与控制,在整个飞行包线上都安全可靠,大迎角和侧滑角的相容性包线大,进气道与发动机匹配性好,抗畸变能力更强,隐身效果也更好,不排除出现新的技术,使得进气道结构更加简单,功能更加全面,满足所有飞行的要求。

参考资料:

http://bbsnewssinacomcn/h=http%3A//bbsnewssinacomcn/g_forum/00/04/02/viewphp%3Ffid%3D13089%26tbid%3D7786&g=1

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