绝非万能:歼20蚌式进气道的得与失

18-01-25

Permalink 03:40:00, 分类: 洪哥谈兵

绝非万能:歼20蚌式进气道的得与失

自从美国洛马公司1990年代,开始在F16战斗机采用BUMP超音速无附面层隔道进气道进行实验,之后F35战斗机采用这种进气道获得了无与伦比的减重,隐身和高总压恢复系数,而且不管高速还是低速,进气道的抗畸变能力都非常强(简单点说就是给发动机的气流质量比较好),这使得隐身战斗机的设计如虎添翼,紧随其后,我国成都所的枭龙战斗机04架,歼10B和歼10C战斗机,歼20战斗机,贵州飞机公司的海山鹰教练机,沈阳所的FC-31外贸战斗机都纷纷跟进。

歼20战斗机采用蚌式进气道,使得飞机更轻,隐身更好,发动机工作更稳定

BUMP蚌式进气道取消了传统超音速战斗机的3-4个沉重的斜板和作动筒,从这个角度来讲,每台发动机进气道就可以减少100公斤多的重量,对于苏27或者F15这种双发重型战斗机几乎就是300公斤的重量,几乎就是5-6%的结构重量,非常可观了,而且蚌式进气道取消了附面层隔道,使得飞机进气道截面尺寸减小,重量减轻,由于附面层隔道往往会形成雷达波的空腔反射,处理起来比较麻烦,使用蚌式进气道后也使得飞机进气道隐身效果更好。

简单解释一下附面层:

空气流过飞机表面时, 由于表面不是绝对光滑的, 加之空气具有粘性, 所以, 紧贴飞机表面的一层空气受到阻滞, 流速减小为零。这层流速为零的空气又通过粘性作用影响上面一层空气的流动, 使上层空气流速减小。如此一层影响一层,在紧贴飞机表面的地方,越向后流动这一层速度慢的劣质空气会越积越厚,贴着机身的气流会减速到接近停止。这种速度很低接近停滞的气流被吸入进气道会导致发动机停车。附面层是发动机正常工作的一大公害,必须采取措施避免。

而且相比于普通的皮托管进气道,蚌式进气道在全部速度范围几乎具有更高的总压恢复系数,简单点说就是进气能量损失更小,而最有利的还有,蚌式进气道,由于采用了三维鼓包设计,气流从鼓包前缘开始到进气道管道内,有一个比较长和复杂的的多激波过渡过程,而且鼓包经过特殊设计,在很大的迎角范围内可以自动将远处附面层来流自动推到进气口之外。

这就是蚌式进气道的工作原理模拟,附面层气流几乎都被赶走流到进气口外

蚌式进气道,多个复杂激波将气流减速,然后平稳的进入进气管道,气流速度大小,不敏感,各种条件的进气状况,在蚌式进气道内引起的脉动比较小,而且频率比较高,对于发动机是一个绝佳的福利,不像别的进气道容易喘震,简单点说就是,发动机一会被撑死,一会被饿死。

歼20采用这种进气道配合鸭式布局取得了非常好的效果,尤其不管是超音速巡航还是低速超机动,都能超快抬头转向,歼20战斗机的抬头非常快,几乎一秒钟就可以抬头60度,快速形成对目标的对准和锁定,这就是歼20战斗机在国内演习,碾压歼10和歼11的诀窍之一。

歼20战斗机的进气道,在高速抬头低头的时候都可以保证正常工作,当然可以注意到,负迎角很小

当然,歼20战斗机采用蚌式进气道,也不是没有弱点,弱点就是战斗机不能做大的低头动作,简单说就是大的负迎角飞行,这个时候会造成发动机工作问题,问题何在,这就是蚌式进气道的弱点,抬头的时候劣质的附面层气流几乎都被鼓包赶走,但是在负迎角的时候,鼓包就有可能失去效能,部分附面层气流会冲入进气道,影响发动机工作,这也是一个小小的弱点吧。

蚌式进气道的特点就是,不允许大的负迎角飞行,角度稍微大一点,就可能造成附面层气流排除失败

爱乐洪哥

莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。 料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

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