为什么米格-21战斗机前方有个凸出的锥体?

用户5780196713

这个学名叫做机头进气锥/进气调节锥/激波锥,一些超音速飞机和导弹的组成部分。除了苏制米格-21和苏-7战斗轰炸机外,英国电气闪电、TSR-2、达索幻影、SR-71“黑鸟”、B-58“盗贼”等机型上也有类似设计。

米格-21

进气锥的主要目的是在空气进入发动机前将其从超音速减速至亚音速。除了超燃冲压发动机(进气流速超过音速)之外,所有的喷气发动机都需要亚音速气流才能正常工作,且需要散流器防止发动机内部的超音速气流。无论是机头进气的米格-21、苏-7,还是SR-71、B-58,道理都是一样的,即:减缓和压缩超音速气流,令发动机能够更好的“消化”。这个锥体并非静止的,而是可以根据飞行速度前后进行移动以适应不同速度下的进气量需求。

F-111

幻影III

当然了,机鼻往往被用于安装雷达,米格-21的进气锥算是承担了双重责任,不过机头进气的缺陷也限制了雷达的体积,而且浪费了空间。不同类型的飞机进气锥不同,F-104、幻影III算是半椎体;F-111则是四分之一锥体。SR-71、B-58发动机安装在机翼部位,和米格-21的情况又有些不同。伴随着技术的发展,战斗机对进气要求越发严格,这种气流调节装置也无法满足战斗机高机动性的要求,再加上机头进气锥不利于电子设备的安装,因此后续的战斗机已经不再采用了。比如米格-25、F-15采用了楔形进气道,利用楔形尖部的压缩斜板顶端产生一道斜激波,对越过气流进行减速和增压。


SR-71


拦阻着舰

这个东西叫进气锥(减震锥),其存在的主要目的是在超音速的状态下将机头的超音速气流减速到亚音速气流,以供应飞机发动机的进气需求。

而这个进气锥是可以随飞机速度前后移动的,用来控制进气的速度。在超音速下飞机产生的音锥在2-3马赫左右将会在飞机的进气锥附近产生空气流出的现象,导致发动机进气不顺或是发动机减小功率,进气锥的前后移动也是为了控制气流的流动。速度越快,进气锥越靠后。


SU20

当然机鼻的设计按照空气动力学来说最佳的是流线型,由于制造的原因,进气锥的形状做成了简单的圆锥型,在进气锥被移到进气道之后,机鼻的形状渐渐圆润,内部的空间也越来越大。形状也越来越接近于流线型。不过由于隐身的要求,机鼻也变得棱角分明了起来。

左为进气溢出

进气锥内部其实是空的,其中还有雷达,不过体积受限于进气锥的大小所以一般都不能做的很大,而由于空战里雷达的重要性,雷达越造越大,进气锥也慢慢的装不下这么大的雷达了,所以机头内部现在多是雷达等电子设备,进气口则移到了机身两侧,而进气锥的形状也相应变成了半锥,直到飞机气动设计的进步,现代的DSI进气道已经让进气锥的功能融入到了机身气动之中。减少的运动机构也成功的使结构和重量得以优化。所以进气锥的设计变得越来越少了。

D21B

不过在高超音速的导弹或是飞行器上依然还是可以看到这种设计,因为这种结构能够有效的压缩空气,所以有些发动机也可以看到这种进气锥,所以SR-71这种采用了涡喷发动机的高速怪物的进气锥就非常明显。

SR71


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