為什麼戰鬥力的進氣道都很長,這樣不是浪費空間嗎?

旅行到宇宙邊緣abc

現在的飛機可謂是越飛越快,很多戰機更是做到了超音速飛行。但是細心的網友可能會發現,飛機與飛機之間不光造型不太一樣,連進氣管道都有長有短。只不過在飛機寶貴的空間裡安裝長長的進氣管道是為了什麼呢,不怕浪費空間麼?

想要了解這個問題還得從飛機飛行的原理開始說起,固定翼飛機飛行的原理是利用空氣高速穿過機翼時產生的向上的抬升力,而這個過程需要很強的速度來支持,所以對飛機來說好的發動機便是必不可少的。

而航空發動機雖然各不相同,原理也都是讓燃料在氣缸充分燃燒釋放出來大量能量,而渦扇發動機更是需要向後釋放出空氣作為推動飛機前進的力量。這樣一來就出現了一個問題,單純地靠空氣自由進入發動機根本無法滿足滿功率工作,必須有更多的壓縮空氣才可能使在大氣中飛行的設備破除音障。

那麼問題來了,如何獲取更多的壓縮空氣呢?科研人員想出了神奇的設計,便是在飛機上安裝一條進氣管道。進氣管道給渦扇發動機提供了更多壓縮空氣的空間,當然了,進氣管道越長被壓縮的空氣就越多,可以提供給飛機的動力就越強。

於是不難理解為什麼戰鬥機的進氣管道都比較長了,只有飛得更快的戰鬥機才能更容易取得制空權。同樣的道理,民用的客機和一些後勤用的運輸機就少有這樣的設計,因為他們的速度一般是不需要突破音速的,即使需要在超音速狀態下飛行,飛行負載也不會像戰鬥機一樣大。


利刃軍事

人跑步時候需要張大嘴來換氣,戰鬥機也一樣,想要飛得歡,就得多吸氣

這是個相對專業的問題,我試著從比較容易理解的角度來簡單分析這個問題。

(ME262當年確實是劃時代武器 但是在面臨超音速時期 只能換做別的機型)


先需要明白一個事,為什麼會有較長的進氣道。早期的噴氣式戰鬥機會採用類似於客機的吊艙式發動機,那就是ME262這樣的力作,當然也有采用進氣道設計的YP-80戰鬥機這樣的機型。但是在面臨超音速這個難題的時候,吊艙式發動機成為了巨大的阻力。所以,戰鬥機必須需要有進氣道。

我們把戰鬥機的日常飛行就當做一個人的正常呼吸來看,戰鬥機,尤其是使用轟現代的渦扇發動機所驅動的噴氣式戰鬥機,其過程就是通過吸氣-燃燒-噴氣來產生較大的推力推進戰鬥機,以比較高的速度進行空中機動。

因此,我們類比下客機跟戰鬥機,客機飛行就相當於我們日常人在散步的過程。在日常散步中需氧量並不大,我們總是保持一個比較勻速的,比較省力的情況來前進。因此客機並沒有使用很長的進氣道,直接使用吊艙式發動機就可以。而戰鬥機不同,戰鬥機首先它要保證以高速運動,並且需要在很複雜情況下來保證有足夠進氣量來產生足夠大的推力,這就有點類似於在跑步,或者更誇張說是在跑酷過程。人在運動中,針對空氣中的氧氣需求來那個也在大幅增加,所以人要頻繁地進行換氣,也就說“吸氣-消耗-呼氣”的過程。在這樣一個過程中,需氧量的急劇上升,戰鬥機也一樣必須要吸入大量的空氣;同時,由於戰鬥機所處的空域有高、中、低空之分,所以在不同工況下可以吸收到足夠空氣或足夠的進氣量是不同的。

(B-2的S型進氣道 也是一樣的道理)

因此,戰鬥機需要比較長的進氣道,來壓縮儘可能多的空氣,使得進氣量保持一定恆定水平,才能驅動戰鬥機的發動機,提供穩定和較大的推力。

以上內容僅為個人一些簡單的認識和想法,供拋磚引玉,歡迎更多討論。

軍事天地

進氣道多長才叫很長?長短的依據是什麼?為什麼需要進氣道?

乘坐飛機,就可以看到大型客機的發動機一般直接吊掛在機翼下,基本沒有進氣道。美國的A-10攻擊機在尾部吊掛兩個發動機短艙。



在英法研製的協和式超音速客機上,發動機是有進氣道的。





在大部分戰鬥機上都有。F-4鬼怪II,殲八





對以上機型進行比較歸納就會發現,亞音速的客機、攻擊機沒有進氣道。超音速的客機和戰鬥機有進氣道。

對亞音速飛機來說,進氣道不是必需的。而對超音速飛機的發動機來講,進氣道是必需的。

渦輪發動機正常工作需要對空氣進行壓縮。被壓縮的空氣需要穩定流動,如果氣流紊亂,壓氣機就不能正常把空氣壓縮,發動機就會“”氣喘“”,就會停止工作。而且進入壓氣機的空氣流動速度和壓力也不能太大。

戰鬥機不僅在空中需要超音速飛行,還要做出各種機動飛行。要保證空氣穩定流進壓氣機就需要進氣道對空氣進行調整。

首先要在超音速飛行時把氣流速度降低到亞音速,最好在0.4~0.5馬赫數。協和式飛機進氣口的邊緣很尖銳,在超音速飛形時形成激波,空氣被壓縮,經過激波後,速度降低到亞音速,壓力變大。

飛機在設計時,還要保證飛機在各種姿態下,進氣口的空氣都是未經干擾的,不能處於紊流中。所以進氣口一般都比較明顯,沒有遮擋物。由於發動機一般安裝在飛機後部,進氣口一般在機身兩側或機翼下方。比如蘇-27,F/A-18。每種發動機的進氣道和發動機在設計飛機時都是匹配好的。進氣道不能太粗也不能太細。要保證發動機在不同工作狀態時的空氣流量。過大過小發動機都不能穩定工作。



戰鬥機的進氣道就是飛機發動機的空氣整流器。一般發動機在4~5米長,進氣道也差不多這麼長。F/A-18的進氣道比較短,進氣口在飛機中部。大部分在機身前部。


天明遙遙山海關

emm,噴氣式發動機進氣量少了,飛的動麼?其次誰說進氣道都很長的?進氣道的大小和長短可是要考慮飛機的飛行高度和飛行速度的,要是就是低空亞音速飛行,那進氣道還是很短的,比如說a10和su25這種攻擊機


如上圖,a10因為主要作戰區域是低空,低空空氣稠密,所以進氣道不需要太大。


而且發動機自己也不短,五米左右了進氣道十發動機的長度短的了麼?

看看t50發動機有多長?進氣道長度和就是和發動機差不多。

(j20沒有那麼大,因為這個圖有段歷史了,所以有比例問題)



至於為什麼一群戰鬥機的進氣道是一個比一個大,一個賽一個長的

原因很簡單,高度越高空氣越稀薄,為了吸進去更多的空氣,進氣道做的大點很難理解麼?

進氣道大點,進去打空氣多,要是願意的話再加個噴水降溫,好多吸點(高空溫度低可是飛機高速飛行的時候機頭和空氣摩擦產生的熱量很可怕的,直接導致空氣進去了量還真有點少)

順便提一句高速和低速對進氣量的要求都不一樣要是直耿耿的進氣道,高速飛行的時候發動機喝多了咋整?所以為了調節發動機進氣量戰鬥機要麼加一個洩壓閥要麼用可調進氣道的


尋找丟失的方向盤

首先糾正一下,應該是戰鬥機進氣道,而不是戰鬥力進氣道。

下面,我簡單的從5個方面描述一下狹長進氣道的作用。

1.首先作用是普遍意義上的引導氣流按照正確的方向進入壓氣機。

戰鬥機在格鬥以及面對複雜情況時,需要保證發動機的正常工作以及性能完善,所以,狹長的進氣道起到引導氣流的作用。

比如米格25的巨大而且狹長的進氣道。

2.就是為安裝負責的氣流調整裝置,例如三代機普遍的二元進氣道需要佔用一大半的進氣道長度。

這些調節裝置為了保證對氣流的調節,往往佔據進氣道的巨大空間。例如F-14雄貓戰鬥機的二元調節裝置以及激波發生器。

3.為了保證飛機的升力體外型,較長的進氣道可以更為妥善的和機身以及機翼配合達到流線外型。

而這一點,對於現代戰鬥機設計尤為重要。

例如和機身機翼融為一體的幻影2000,還有為飛機飛行產生中央氣流通道的蘇霍伊系列。

4.此外,對於隱形戰鬥機,狹長彎曲變形的進氣道,可以遮擋發動機風扇帶來的反射特徵。減少雷達的反射。比如殲20和F-22的彎曲內收的進氣道。

5.最後,就是減速。

這一點確實很奇怪,但實際上,根據平衡方程,為了保證發動機的效能,無論飛機飛多塊,對於現在普遍的航空發動機,進入到進氣道壓氣機的氣流速度是要遠遠低於音速的,而且是發動機和氣流的相對速度。所以,狹長的進氣道使得超音速飛行的戰鬥機在吸入相對速度高於音速的空氣時,能夠又充足的空間保證激波發生器起作用,以便於氣流速度有足夠的空間來降低。







半杯清茶-道漢唐

居然有人答“進氣管道越長被壓縮的空氣就越多”!!!看這句就知道是個假內行!我不知道該同學的中學是哪唸的,這點常識都沒有?進氣量與進氣道的長度一毛錢關係都沒有,相反,過長的進氣道會消耗進氣動能。按理說,客機那樣大開口吞氣的短倉模式是效能最高的設計。但那隻適用於亞音速且不需要強機動性的環境(A10攻擊機,鷂式就是典型)。而當代戰鬥機不但要求速度跨度極大,還要求機動性要好。這就對機身的氣動結構有極高的要求,所有設計元素都要向這點妥協。所以發動機被迫包埋進了機身裡(也一定程度限制了涵道比),座艙也只能露出個玻璃泡。因為機身修長,而發動機本身較短,雷達又佔據了機頭這個黃金進氣位,所以為了保障機身流線和進氣效率,就只好適當延長前進氣道。另外因為戰鬥機機動範圍大,各種姿態和動作時進氣情況差距很大,為了讓發動機有較穩定的氣體來源,前進氣道還要負責進氣氣流的調節作用。進入隱身戰機時代後,發動機遮蔽成了新的設計要求,在這思想下,進氣道的作用就更大了,通過特殊的蜿蜒曲線,還能阻擋扇葉的雷達反射,助力隱身效能。


偶爾也吃素

對於這個問題,老鷹航空從下面幾點來給予回答:

第一呢,先介紹一下進氣道的作用,進氣道負責引導空氣進入發動機,為了確保發動機的正常工作,通常對進氣道有兩個方面最基本的要求:一方面,必須確保空氣流量符合發動機需要;另一方面,由於進氣道表面摩擦力存在會折損空氣總壓,所以必須確保所引入的空氣總壓損失符合設計要求。

第二,戰鬥機的發動機安裝位置,特別是噴氣式發動機的安裝位置主要有兩種:機身尾部和機翼下吊掛。看題目的意思,主要指的是機身尾部安裝情況。在噴氣式戰鬥機發展初期,蘇制和美製戰鬥機都曾經直接採用機頭進氣的方式,這樣的戰鬥機進氣道的確比較長,幾乎佔據了1/2個機身長度,中間還要避讓飛行員座艙,進氣道總壓損失會比較大,但是這種方式簡單直接。

之後隨著技術研究的深入,逐漸放棄了這種機頭進氣方式,而是採用了機腹進氣或者兩側進氣方式,相比於機頭進氣就大幅縮短了進氣道長度,並且把寶貴的機頭空間給讓出來,提供給火控雷達。這種進氣道由於位置關係,通常需要配置一個S型過渡段,以便於更好的與發動機匹配。

但是,採用這種方式進氣,由於機頭的存在,會引起附面層流動干擾,所以,常規的兩側進氣或者機腹進氣的進氣道需要在入口處於機體蒙皮保持一定的距離,以避開附面層流動干擾。

對於這種問題,當前最新的技術就是DSI進氣道,讓進氣道入口和機頭蒙皮融合成一體,這就有效避免這種問題,如“梟龍”戰鬥機那樣。

總的來說,機腹進氣和兩側進氣是當前戰鬥機的主流進氣道方式。

OK,關於問題就回答到這裡。


老鷹航空

首先發動機做功需要進氣,功率越大進氣量就越大。發動機的進氣主要靠渦扇吸入,有時候進氣變得很很困難,就如人迎風跑時呼吸困難一樣。為了解決這個問題我們可以利用氣體慣性,讓氣體通過慣性自動進入發動機。氣體慣性根據氣體的體積不同而不同,發動機進氣道的長短可以根據最佳進氣量而設計,同樣的截面積進氣道越長氣體慣性越大,越有利於氣體的吸入。這就像當你感到呼吸困難你會閉嘴用鼻子做深呼吸,這樣氣體就很容易進入肺裡一樣。


唐文耀1

戰鬥機的進氣道長是因為要獲取穩定的進氣氣流供給發動機使用,戰鬥機要做激烈飛行,有低速和超音速,有在低空和高空飛行的,並且要做很多高機動動作,每個速度和高度的氣流都不一樣,為了保證發動機能正常工作就要調節進氣氣流,所以進氣道要設計的長一些,有利於調節氣流的穩定,當然裡面也有調整氣流的設備,設計進氣道可是個技術活,根據不同的航空發動機針對設計的。


小哥35024823

首先是靈活性,一個翼下掛個發動機,飛機轉彎會靈活嗎?二戰時p38水平轉彎性能有多差。再一個,結構強度,掛在翼下怎麼也沒裝到肚子裡結實。還有就是一般戰鬥機進氣道都在主翼前面,為的是不破壞氣動外形。發動機進氣道的氣流太不穩定了。而且主翼後氣流有點亂,不適合發動機穩定工作。進氣道和機身設計到一起,還可以減少透導阻力,還能少兩張皮。所以進氣道長主要是為了避開主翼和進氣的矛盾。不然飛機會顛死,發動機會咳死。


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