殲-8戰機機頭那個突出的椎體是做什麼的?有什麼用?

迷彩情


那是戰機的進氣調節錐,可別小看這個部件,戰機的發動機性能或多或少的受到這個小部件的影響。戰機到了噴氣機時代後,就需要吸入大量的空氣來滿足正常的飛行,比如著名的F-22每秒就需要140千克的空氣吸入量(標準大氣壓下相當於一個114立方米空間的空氣量),而且戰機在起飛和超音速飛行的狀態下所需的空氣量都是完全不同的,進氣量太多則會出現喘振的現象,這時候就得利用輔助小孔放氣,相反如果進氣量不足則需要輔助小孔來進氣,可以詳細觀察一下下圖F-15的進氣孔和放氣孔。

▲A和C就是進氣了,B就是放氣

清楚了這一點我們再來看看進入發動機進氣道的空氣,現代很多的戰機都是可以超音速飛行的,但這就不意味著發動機進氣道里面的空氣也是超音速的。空氣進入發動機進氣道後速度應該是逐漸降低的(最好是在0.4馬赫到0.7馬赫之間),而且壓力應該是逐漸上升的,所以發動機進氣道內的空氣最好是低速高壓的狀態,但是在戰機飛行和做各種機動動作時氣流是紊亂的,而且狀態也是各不相同,這就需要一個額外的調節結構,於是就有了調節錐和調節板。

▲F-15的調節板

這兩種裝置的作用是能夠讓空氣流入進氣道時產生激波,這樣一來進入的空氣會在激波的作用下達到低速高壓的狀態。同時該裝置還可以調節進氣口的橫截面積,從而控制進氣量和進氣狀態,調節錐和調節板在飛行速度為1.8馬赫以下的戰機上面一般都是固定的,因為這個速度下的戰機對進氣量的相對變化影響較小,而且還能免去一套複雜的機械裝置。這裡再說說DSI進氣道,那個鼓起的包也能起到調節錐和調節板的作用形成激波,但是這樣就會影響到發動機的正常進氣量(前面有個突出包,會阻擋空氣,所以DSI進氣道並不是好的沒缺點)

▲米格-21的調節錐

目前來說類似於殲-8這樣的機頭進氣道戰機都放棄了調節錐,因為現代戰機都會在機頭部分安裝雷達,調節錐畢竟提供的空間有限。

▲幻影2000兩側的小調節錐,眼尖的朋友還會看到一層隔板,那叫附面層隔板,因為戰機飛行過程中機身表面會形成一層減速氣流,也就是附面層,附面層隔板就可以阻絕這層空氣進入發動機從而影響發動機的效率

此外除了蘇式戰機外,法國的幻影2000也採用了調節錐,只不過人家的是在機身兩側,機頭位置就可以空出來裝雷達用。


武備營


見過殲-8戰鬥機的人可能都會問這麼一個問題,那個突出的椎體是做什麼用的?其實這個突出的椎體叫做進氣錐(激波錐),主要目的在於調節進入戰機發動機空氣的速度。說的直白一些,就是將空氣速度調節到發動機所能接受利用的程度。這一設計在今天是幾乎沒有的,即使需要這種用途,也是將其轉移到機翼部位或者機側身面上。

普通的噴氣發動機一般都是需要亞音速的空氣才能夠完全工作的,否則發動機將會吃不消這些衝進來的高速空氣。有了這個調節氣流速度進氣錐的存在,就很好的解決了這個問題。事實上,這個進氣錐並不是保持位置不變的,一旦飛機飛到3馬赫左右時候音錐附近就會產生空氣流出的情況,從而在一定程度上影響發動機工作的效率。為了解決這一問題,當飛機速度越快是,機頭進氣錐的位置也就越靠後。從空氣動力學角度來說,機頭最佳應該是那種流線型的,但出於製造原因,一般都被製造成那種偏圓潤的形狀。

戰機進氣調節錐,並不是殲-8戰機首創,在蘇聯米格-21戰機,中國殲-7,英國TSR-2,法國的幻影,美國的SR-71也都有類似設計,只不過是進氣錐所具體放置的位置有所差別。比如法國幻影的進氣錐就被安裝到了貼緊肚皮的地方,而美國SR-71的進氣錐則被放在機翼上。往往影響這種進氣錐具體安裝位置的是飛機發動機所在的位置,畢竟這是為發動機來服務的。

殲-8戰機和殲-7的機頭為了達到調節氣流的目的做成尖形,滿足了發動機的同時也犧牲了飛機本身的雷達系統。我們都知道,良好的雷達系統對一架戰機來說,在空中是決定生死的,而往往體積比較大的雷達才有足夠探測的能力。戰機為了探測前方空域的情況,雷達一般被放置在機頭中。殲-8和殲-7的機頭那麼尖,肯定是嚴重犧牲了雷達。現代DSI進氣道的出現,很好的解決了這個問題。但對於當時的蘇聯來說,米格-21戰機只不過是一種非常廉價的消耗品罷了,質量不好也就那樣吧。

我們所熟知的美國F-22猛禽戰機主要是通過進氣道中的隔板和間隙來調節空氣流速的。其與上文提到的DSI進氣道不屬於同一種東西,現在這兩種到底哪種更優秀還沒有一個準確的說法。不管如何,肯定不會有當年那麼落後的進氣錐設計了。倒也不是說這種進氣道目前沒有了,只是說普通飛機用不到了,一些導彈和高超音速飛行器依舊有著這種設計。最主要的原因在於這種設計可以最大程度壓縮空氣,提高發動機工作效率。


科羅廖夫


戰鬥機在超音速飛行中都會產生激波,所謂的激波就是在戰鬥機在超音速飛行時氣流中的強壓縮波。氣流的擴散速度低於戰鬥機的飛行速度,機頭部位的空氣被戰鬥機前進力量擠壓形成空氣疊加效應,彷彿就是把空氣推擠疊壓成一道“空氣牆”,我們所說的音障,音爆,音爆雲的產生就是戰鬥機突破這層空氣牆時發生的,當然,這是一個比喻。戰鬥機為什麼要安裝激波錐呢?戰鬥機的噴氣發動機依靠空氣氣流進入產生動力勢能,而進入發動機的氣流流速必須是亞音速的,超音速戰鬥機就必須要將超音速氣流變成亞音速,並且增加壓強,激波錐就是幹這個用的。激波錐的使用是為了滿足戰鬥機上面的噴氣式發動機進氣需要,噴氣式發動機包括渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、衝壓發動機、脈衝發動機等。噴氣發動機所需要的氣流流速必須是亞音速的。而戰鬥機超音速飛行時進入發動機的氣流也一定是超音速的,加裝激波錐就在進氣口激波錐尖部產生激波效應,通過這個激波錐產生的斜激波對迎面而來的氣流進行壓縮減速,使氣流變成亞音速氣流進入發動機。為什麼要把超音速氣流減速為亞音速氣流呢?氣流越快飛機速度不是越高嗎?下面詳細說明一下這個問題;



激波錐的作用之一,氣流減速;噴氣發動機對吸入的氣流有一定的要求,渦噴、渦扇發動機工作原理都是依靠“布雷頓循環”原理,氣流流速必須是亞音速,否則超音速氣流會損壞發動機。激波錐能夠在超音速飛行時在錐尖部位產生激波,激波你可以理解為是一個氣流牆,激波成斜向擴散,這樣就使迎面的高速空氣流減速增壓,將氣流的動能轉化為勢能。激波錐通常都有兩道以上的圓錐曲線,超音速氣流會產生兩道以上的激波效應,迎面而來的超音速氣流經過兩道錐形激波後被壓縮減速,通過環形進氣口進入到亞音速內壓式擴壓器中,也就是戰鬥機的進氣道,因此,超音速氣流在激波錐產生激波效應的阻擋下,進入到發動機進氣道的氣流受到干擾變成了亞音速氣流,並且壓強增大,實現對氣流的減速增壓,這是一個作用。



激波錐有固定的也有可調解的,有機頭激波錐進氣道也有兩側激波錐進氣道;激波錐進氣道除了使超音速氣流減速至亞音速氣流,還要求不能具備粘性的附面層,也就是飛機表面以及進氣道口和進氣道壁不能產生表面的粘性空氣層。所以激波錐進氣道既能將吸入的空氣減速至亞音速又要過濾掉粘性附面層。激波錐具備調解功能,通過操縱系統控制激波錐體前後運動實現進氣量大小調解,滿足戰鬥機發動機對於進氣量的要求,同時戰鬥機為可以通過洩壓口將多餘的空氣排出機體外。無激波錐的超音速戰鬥機也需要把超音速氣流減速至亞音速氣流,這是必須的,可採用擾流板等措施。所以,現在的戰鬥機基本都是兩側進氣或是腹部進氣,雖然沒有了激波錐,但有擾流板。而最先進的戰鬥機的進氣道則採用了“蚌式進氣道”,其目的也是把超音速氣流減速至亞音速氣流。


安裝雷達等設備;殲-8戰鬥機採用了激波錐進氣道,這個激波錐裡面是一個空腔,所以也把雷達等設備安裝到了激波錐裡面。看似一專多能,其實由於激波錐的面積要比機頭小很多,所以雷達的直徑不能太大,而雷達直徑和性能有必然的聯繫,因此,雷達受直徑大小的限制影響到了雷達的性能,這也是為什麼殲-8戰鬥機被殲-8I l取代的原因。除了雷達受激波錐體積限制以外,還受到進氣道口的遮擋,影響探測扇面的角度。目前機頭進氣這種設計模式已經被兩側和機腹部進氣道所取代。其實不光是戰鬥機,有些導彈也採用激波錐進氣道,但凡採用了激波錐進氣道的導彈肯定會是超音速導彈,但凡採用了激波錐進氣道的戰鬥機一定是超音速戰鬥機。





兔哥42928


國產早期戰鬥機都是源自蘇聯米格系列的仿製品,普遍採用機頭進氣標配“激波錐”,由於高速飛行噴氣式戰鬥機依賴空氣流入產生動力勢能。發動機所能接到的氣流速度必須是亞音速,一旦超過音速就必須進行減速,激波錐的作用就是將空氣速度調節到發動機所能接受的程度。

而激波錐也分為可調節和不可調節式,殲-8就採用可調節的中心激波錐,當飛機在不同速度下高速飛行時,激波錐會進行伸縮調整以調節進氣量使發動機處於最佳工作狀態。如果:飛行速度越快,機頭進氣錐位置相應收縮退後。

不過安裝激波錐也有另一層用意——安裝雷達,畢竟噴氣式時代已經進入導彈互射,要有效發現敵機並攻擊就必須有合適的雷達。在激波錐後面有一個空間可以安裝雷達,但是由於激波錐直徑都小於機頭,可想而知在裡面安裝的雷達直徑就更小了。雷達尺寸和性能之間存在必然關聯,越小性能也越差,所以早期殲-8系列不僅是腿短連眼神也不大好(跑不遠、看不清)。

激波錐進氣道的採用曾廣泛應用於戰機以及導彈,只要是採用激波錐進氣道的導彈肯定是超音速導彈(如:布拉莫斯反艦導彈),而採用激波錐進氣道的戰鬥機則一定是超音速戰鬥機。正是這種氣動結構對戰機性能影響越發嚴重,所以殲-8Ⅱ之後採用兩側進氣以提升戰機性能,其他國產戰機如殲-10、殲-16等也以機腹或兩側進氣為主。


河東三叔


殲-8高空高速戰鬥機、北約代號“長鬚鯨”是我國60年代研發的國產戰鬥機。

採用兩臺國產“渦噴-7”噴氣式發動機、實現了高空2萬米、高速2.2馬赫數的設計目標。

該型飛機採用機頭進氣、雙發、單座三角翼常規氣動佈局設計。
(殲-7系列


超音速戰鬥機)
(國產渦噴-7發動機/殲7系列和殲8的標配動力系統)

殲-7/早期殲-8超音速噴氣式戰鬥機採用結構簡單的機頭進氣、配套有機頭“激波錐”用於引發激波、壓縮來流、共同根據不同高度速度調節進氣量、“激波錐”內按裝有火控雷達和電線電測距儀。
(殲-8早期型號準備的JL-7火控雷達和測距儀)


(殲-8戰鬥機裝備的升級版
S-L4雷達)

受制於機頭進気設計、早期型號的殲-8無法配置大口徑火控雷達系統、作戰性能受到影響。

這就是殲-7系列和殲-8機頭“錐體”的作用和意義。


孔乙己亂彈


進氣錐,又叫激波錐,主要用於調節進氣道進氣量和消除激波對機翼的影響,還可裝測距雷達


新科娘


激波錐,用來調節進氣道進氣壓力的,不只是殲8有,很多戰機都有,比如說殲7,同時裡面還安裝有火控雷達。


老何157501439


不止殲-8,無論殲-8I還是殲-8II,以及最新型的殲-8D,在它的機頭的側面或正面,都有這樣一根錐體,它的名字,空速管,是用於測量飛機速度的,當然還有高度,還有飛機迎角等。再仔細觀察的話,不僅戰鬥機,直升機,民航客機也有。

五代機好像沒有了,其它放大來看也有的,如圖,稱為嵌入式。飛行器,大抵都是離不了的。有稱皮托管的,正式的名字應該叫個大氣壓力傳感器,用來測量飛行時的大氣總壓和靜壓。

基本結構的大致,長長的探杆之後,是一個空心的圓盒子,稱作膜盒,氣流大,它便會鼓起來,再用小槓桿和齒輪將膜盒變形程度用指針顯示為刻度,就是所謂的空速表。用來測量高度大致是一樣的,在地面的與高空的靜壓不一樣,可以顯示高度。

隨著電子傳感器未來越造技術越好,這種錐體探杆式的大氣數據傳感器,有可能被取消,但從目前的技術表現來看,還不夠理想,因為是兩個特別重要的飛行指標,大部分飛機猶在使用。然由於技術的繼承性,原理大致差不多。

可能不少網友覺得它長得特別礙眼,不怎麼好看,但這個位置是最佳的。有的安裝在機翼,有的在機尾,都沒機頭位置精確。只是長在這一位置,對雷達波有妨礙,有隱身飛機亦多不利,現在的設計,只能讓路。遠遠地觀察上去,越來越不明顯,有的乾脆採用嵌入式,就更加隱蔽了。


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