歼-8战机机头那个突出的椎体是做什么的?有什么用?

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那是战机的进气调节锥,可别小看这个部件,战机的发动机性能或多或少的受到这个小部件的影响。战机到了喷气机时代后,就需要吸入大量的空气来满足正常的飞行,比如著名的F-22每秒就需要140千克的空气吸入量(标准大气压下相当于一个114立方米空间的空气量),而且战机在起飞和超音速飞行的状态下所需的空气量都是完全不同的,进气量太多则会出现喘振的现象,这时候就得利用辅助小孔放气,相反如果进气量不足则需要辅助小孔来进气,可以详细观察一下下图F-15的进气孔和放气孔。

▲A和C就是进气了,B就是放气

清楚了这一点我们再来看看进入发动机进气道的空气,现代很多的战机都是可以超音速飞行的,但这就不意味着发动机进气道里面的空气也是超音速的。空气进入发动机进气道后速度应该是逐渐降低的(最好是在0.4马赫到0.7马赫之间),而且压力应该是逐渐上升的,所以发动机进气道内的空气最好是低速高压的状态,但是在战机飞行和做各种机动动作时气流是紊乱的,而且状态也是各不相同,这就需要一个额外的调节结构,于是就有了调节锥和调节板。

▲F-15的调节板

这两种装置的作用是能够让空气流入进气道时产生激波,这样一来进入的空气会在激波的作用下达到低速高压的状态。同时该装置还可以调节进气口的横截面积,从而控制进气量和进气状态,调节锥和调节板在飞行速度为1.8马赫以下的战机上面一般都是固定的,因为这个速度下的战机对进气量的相对变化影响较小,而且还能免去一套复杂的机械装置。这里再说说DSI进气道,那个鼓起的包也能起到调节锥和调节板的作用形成激波,但是这样就会影响到发动机的正常进气量(前面有个突出包,会阻挡空气,所以DSI进气道并不是好的没缺点)

▲米格-21的调节锥

目前来说类似于歼-8这样的机头进气道战机都放弃了调节锥,因为现代战机都会在机头部分安装雷达,调节锥毕竟提供的空间有限。

▲幻影2000两侧的小调节锥,眼尖的朋友还会看到一层隔板,那叫附面层隔板,因为战机飞行过程中机身表面会形成一层减速气流,也就是附面层,附面层隔板就可以阻绝这层空气进入发动机从而影响发动机的效率

此外除了苏式战机外,法国的幻影2000也采用了调节锥,只不过人家的是在机身两侧,机头位置就可以空出来装雷达用。


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见过歼-8战斗机的人可能都会问这么一个问题,那个突出的椎体是做什么用的?其实这个突出的椎体叫做进气锥(激波锥),主要目的在于调节进入战机发动机空气的速度。说的直白一些,就是将空气速度调节到发动机所能接受利用的程度。这一设计在今天是几乎没有的,即使需要这种用途,也是将其转移到机翼部位或者机侧身面上。

普通的喷气发动机一般都是需要亚音速的空气才能够完全工作的,否则发动机将会吃不消这些冲进来的高速空气。有了这个调节气流速度进气锥的存在,就很好的解决了这个问题。事实上,这个进气锥并不是保持位置不变的,一旦飞机飞到3马赫左右时候音锥附近就会产生空气流出的情况,从而在一定程度上影响发动机工作的效率。为了解决这一问题,当飞机速度越快是,机头进气锥的位置也就越靠后。从空气动力学角度来说,机头最佳应该是那种流线型的,但出于制造原因,一般都被制造成那种偏圆润的形状。

战机进气调节锥,并不是歼-8战机首创,在苏联米格-21战机,中国歼-7,英国TSR-2,法国的幻影,美国的SR-71也都有类似设计,只不过是进气锥所具体放置的位置有所差别。比如法国幻影的进气锥就被安装到了贴紧肚皮的地方,而美国SR-71的进气锥则被放在机翼上。往往影响这种进气锥具体安装位置的是飞机发动机所在的位置,毕竟这是为发动机来服务的。

歼-8战机和歼-7的机头为了达到调节气流的目的做成尖形,满足了发动机的同时也牺牲了飞机本身的雷达系统。我们都知道,良好的雷达系统对一架战机来说,在空中是决定生死的,而往往体积比较大的雷达才有足够探测的能力。战机为了探测前方空域的情况,雷达一般被放置在机头中。歼-8和歼-7的机头那么尖,肯定是严重牺牲了雷达。现代DSI进气道的出现,很好的解决了这个问题。但对于当时的苏联来说,米格-21战机只不过是一种非常廉价的消耗品罢了,质量不好也就那样吧。

我们所熟知的美国F-22猛禽战机主要是通过进气道中的隔板和间隙来调节空气流速的。其与上文提到的DSI进气道不属于同一种东西,现在这两种到底哪种更优秀还没有一个准确的说法。不管如何,肯定不会有当年那么落后的进气锥设计了。倒也不是说这种进气道目前没有了,只是说普通飞机用不到了,一些导弹和高超音速飞行器依旧有着这种设计。最主要的原因在于这种设计可以最大程度压缩空气,提高发动机工作效率。


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战斗机在超音速飞行中都会产生激波,所谓的激波就是在战斗机在超音速飞行时气流中的强压缩波。气流的扩散速度低于战斗机的飞行速度,机头部位的空气被战斗机前进力量挤压形成空气叠加效应,仿佛就是把空气推挤叠压成一道“空气墙”,我们所说的音障,音爆,音爆云的产生就是战斗机突破这层空气墙时发生的,当然,这是一个比喻。战斗机为什么要安装激波锥呢?战斗机的喷气发动机依靠空气气流进入产生动力势能,而进入发动机的气流流速必须是亚音速的,超音速战斗机就必须要将超音速气流变成亚音速,并且增加压强,激波锥就是干这个用的。激波锥的使用是为了满足战斗机上面的喷气式发动机进气需要,喷气式发动机包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压发动机、脉冲发动机等。喷气发动机所需要的气流流速必须是亚音速的。而战斗机超音速飞行时进入发动机的气流也一定是超音速的,加装激波锥就在进气口激波锥尖部产生激波效应,通过这个激波锥产生的斜激波对迎面而来的气流进行压缩减速,使气流变成亚音速气流进入发动机。为什么要把超音速气流减速为亚音速气流呢?气流越快飞机速度不是越高吗?下面详细说明一下这个问题;



激波锥的作用之一,气流减速;喷气发动机对吸入的气流有一定的要求,涡喷、涡扇发动机工作原理都是依靠“布雷顿循环”原理,气流流速必须是亚音速,否则超音速气流会损坏发动机。激波锥能够在超音速飞行时在锥尖部位产生激波,激波你可以理解为是一个气流墙,激波成斜向扩散,这样就使迎面的高速空气流减速增压,将气流的动能转化为势能。激波锥通常都有两道以上的圆锥曲线,超音速气流会产生两道以上的激波效应,迎面而来的超音速气流经过两道锥形激波后被压缩减速,通过环形进气口进入到亚音速内压式扩压器中,也就是战斗机的进气道,因此,超音速气流在激波锥产生激波效应的阻挡下,进入到发动机进气道的气流受到干扰变成了亚音速气流,并且压强增大,实现对气流的减速增压,这是一个作用。



激波锥有固定的也有可调解的,有机头激波锥进气道也有两侧激波锥进气道;激波锥进气道除了使超音速气流减速至亚音速气流,还要求不能具备粘性的附面层,也就是飞机表面以及进气道口和进气道壁不能产生表面的粘性空气层。所以激波锥进气道既能将吸入的空气减速至亚音速又要过滤掉粘性附面层。激波锥具备调解功能,通过操纵系统控制激波锥体前后运动实现进气量大小调解,满足战斗机发动机对于进气量的要求,同时战斗机为可以通过泄压口将多余的空气排出机体外。无激波锥的超音速战斗机也需要把超音速气流减速至亚音速气流,这是必须的,可采用扰流板等措施。所以,现在的战斗机基本都是两侧进气或是腹部进气,虽然没有了激波锥,但有扰流板。而最先进的战斗机的进气道则采用了“蚌式进气道”,其目的也是把超音速气流减速至亚音速气流。


安装雷达等设备;歼-8战斗机采用了激波锥进气道,这个激波锥里面是一个空腔,所以也把雷达等设备安装到了激波锥里面。看似一专多能,其实由于激波锥的面积要比机头小很多,所以雷达的直径不能太大,而雷达直径和性能有必然的联系,因此,雷达受直径大小的限制影响到了雷达的性能,这也是为什么歼-8战斗机被歼-8I l取代的原因。除了雷达受激波锥体积限制以外,还受到进气道口的遮挡,影响探测扇面的角度。目前机头进气这种设计模式已经被两侧和机腹部进气道所取代。其实不光是战斗机,有些导弹也采用激波锥进气道,但凡采用了激波锥进气道的导弹肯定会是超音速导弹,但凡采用了激波锥进气道的战斗机一定是超音速战斗机。





兔哥42928


国产早期战斗机都是源自苏联米格系列的仿制品,普遍采用机头进气标配“激波锥”,由于高速飞行喷气式战斗机依赖空气流入产生动力势能。发动机所能接到的气流速度必须是亚音速,一旦超过音速就必须进行减速,激波锥的作用就是将空气速度调节到发动机所能接受的程度。

而激波锥也分为可调节和不可调节式,歼-8就采用可调节的中心激波锥,当飞机在不同速度下高速飞行时,激波锥会进行伸缩调整以调节进气量使发动机处于最佳工作状态。如果:飞行速度越快,机头进气锥位置相应收缩退后。

不过安装激波锥也有另一层用意——安装雷达,毕竟喷气式时代已经进入导弹互射,要有效发现敌机并攻击就必须有合适的雷达。在激波锥后面有一个空间可以安装雷达,但是由于激波锥直径都小于机头,可想而知在里面安装的雷达直径就更小了。雷达尺寸和性能之间存在必然关联,越小性能也越差,所以早期歼-8系列不仅是腿短连眼神也不大好(跑不远、看不清)。

激波锥进气道的采用曾广泛应用于战机以及导弹,只要是采用激波锥进气道的导弹肯定是超音速导弹(如:布拉莫斯反舰导弹),而采用激波锥进气道的战斗机则一定是超音速战斗机。正是这种气动结构对战机性能影响越发严重,所以歼-8Ⅱ之后采用两侧进气以提升战机性能,其他国产战机如歼-10、歼-16等也以机腹或两侧进气为主。


河东三叔


歼-8高空高速战斗机、北约代号“长须鲸”是我国60年代研发的国产战斗机。

采用两台国产“涡喷-7”喷气式发动机、实现了高空2万米、高速2.2马赫数的设计目标。

该型飞机采用机头进气、双发、单座三角翼常规气动布局设计。
(歼-7系列


超音速战斗机)
(国产涡喷-7发动机/歼7系列和歼8的标配动力系统)

歼-7/早期歼-8超音速喷气式战斗机采用结构简单的机头进气、配套有机头“激波锥”用于引发激波、压缩来流、共同根据不同高度速度调节进气量、“激波锥”内按装有火控雷达和电线电測距仪。
(歼-8早期型号准备的JL-7火控雷达和測距仪)


(歼-8战斗机装备的升级版
S-L4雷达)

受制于机头进気设计、早期型号的歼-8无法配置大口径火控雷达系统、作战性能受到影响。

这就是歼-7系列和歼-8机头“锥体”的作用和意义。


孔乙己乱弹


进气锥,又叫激波锥,主要用于调节进气道进气量和消除激波对机翼的影响,还可装测距雷达


新科娘


激波锥,用来调节进气道进气压力的,不只是歼8有,很多战机都有,比如说歼7,同时里面还安装有火控雷达。


老何157501439


不止歼-8,无论歼-8I还是歼-8II,以及最新型的歼-8D,在它的机头的侧面或正面,都有这样一根锥体,它的名字,空速管,是用于测量飞机速度的,当然还有高度,还有飞机迎角等。再仔细观察的话,不仅战斗机,直升机,民航客机也有。

五代机好像没有了,其它放大来看也有的,如图,称为嵌入式。飞行器,大抵都是离不了的。有称皮托管的,正式的名字应该叫个大气压力传感器,用来测量飞行时的大气总压和静压。

基本结构的大致,长长的探杆之后,是一个空心的圆盒子,称作膜盒,气流大,它便会鼓起来,再用小杠杆和齿轮将膜盒变形程度用指针显示为刻度,就是所谓的空速表。用来测量高度大致是一样的,在地面的与高空的静压不一样,可以显示高度。

随着电子传感器未来越造技术越好,这种锥体探杆式的大气数据传感器,有可能被取消,但从目前的技术表现来看,还不够理想,因为是两个特别重要的飞行指标,大部分飞机犹在使用。然由于技术的继承性,原理大致差不多。

可能不少网友觉得它长得特别碍眼,不怎么好看,但这个位置是最佳的。有的安装在机翼,有的在机尾,都没机头位置精确。只是长在这一位置,对雷达波有妨碍,有隐身飞机亦多不利,现在的设计,只能让路。远远地观察上去,越来越不明显,有的干脆采用嵌入式,就更加隐蔽了。


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