03.03 為什麼F22不用DSI進氣道?

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當時DSI進氣道還沒出現。DSI進氣道可以說是CFD(計算流體力學)高度發展的結果。

20世紀90年代初,洛克希德馬丁的工作人員開始研發一種CARET進氣道的替代方案,用於用在亞/跨音速飛機上。他們試圖取消附面層割道,放氣系統等一系列結構。

結果就是DSI進氣道。根據洛克希德馬丁公司的評估:如何F-22改用DSI進氣道,那麼進氣道方面可以減重約300磅。

現代噴氣式發動機技術原理是布雷頓循環,它有一個要求就是吸入的空氣必須是亞音速的。那麼飛機超音速飛行時該怎麼辦呢?

原理很簡單:用激波給空氣減速。在進氣道設置一道乃至數道激波。空氣通過激波就減速為亞音速。

MIG-21這種早期的超音速飛機就通過機頭進氣錐產生的激波為發動機吸入的空氣減速。

一道激波就是單波系進氣道。兩道激波就是雙波系進氣道,以此類推。波系越多,阻力越小,但是進氣道結構也越複雜。實際上到J-10A以及F-15這種四代機的時候,三波系進氣道和四波系進氣道內部的結構已經很複雜了。

而DSI進氣道,通過一個鼓包來模擬調節板等部件,本身的設計是相當複雜的。中國目前對於DSI進氣道的研究可以說是相當先進。為何?

DSI進氣道有著結構極其簡單的特點,但是其固有的缺陷是進氣道最優使用區間很小,對於F-35,J-10BC,FC-1梟龍這種不要求超音速巡航的飛機還好。但是如果既要求亞音速性能還要求超音速性能,那麼DSI就有比較大的問題。

對此J-20用的是可調式DSI。

這玩意看著很簡單,實際設計相當困難。不誇張地說,以美國人對DSI不那麼看重的態度來看,直到今天美國應該是沒搞出來可調式DSI的。


貞觀防務


F22不使用這種進氣道的原因很簡單,在相關設計工作展開的時候DSI進氣道沒有出現。在當時,最先進的進氣道是加萊特進氣道,這種進氣道在上世紀90年代才真正在技術上成熟了。而F22的設計開始的時候差不多就是這一時間。與以往的進氣道相比,加萊特進氣道的性能在多方面都有著不小的優勢,F22使用它才是正常的。

圖為F22戰鬥機的加萊特進氣道


首先,是這種進氣道能夠提供更小的進氣阻力。對於需要進行超音速飛行的飛機來說,進氣道必須能為氣流減速,以滿足發動機的進氣需求,減小在這一方面的阻力。一般來說,進氣道能夠產生的激波越多,對氣流的減速就越好,受到的阻力也越小。在當時,能夠形成三道激波的加萊特進氣道是最好的。

圖為F18戰鬥機的加萊特進氣道


這種進氣道還有個好處,就是便於雷達隱身。由於可以在進氣口作切角處理,這種進氣道能夠同時擁有較好的氣動性能和隱身性能,減少反射的雷達波。另外,這種進氣道的結構相對簡單,具有很好的生產性與維護性。總之,在DSI進氣道徹底發展成熟之前,這應該是最好的進氣道了。

圖為F35的DSI進氣道


至於現在的F22為什麼不換裝DSI進氣道,原因也是比較簡單的。首先,F22的生產線已經關停,這種級別的任務再難以完成了。其次,美國在這一方面的研究不夠深,無法讓這種進氣道能夠兼顧亞音速和超音速階段的性能。雖然這種進氣道結構更加簡單,對發動機葉片的遮蔽更好,但是對於追求超音速巡航的F22來說還是不夠適用的。


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區域拒止


DSI進氣道、激波阻力、附面層隔道、嘉萊特進氣道和布雷頓循環發動機等一系列專有名字,已經被很多大V說的相當透徹了!在此小編不再熬述,我想分享的觀點是F22在設計之時根本考慮不了這麼多,因為他是80年代就存在的武器,以那個時候的研究成果實在滿足不了DSI進氣道的需要。尤其是4S指標下的四代戰鬥機,因此附面層進氣道是誰都想不起來改動的基本設計。

DSI進氣道的一個重要短板就是無法滿足戰機超音速飛行的條件,這個條件就是對進氣道進氣速度的控制,上文提到的布雷頓循環發動機一項關鍵指標就是進氣速度,如果太快會影響發動機推進效率,因此噴氣式戰鬥機都會想盡辦法降低進氣速度,附面層隔道的作用就是產生激波擾亂氣流,進而幫助其降低速度,由此可見附面層隔道是不能取消的。

除了附面層隔道還有別的方法制造激波嗎?當然是有的,但這是很久之後的事情了,上世紀開始量產的F-22根本用不上這種技術,這個技術其實也很簡單,就是在進氣口的地方設置一個鼓包,這個鼓包的外形有一定隱身效果,同時也能產生激波。但問題是它肯定沒有附面層隔道好使,為了解決這個問題各國航空專家絞盡腦汁。

聽說有一種可以調試的鼓包,根據需要調節激波以滿足不同速度狀態下的飛行需要,這麼複雜肯定是人工控制不了的,因此在沒有先進機載計算機的年代想都不要想。F22歸根結底還是誕生的太早了,上世紀的裝備用到今天已經不可避免的過時了。F35的出現就讓人眼前一亮,它的進氣道很是特別,看得出來設計人員花了心思、配套的技術也跟得上。


利刃巨透社


為什麼美國的f22戰鬥機,使用的是較為落後的加萊特進氣道

f22戰鬥機在進氣道部位產生大量的反射腔,極大的增加了f22戰鬥機的rcs,

還特使勁去到需要一大坨的進氣格柵,防止進氣量過大,還得再來一個放氣的。

而dsi蚌式進氣道,對發動機的遮蔽效果更加明顯。

並且dsi鼓包能夠較好的利用空氣,將低速氣流拋出去。所以說dsi進氣道的效率比較高。

又說遠了。

中心思想就叫做f22的研發屬於80年代,dsi的成熟已經到了21世紀。

實際上f22戰鬥機趕不上的,又豈止dsi可調式進氣道?


嘯鷹評


主要原因是DSI進氣道出現的比較晚。

進氣道技術大約每十年會有一次大的突破。每一次進化,都會更高效更精簡。DSI進氣道的精簡水平在加萊特進氣道之上。

圖一:加萊特進氣道相較於上一代進氣道,比較簡練,省去一坨斜板。

F-22誕生於1990年代,所採用的加萊特進氣道,源自F/A-18E/F超級大黃蜂。在當時,加萊特進氣道技術算是最為先進的生產力。

用不十分嚴謹但比較通俗好懂的說法,是一個加萊特進氣道可以當兩個壓縮斜板式進氣道來用。它是受到高超聲速乘波機理論的啟發。50年代乘波概念誕生,80年代大量投入研究,90年代基於乘波概念的加萊特進氣道技術成熟,應用於戰鬥機。

圖二:F-35的DSI進氣道,省掉了附面層分離板和放氣門。

加萊特進氣道為固定式進氣道,結構相對簡單,也有利於隱身,對於2馬赫戰鬥機,能較好的兼顧亞音速,跨音速,超音速。進氣口雙斜切,在高亞音速和跨音音速大攻角和大偏航角飛行時,有良好的性能。

DSI進氣道是加萊特進氣道之後又一次突破。就結構設計而言,DSI更加簡練。以F-15為例,為了達到較好的超聲速性能,採用了相當複雜的四波系進氣道,在飛行中通過軟件和機械控制內部的可動壓縮斜板。F-22的超音速性能在F-15之上,加萊特進氣道取消了複雜的斜板。

F-22的進氣道和機身之間有一定的間隔,這是為了分離附面層,而加萊特進氣道需要保留放氣門。類似的設計也可參考F-16,它的進氣道和機身之間,也是有一定的間隔。

圖三:究級DSI進氣道,出現在殲20上。

而洛馬開發的DSI進氣道,則可以取消為了分離附面層所需要的附面層隔離板、放氣門、這就是DSI進氣道比加萊特進氣道更加簡練。但是,簡練的東西不等於簡單,DSI進氣道難度更大,需要更多計算量,去找到合理的設計區間。

DSI進氣道之初,洛馬率先裝在F-16上作試驗,認為其性能與傳統的皮托管式進氣離相當,剩餘功率略優,證明取消附面層隔道是有益的。中國在殲20的DSI進氣道更進一步,被稱為自適應鼓包氣道。


厲兵


DSI是不可調的,最大速度受到限制。


一葉楓流O靈似舞妖


😂需要全空域全速度兼顧的,保證大仰角情況下還有充足的供氣量的,最好就是加萊特進氣道。比如F22或者F18。如果戰機設定只追求某個空域和速度下的優勢,又有足夠的內部空間和減重的,可以追求DSI,比如F35。。。。。。DSI可調範圍比較小,兼顧了低速可能高速就兼顧不上了,像F35就是兼顧了亞音速區域,所以說DSI是十分不適合全面空優的五代機的使用的。


用戶2193287561765


才知道F22的進氣道這麼落後呀?這很影響隱身?為什麼不改呢?


手機用戶閒雲野鶴


因為沒來得及!哈哈哈就這麼簡單,其實還是對自己發動機技術的相信,因為dsi進氣道的飛行包絡並不寬,當時技術對於M1.6以上的速度支持並不好,所以對於最大速度M2.2的f22來講,並不感冒。殲20採用dsi只要是為了減重,取消機炮也是為了減重,因為發動機推力當時還是有差距,其次是殲20的dsi進氣道對高速做了優化,所以沒必要為了追求所謂的極速去做出重量上的犧牲。


知識就是力量啊


因為F22太早了,不但沒有DSI進氣道,綜合光電系統,穿蓋彈射,全面屏儀表臺都沒有,這十多年進步最大的就是電子設備,F22的電子設備還是十多年的水平,你想想民用領域十多年前的電腦手機是什麼樣子就知道F22和F35殲20等新產品有多大差距。


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