F15兩側的進氣道與機身之間的縫隙對高速飛行有多少影響?

看見F15的圖片時候,發現F15的進氣道與機身之間存在縫隙,身為強迫症總想把那點縫隙給填上,疑惑它會不會增加它在高速飛行時候的阻力,為什麼沒做成其他飛機一樣的與機身平滑過渡呢?而且它的進氣道明顯偏離了發動機的中軸線,這個偏離會不會增加空氣進入發動機的阻力從而降低空氣的流動速度


氣動力學有時候就是這麼巧妙。有時看似增大阻力的設計,其實作用恰恰相反。

只說那個縫隙,是為了減小進入進氣道的「附面層」效應,從而提高進氣效率。而附面層通過縫隙和機身之間的整流罩被排除出去。

關於進氣道的學問非常大。常說的渦輪噴氣式發動機的5大部分就是進氣道,壓氣機,燃燒室,渦輪,尾噴管。而我們常常看到的發動機裸機並不包含進氣道部分。一般是配合每種機型,單獨設計進氣道氣動外形。

關於進氣道的文章也很多,不再贅述,轉載一個鏈接可供參考:

圖文並茂:四代機戰機基本知識,進氣道的故事!_三軍論壇


直接填上估計就連M1都飛不到了。。。


進氣道,是伺候噴氣發動機的。

噴氣發動機入口的空氣壓力越高,溫度越低,越有利於產生更大推力。越快速的空氣,蜂擁衝進進氣道後一擠壓,自然壓力越高。(注意是普通噴氣發動機的工作範圍)

貼個百度來的(後續貼圖同樣來源)發動機原理圖。

如果是早期的機頭進氣飛機,顯然沒有問題中所說的那道縫隙了。

殲7。

但是機頭是裝雷達的好地方啊,雷達就是眼睛,眼睛當然比鼻子重要了。所以鼻子,進氣道就往旁邊挪挪吧。

但是附面層問題就來了。

附面層從概念上很好想像,開車的時候手伸出窗外,雖然風吹得很快,但是緊貼你皮膚的那一層空氣一定不會快。簡直就是必然的,手不會被風吹走,自然帶著挨著的空氣也變慢了。

所以,機身進氣道旁邊挨著機身的那層空氣流速就慢了,不希望這部分空氣進入發動機。

辦法大概有兩個,第一個是開縫,慢的空氣到縫裡去吧,簡單粗暴,如圖。這就是本問題的回答了,那道縫隙是為了發動機更好的工作,對飛行有利。

第二個方法是隆起一個包,離機身表面遠的快速空氣把近處的慢速空氣吹到包包的邊上去,簡單優雅,簡寫為DSI。沒找到DSI的流場圖,自己想像吧。

簡單粗暴和簡單優雅都是指方法原理簡單自然好理解,要做工程設計還是相當相當相當有難度的。

不是做進氣道專業的,錯的地方請批評指正。


填上才影響呢


上圖mig29,進氣道和機身間有縫。

F18,背部有縫隙放氣

fa18e,進氣道內側和上方都有縫隙

幻影2000,進氣道和機身間也有你說的其他飛機是哪個?


(在技術不發達的年代)故意的

貼近機身的部分,空氣流速會銳減,稱為「附面層」。把進氣道做得遠離機身,可以獲得更均勻的流場。這樣用手算起來比較輕鬆。

但有了計算機流體模擬的技術之後,非常複雜的流場也能算了。於是可以甚至把壓縮器跟機身做在一起,體積小、重量輕、雷達截面平滑,就是所謂的 DSI 技術。F-35、梟龍、殲-20 這些新一代戰鬥機都使用這樣的設計。


速度越高,附面層影響越明顯,甚至可能讓發動機失速。

進氣口離開飛機表面能躲開附面層,獲得比較乾淨整齊的流場,提高進氣效率。

但是正如我們分析的,加一個縫會增加亂流,影響氣動性能,同時對飛機的力學結構要求要更高,所以並不是最好的解決方案。

因此DSI(Diverterless Supersonic Inlet)就誕生了

在進氣道前的機身,做一個凸起,能讓本來流速很低緻密的附面層重新獲得速度,同時向外和向上導流,這樣就能隔絕大部分附面層進入進氣道內。


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