早期的噴氣式戰鬥機的機頭是平口的,為什麼要這樣設計呢

戰鬥機 設計 電腦 橄欖情愫 2019-04-28

提起噴氣式戰鬥機,可能很少有人注意到早期的噴氣式戰鬥機的機頭是平口的,為什麼要這樣設計呢?

早期的噴氣式戰鬥機的機頭是平口的,為什麼要這樣設計呢

其實噴氣式飛機進氣道的佈置需要考慮四個問題:進氣效率、結構重量、整流和減速增壓。

不管是天上飛的,地上跑的,只要用到噴氣發動機,那麼就必須保證進入發動機的氣流均勻穩定。

早期的噴氣式戰鬥機的機頭是平口的,為什麼要這樣設計呢

進氣道的第一個作用就是整流,讓空氣有序的進入發動機。將進氣道佈置在機頭開口,好處就是進氣道位於最前方,氣流進入進氣道時處於最簡單的自然狀態,非常方便整流。

早期的噴氣式戰鬥機的機頭是平口的,為什麼要這樣設計呢

像後來飛機把進氣道佈置在兩側或者下方,空氣在進入進氣道前會被機頭整流罩和其他前部機身結構擠壓,氣流比較紊亂,需要更復雜的整流方法,在空氣動力學和計算能力較差的四五十年代不太合適。特別是對於戰鬥機而言,整流的要求更為嚴格。

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戰鬥機作為高機動戰鬥機,經常要做出大角度的俯仰和側滑動作,而對進氣道而言,不同的仰角和側滑角會都會很大程度的改變進入進氣道的氣流流速,造成進氣不均勻,損害發動機。

所以戰鬥機的進氣道設計難度是飛機裡最高的,因此在理論和計算能力都不發達時,採用機頭進氣能有效降低設計難度。

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在結構方面,噴氣式戰鬥機發動機基本都在尾部軸線上,在正前方佈置進氣道讓空氣直接貫通全機,進氣道的設計並不複雜,最容易減少結構重量。

在進氣效率方面,如上面提到的,當時的空氣動力學尚處於初級階段,電子計算機的計算能力也不足,很難設計出比機頭自然進氣效率更高得進氣方式。

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最後就是減速增壓。噴氣式發動機的進氣道最重要的任務,除了整流,就是減速。比如開頭的問題中,早期的噴氣式戰鬥機不但採用了機頭進氣,還在進氣道中間設計了一個圓錐,這個圓錐的作用就是減速。

當噴氣式飛機超音速飛行時,發動機內的空氣流速可能會超過飛機飛行速度,加上燃燒造成的高溫,運行環境非常惡劣,就算是現在最先進的材料都遠不能保證空氣以音速進入發動機不會對發動機造成損害。

所以進氣道需要在不降低流量的情況下將空氣減速下來,這就是減速增壓。像殲7這樣在機頭進氣道中間設置一個圓錐可以在空氣進入進氣道前先被圓錐壓縮,從而降低速度,增大壓力。

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