从枭龙和 J-10B DSI J-20 DSI

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原载西西河

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从无到有:枭龙的 DSI 进气道

  枭龙是全世界第一个装备部队的 DSI 飞机

  根据南航杨应凯的论文《枭龙飞机 Bump 进气道设计》所说:

  枭龙飞机 Bump 进气道性能优异, 总压恢复系数高,与斜板进气道比,提高 0.02~0.04;综合畸变指数低,满足进/发匹配要求;并且取消了附面层隔道和放气门系统,使得飞机阻力小、重量轻、可靠性高。

  杨的论文提供了如下几个信息:

  1、枭龙 DSI 进气道的总压恢复系数高于原来所用进气道。考虑到进气道总压恢复系数提高1%,可使发动机推力提高 1.3%~1.5%,这是枭龙使用 DSI 后的一个重要的动力系统性能提高;

  2、枭龙 DSI 虽是固定进气道,其适应范围却大于原来的斜板进气道,因为 DSI 的使用使枭龙得以取消原来斜板进气道的放气门;

  3、枭龙 DSI 还取消了原来斜板进气道的附面层隔道。这与上面讲的取消放气门一起,“使得飞机阻力小、重量轻、可靠性高”。

  除了上述优点外,本文还想强调枭龙 DSI 的另一个重要性能特点和枭龙是如何选取设计数据来使这个特定形状的 DSI 达到这个重要性能特点的。

  先说这个重要性能特点,就是这个固定进气道在比较宽广的速度范围内维持了高的进气效率。

  这个结论同样来自杨的论文。在论文的最后一页的图 8(a),给出了枭龙 DSI 的总压恢复系数随速度变化的曲线。从这个曲线看,大致在 0.6 倍音速到 0.7 倍音速之间,总压恢复系数最高。但这个最高值是一个非常平缓的曲线的最高值,实际上直到 1.6 倍音速曲线都很平缓;在速度超过 1.6 倍音速后,总压回复系数开始快速降低。

  在说设计数据选取之前,我先强调一下枭龙进气道的特定形状:

  1、枭龙为了提高 DSI 进气道的性能特地给机头做了修形,把原来相对平展的机头下侧面改为稍稍凸出的曲面。这实际上与 F-35、J-10B、J-20 所做的都相反。这个修形是基于枭龙 DSI 的特定形状。杨的论文中有修形前后对比图;

  2、枭龙的 DSI 基本是上下对称的形状,与 F-35、J-20 都不同。

  现在说一说枭龙 DSI 的设计数据选择,来源同样是杨的论文:

  Bump 进气道设计点为:最大马赫数 Ma=1.7,预压缩鼓包当量压缩半锥角为 20°,高度 H=11km 并以此确定捕获面积;在 Ma=0.8~1.2 范围内,按发动机最大状态时的流量确定喉道面积,喉道马赫数 M ath 控制在 0.6~0.7;

  我录出上述数据,为在下一篇 J-10B 的 DSI 文章中,作为对比之用。

  枭龙 DSI 暂说的这里。我对枭龙 DSI 的总体看法是:

  1、作为全世界第一个实用 DSI,不但简单、减重,而且以无任何辅助调节手段的固定形状在比较宽广的速度范围实现良好的性能;

  2、这个 DSI 在形状上尚有待进一步完善以提高诸如大迎角状态的进气效率,也需在形状上进一步完善以取消附面层吸除装置。

 
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