隐身飞机的进气道

晨枫

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  F-22 和 F-117、B-2 不一样,不光要求隐身,更要求机动性和超音速巡航性能。F-22 不光采用了弯曲的进气道(但弯曲程度不及 B-2),还采用了介于机侧和翼下进气口之间的所谓 Caret 进气口。这个 Caret 进气口不光在水平和垂直方向同时向后斜切一刀,还将矩形的进气道截面扭转成斜菱形的,避免了侧面的直立平面。Caret 进气口在垂直方向的向后斜切一刀可以和 F-15 的楔形进气口相比,在大迎角时具有将迎风气流兜住的作用,有利于发动机稳定供气。在水平方向向后斜切一刀则避免了唇部和前进方向成直角。然而,这样复合地斜切,加上进气道侧面和菱形机头的折边相当于边条,对进气口的气流场设计和整个飞机的气动设计要求很高,弄不好要弄巧成拙。Caret 进气口整个侧悬于机身,和机身的空隙正好作为边界层的泄流道,在机翼上表面开口泄放。取消的 A-12 攻击机的进气口也属于 Caret 进气口,当然 A-12 没有超巡的要求。

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F-22 的 Caret 进气口和机身之间有明显的空隙,这就是分离边界层的地方

进气口后上方紧靠机身的开口就是泄放边界层的地方

对比 F-15 的楔形进气口,F-22 的进气口的斜切一刀有异曲同工之妙

  YF-23 的设计要求和 F-22 一样,但更强调隐身和超巡。YF-23 采用翼下进气口和向上的弯曲进气道。翼下进气口和机身下截面的形状是吻合的,也是梯形,但摈弃了边界层分离板,而是别出心裁地在进气口前的机翼下表面开了很多小孔,用于吸走边界层,然后向机翼上表面泄放。机翼上表面气压低于下表面,这是机翼产生升力的道理。YF-23 巧妙地利用了这个原理,通过孔道将边界层从发动机进气气流中吸除,抽吸到上表面,解决了边界层分离的问题。不过不知道长期在恶劣环境使用时,会不会这样有孔道堵塞的问题。边界层分离板的结构彻底消失,消除了一大导致强反射的前向孔穴。从这一点上说,YF-23 的进气口隐身设计比 F-22 的 Caret 进气口还要先进。翼下进气口还在气动上保证了发动机在大迎角下的稳定供气,这一点和苏-27 是一样的。

YF-23 的结构解剖图,注意标 58、59 的地方,这就是边界层吸入和泄放的地方

边界层吸收装置



从正面看,进气口前的机翼下表面是平整的,除了现在被涂没的洞孔外

拆除发动机的 YF-23 反而可以看见弯曲进气道的情况

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