为什么战斗机发动机进气口没有与机身融合?

如题所述

什么是附面层,虽然理想状态下空气是直接顺着机体和机翼等流动,但这只是在大尺度下(雷诺数较小)的情况。由于流体的粘性,实际在微观尺度下(雷诺数较大),靠近机身的部分气流会受到机身的黏滞导致越靠近机身的气流速度越慢,存在了一个速度梯度,降低了这部分气流的能量。这一层能量较低的气流,就叫做附面层,或者边界层。层流附面层和紊流附面层,平板和低速低雷诺数状态下还仅仅是近体气体流速降低能量下降,一旦超过转捩点或受到曲面扰动产生负速度梯度差,进而发生附面层分离现象,导致宏观湍流,进一步破坏气流能量。这些紊乱的低能量气流如果进入进气道输入发动机,将导致发动机进气畸变、总压恢复降低、压气机叶片失速等等,最终的结果就是轻则推力下降和喘振,重则熄火停车;附面层分离的极端情况:球体尾流现象,又称卡门涡街,想想发动机吃这么些丸子进去,此时就需要所谓的附面层/边界层控制装置,来防止机体表面的附面层紊流进入发动机,或者说是为了给发动机提供干净的进气气流改善工况。为此除了比较容易看见的隔板以外通常还有吸除系统等多种设备来消除附面层影响;通过气动布局回避附面层问题最早的喷气式战斗机,就是德国Me-262啊英国“流星”啊什么的,发动机推力太挫,两台才能把飞机推上天,直接采取翼吊发动机短舱布局,一边儿吊一个,进气口直接对着压气机,自然没有什么附面层问题了;史上第一架实战Jet Fighter,大德意志科技力世界第一,后来发动机推力大了,直接一台就能搞定,两边进气有附面层问题不稳定,那就直接从机头一整根进气道通到发动机,驾驶舱直接骑进气道上,形状规则的进气道里的气流就好控制多了,发动机也可以方便地匹配,因此机头进气布局也不用怎么考虑附面层处理问题。

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第1个回答  2017-12-11

为了不把附面层吸进进气道。常规的做法有:进气道前的隔板挡掉,进气道壁板上的小孔把附面层吸掉,鼓包把附面层推走进气口直接贴近机身会导致发动机进气受到机身附面层影响,降低进气效率。DSI进气道也是为了分离附面层设计的dsi进气道哪那么好设计,su27和f16都是上世纪80年代的,那时候还没这技术,j10b已经换dsi进气道了,从空气动力学的角度已经回答得很好了,就是为了空气的防止附面层分离。发散一下歼20的鸭翼,民航的波音737,空客A320翼尖的看起来不那么和谐的翼稍都是这个作用,以及强五进气道万恶的进气道水平隔板也是这个作用。

第2个回答  2017-12-11

这种鼓包式无隔道进气道是比较新的技术,F22也没用这个技术,它是利用气流三维效应通过这种鼓包把低速附面层流从两边溢出,而传统的隔道式进气道是通过隔道把低速附面层从进气道隔开的。军机飞行马赫数大,为了保证发动机风扇和压气机的性能以及保护发动机叶片,必需使进入发动机的气流均匀,即尽可能渐少进气畸变。由于贴着飞机头部过来的气流产生低速附面层流,进入发动机会影响风扇和压气机性能,甚至导致其失速损坏叶片,故往往需要除去这个附面层。这个鼓包式进气道设计难度很大,乃我大男航动能学院某气动组的绝技。记得有次某教授的讲座讲这个,可惜我上课迟到了只听了一半而已。

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