1、详解进气道人长寿的秘诀是什么？保持呼吸，不要断气！对飞机而言，发动机要是吸不到空气了，那飞机就要开始做惊险刺激的蹦极运动了，而且是单程运动。飞机进气口作为吃空气的部位，随着技术的不断进步，要求却越来越高，已经成为飞机设计的一个重要组成部分。在飞行中，空气应该平顺的进入发动机，这样才能给予最佳的工作状态。如果进去的气流有时强时弱，发动机在高速运转中就容易出事。吃不到空气，发动机就要空转，飞机就容易失速。如果吃的空气过多，就像有人拿高压气阀对着你的鼻子猛吹，你难受不说，还容易振喘。点击查看大图：羊儿咩咩不在地上吃草，却蹦到天上来吃空气。 。 。 。总的来说，喂给发动机的空气应该保持在一个合适的范围
2、内。如果空气不足，那就应按想办法多开些孔，或者把鼻子撑撑大，使发动机能吸入更多的空气。如果空气太多了，那就应该放掉一些，不让空气堵住发动机。但仅仅有这些还是不够的，由于空气有黏性，在与飞机表面接触的时候，其近层由于黏性会有摩擦作用，并导致速度逐渐降低，产生紊流，这一层被称之为边界层。而且随着速度越快，影响越多。这是一个递增的影响，如果表面越长，影响会不断累积。一个100米长的板子，边界层流到最末端会扩散到1米厚。而外层则不受影响。点击查看大图：这张图就展示的很清楚了，气流在物体表面接触时候，它的近层会因与表面摩擦等因素，速度会逐渐减慢，最终产生不温稳定的紊流，而外层却不受影响。这层紊流是是边界
3、层。点击查看大图：而这张图就显示的更直观了，气流经过圆柱体时，表面的气流不断减慢，流到最后反而成了倒流，会产生不断旋转的乱流。而且它的边界层界面也随着流动不断的扩大。这边界层进入发动机后会影响发动机工作，还会造成伤害，所以一般进气口都是避免吸入边界层的。为了使进气口里就能吸入纯净的空气，人们想出了各种办法。比如把整个进气口远离机身，在进气口前面加到隔板来把边界层分离掉。或者直接用压力把边界层给挤压出去。点击查看大图：民航的飞机使用翼下吊挂的发案，这样进气口就能直接探出脑袋伸到外面，来呼吸新鲜的空气。所以边界附面层的影响不大，基本可以忽略。点击查看大图：第一种喷气战斗机 Me262也采用翼下吊挂
4、的方案，避免了边界层的影响。点击查看大图：早期的战斗机都采用机头进气，就像这架米格17一样，避免了边界层的影响。但机头进气的话机头就无法安装大型雷达，所以后来的战斗机都把机头这最重要的部位让给了雷达设备，进气口就只能移动到两侧或者腹部了。这样一来，边界层的问题就出现了。点击查看大图：早期的亚音速飞机，它的进气道属于亚音速进气道，结构比较简单，为了把边界层分离掉，就在进气道口前简单的加了个隔板，通过隔板把边界层气流给泄放出去。自飞机进入超音速时代后，情况就明显复杂化了。发动机需要吸入的是亚音速的气流，如果进来的是超音速气流，那么发动机不仅会呛着，还会有振喘。因此对超音速飞机而言，进入进气道的气流
5、，首先要把他从超音速降为亚音速，不仅如此，在进气口内部，还有扩压段，进一步降低气流的速度。如何把超音速气流降低为亚音速？答案就是通过激波。激波是个高密度的空气层，超音速气流穿过激波后，温度，压强大幅增大，而速度大幅下降。进气道就是通过产生激波压缩空气使气流达到减速。这里要介绍下飞机个速度下的名称：低音速区：00.4马赫亚音速区：0.40.8马赫跨音速区：0.81.2马赫超音速区：1.25.0马赫高超音速：5马赫以上点击查看大图：幻影2000战斗机，进气口前面有隔板，用来把边界层给分离掉，然后让边界层气流从上下两个方向泄掉。而在他的进气口处，还有两个突出的圆锥，用来引发激波，这样气流经过激波后就
6、减速为亚音速气流了。由于超音速飞机的飞行马赫数变化范围大，所以仅仅靠激波减速还不够，还需要能够可调节，对幻影2000而言，它的两个半圆锥是可调节的。通过向前或向后伸缩来调节激波的前后位置，通过调节不同的工作范围来适应发动机的需求。但随着飞机性能不断提高，对进气的要求也水涨船高，这种锥型的调气口已经力不从心了。首先它可调节的范围小，而且飞机作机动时，比如仰角机动，那么它的进气效率就严重降低。因此这种圆形，半圆形进气道现在已经很少用了。后来出现了一种矩形截面的进气道，它通过可调节的挡板，不仅用来隔离边界层，还可以产生一道斜面的激波，美国的鬼怪 F4，毛子的米格23，TG 的歼8II 用的就是这种。
7、点击查看大图：歼8II 的矩形进气道，它在进气口前伸出了块挡板。挡板不仅能隔离低能量的附面层，还能产生斜面的激波。看到机尾后面的腹鳍了么，我在上一贴的时候提到过这个可折叠的腹鳍，现在正处于折叠状态，在飞行的时候再打开。如果把这个矩形进气道从上向下斜着切一刀，这样矩形进气道就成了楔形进气道了。飞机高速飞行时，楔形进气道在最前端产生一道斜的激波，然后里面的可活动挡板也产生多道斜激波。在这几层斜激波的压缩后，超音速来流的部分动能转化为压力能，作用后的结果就是使空气减速，最后经里面的扩压段扩压后，气流就以亚音速流进发动机。这种进气道最早出现在米格25上。点击查看大图：F15的楔形进气道，可以看到它的进
8、气口很明显的像被人拿了把大菜刀斜切了一刀。左上的彩图里可以看到 F15的进气道入口，如果仔细看的话能发现上唇有三块斜板。它进气道的内部图清楚显示了在进气口后有一个突然增大口径的扩压段。通过进一步扩大截面积来降低气流速度。点击查看大图：这张近距离图就显示了它的工作原理。F15进气道口有三块斜板，激起3道斜激波加上之后的1道正激波，总共4道激波。这种进气道也称之为多波系超音速进气道。超音速气流在3道斜板的层层压缩下，产生3道斜激波，速度一步一步地降低，在第4道已经减为正激波时，它的速度刚好是1马赫，之后速度就从超音速开始降低为亚音速了。要把超音速的气流减成亚音速并不是个连续减速的过程，而是依靠激波
9、来一段一段的减速。这就好比你从二楼下到一楼，楼房里没有一个斜坡，只有楼梯，你就只能这么一级一级的下去。但也可以看到，它的第三道斜激波跟第四道正激波有交汇的地方，交汇处会产生一些滑流，两个激波面相交会形成一条线，这条线上都会产生滑面。滑面进入进气道会有气流畸变，对发动机的工作不利，要让这股滑面放走，不让它进入发动机。而进气道内部的扩压段再次把亚音速气流减速，使得最终“喂给”发动机的气流速度往往只有0.3到0.5马赫。F15的进气道口是可以整个向下偏转的，中间的第二块斜板有吸附层小孔，把进气道自身产生的附面层给吸附出去，而它的第三块斜板，也是可以上下偏转的。F15在飞行时，通过电脑自动调整斜板的角
10、度来调整激波的方向，使进气道始终处于最佳工作状态。点击查看大图：飞机在刚好达到1马赫时候，所有的气流以音波的速度刚好聚集在一起，这时候激波平面刚好垂直于来流的空气，这垂直的激波也称正激波。而当飞机速度超过音速时候，飞机把声音远远的拉到了后面，激波也就成了斜激波，而且速度越快，这激波也越尖锐。换句话来讲，要想使超音速减速，在通过一个个斜板的时候，必然第一道激波最尖锐，然后通过激波增压减速，这时候过去的可能还是超音速。通过斜板产生的第二道激波，进一步增压减速。通过第三道。 。 。 。第四道。 。 。 。第五道。 。 。 。 。那么早晚会有一个时段，刚好被减速为1倍音速，这时候就发生了声波重叠，斜激
11、波也就变成了垂直的正激波。因此这正激波就像一个标志性符号一样，正式代表气流刚好处在1倍音速。然后正激波过后，速度才开始从超音速减为亚音速。由于亚音速不会再产生激波来减速，要想进一步减速，只好依靠传统手段，通过扩张进气道的横截面来使速度降下来，一直降到适合发动机工作的速度为止，这就是多波系超音速进气道的工作原理。通过多次弱的斜激波，一下子不行，那就来多次，一直降到合适的为止。由于 F15的工作范围很广，从亚音速，跨音速到超音速，这么一个宽范围的区间，气流的性质差异很大，单一的进气道无法满足。所以需要这些可活动的斜板来不断调整，通过调整斜板的角度来调整激波的参数，使得进气道始终处于一个最佳的工作范
12、围内。点击查看大图：拉斯维加斯的内利斯空军基地，从他背部打开的减速板可以看出来，这架扮演敌军的F15C 正在降落。注意看他的进气道跟机翼前端结合处，全身涂满了蓝色，唯独有一段却呈现了深灰色，这一小段别致的深灰色暴露了他的真面目。仔细看的话，就会发现他的进气道上罩正处于向下偏转状态。低速时候他的进气罩向下翻，里面的第三块斜板向上翘，这样他的进气喉就粗粗的，利于发动机大口大口的吸气。而高速的时候，外面的进气罩向上翘呈水平状，里面的第三块斜板向下放，压缩空气使第三道激波远离进气的下唇。F15的进气道上罩向前延伸很长，有点类似与 F16的腹部进气道，大仰角机动时能捕获更多的空气。点击查看大图：这张就展
13、示的更加清楚了。点击查看大图：而台风的进气口，在腹下。它上面的隔板，用来产生激波。斜板上开了很多小孔，这些小孔是用来吸附斜板自身产生的附面层的，然后流经到后侧面泄放掉。就是从图中的绿圈处吸附附面层再从红圈处泄放掉。而红圈处后面的一个大泄放口，是高速时用来泄放进气道里过多的气流的。它进气口的下唇，是个可活动的斜板，用来调节进气的。这个调节板的作用可是大大的，在低速起降的时候向下打开，这样就能吸到更多的空气。在做大仰角机动时也打开，就像一个张开的大漏斗。而高速的时候向上偏转来缩小进气口，减少里面高压气流的溢出。而且向上偏转相当于唇缘向后退，这样就跟斜激波保持了一段距离，避免吸入斜/正激波交汇处的乱
14、流。点击查看大图：而对于 F16，由于它是属于高低搭配中的低端，主要执行亚音速作战任务。它的进气道是种亚音速进气道，结构就简单多了，没有什么可活动部件。它的进气口比较钝圆，超音速飞行时会在进气口前产生一个强烈的脱体激波，迫使超音速气流急剧地减为亚音速。这种依靠单一波系减速的进气道比 F15这类的多波系进气道会有更多的压力损失，损失的压力能被转化成了热能。这种单波系减速好比你从二楼下一楼时，没有楼梯，你要下去的话就只能跳下去，所以这就不是下楼而是跳楼了。点击查看大图：这种进气道结构注定了 F16不能有效的进行高超音速飞行，这在1.6马赫以上尤其明显，压力的损失对发动机的效率影响很大。它若以2马赫
15、飞行，是属于一种高危险飞行了。F16的这种正激波进气道的最优工作范围一般在0.8到1.2马赫，其他的速度范围下效率就下降。而 F16也主要在这个速度区间内作战，可以看出，他的进气道是专门对跨声速进行优化的。这图可以清楚的看到 F16的进气道也是有根加强筋的。我们的歼10的加强筋由于在外面大家可以看得到，而被大家骂。殊不知，这 F16也是有的，只是更加隐蔽罢了。帝国主义向来比社会主义隐藏的更深，更加的狡猾。点击查看大图：歼10腹部的可调式多波系进气道，前面的附面层斜板大大地延伸到前面，这快大面板不仅用来隔离附面层，仰角时也用来迎风兜住气流。在挡板后缘有大量的细孔，用来吸附挡板产生的附面层，并从两
16、侧流出。点击查看大图：与 F15不同的是，歼10虽然也用多块斜板，但第一块是固定的，可活动的斜板都在后面，看到前面挡板后面的链接缝了么？这说明后面的板子是可活动的。歼10的进气道很明显是种超音速进气道，因此歼10干的是高速截击兼顾格斗的活。这个多波系超音速进气道，超音速性能优良但也要付出结构复杂跟重量增大的代价，所以有了这6根加强筋。而歼10的进气道侧面像被啃过一口，并不是一个完全的斜面，更像一个凹面，这是为了改善飞机侧滑时候的飞行性能。歼10的是种超音速进气道，而 F16的是亚音速进气道，光从进气道的设计就可以看出他们的作战思想和任务很不同。两者根本没有可比性。后掠双斜面超音速进气道（CAR
17、ET 进气道）前面说过，把一个矩形进气道斜着切一刀，就成了楔形进气道，那么斜着切两刀呢？那就成了后掠双斜面超音速进气道啦，哈哈。一个从水平方向斜切，一个从垂直方向斜切。这种进气道的代表就是 F/A-18E/F/G.跟 F22。这种进气道，不仅上壁产生一道激波，内壁也同样产生一道激波，对气流进行双重压缩，而且这两道激波会重合成一道激波，效率就更高了。仰角机动时，上壁也可以将迎风气流兜住，更好的把气流送进进气道里去。点击查看大图：CARET 进气道的设计，其实源自于乘波飞行器的概念。一般飞机的机翼，由于其下表面的高压气流会沿着外侧流到上表面的低压区，这就造成升力损失。于是英国人 Terence N
18、onweiler 设计了这种沿中线向下折的机翼，这样所有的高压气流都被集中到机翼下方而不会流窜到机翼上方去。下方的高压气流由于集中在一起，使得压力更高，这样升力也就更大，这种机翼就是 CARET 翼。而对于 CARET 进气道，它紧贴在激波的后面，阻断与外界空气的交流，进气道就像在一个封闭的空间里进行工作。由于没有外界空气的影响，就能获得更高的压力，效率自然也更好点击查看大图：早期的 F/A18C，使用的是比较简单的固定式隔板进气道，它前面的斜面隔板不仅用来分离附面层，也引出道斜激波。点击查看大图：气流经过激波后会因受到物体表面的挤压而改变流向，会沿着物体表面的方向流动。气流每经过一道斜激波后
19、，流速呈梯度下降，而压力则呈梯度上升。在流过最后一道与气流方向垂直的正激波后，流速从超音速降为亚音速。点击查看大图：大黄蜂的进气道结构跟这个很类似，先由前面的斜板产生一道弱的斜激波，后面圆钝的外唇口产生第二道斜激波，其中一部分波面向外，一部分波面伸向进气道内。由于伸入进气道内的激波与来流方向垂直，所以那部分激波也被称之为正激波。而外唇呈收敛状，这是为了配合来流方向使之能更好的兜住气流，减少溢流损失。点击查看大图：斜板分离的附面层从机背上流出，就是机背上那条长长的粗黑槽。但由于在机翼上开了一道口子，会造成升力的损失，而且也不利于隐身。所以新型的 E/F/G 型都大大的减少了这道口子的大小，还作了
20、隐身的处理。 点击查看大图：大黄蜂从 E 型开始，就变圆为方，换成了这种，从外面看像是个斜的菱形截面一样。大黄蜂是最先享用了 CARET 进气道这种时髦的玩意。点击查看大图：F22的 Caret 进气道跟它的机身高度融合，使得武器舱的空间能做到最大化。起落架，发动机等跟进气道全部整合在机翼下方。这种上单翼的结构，使的机翼下方容量十足，下机身也可以对空气压缩，产生额外升力。CARET 进气道的上壁和内壁都后掠，它们各自产生道斜激波，两道激波会融合成一道斜激波，它们从内上侧开始一路“小夫妻恩爱”到外下侧。但如果两个后掠角度设计的不好的话，比如一个后掠，一个垂直，则两道激波只会在内上侧重合，一路走下
21、去后就会“男女各奔东西” ，那么进气道减速增压的效率就严重下降。在内/上壁产生的重合激波面像个盖子一样把进气口盖住，这个“盖子”后面的气流仍然为超音速，只有经过进气道里面的正激波后才会减为亚音速。因此 CARET 进气道一般可以认为由两道激波系组成：前面的斜激波和里面的正激波，前面的斜激波是由内壁与上壁产生的两道激波共同重合成一道激波而成。而斜激波与正激波会在进气道的外下侧相交，相交处会产生滑移面。为避免滑流进入进气道，通常都会精心设计使得正激波面裸露在进气道外一点点，好让这股滑流沿着相交的外下侧流走。点击查看大图：YF22的进气道。可以看到迎面飞来的猛禽，他的进气道内温度很高，是因为激波减速
22、增压后，压力增大，导致温度上升。对 F15这类的“口”形进气道，激波从上臂产生并会在整个下壁前方产生溢流，而对 F22这类的 “”形进气道，它的上壁和内壁各产生一道斜激波并平滑过渡，最终只会在外下侧产生溢流，使得产生溢流的地方从一条线减少成一个点，这样压力损失就更小。F15在不同马赫段时需要不断调整斜板的角度来保持溢流始终出现在下唇口前方并从前方流走。而 F 22在从低马赫到高马赫飞行时，他的第一道斜激波角度会不断后倾，而第二道正激波也会相应的不断后移，但两道激波始终会在外下侧相交，使得溢流始终从外下侧流走。这种进气道有双压缩面，具有更高的效能，而且结构也简单，更重要的是它非常符合隐身的要求，
23、可以很容易的跟飞机的边线条融为一体。它在飞机做大仰角或侧滑时对气流的敏感性也比常规的进气道要来的小。但这种进气道对设计的要求非常高，如果弄的不好，只会弄巧成拙。国内对这种进气道也有深入的研究，相信等我们的四代机出来后，也会看到这种 CARET 进气道。点击查看大图：F22的进气道背部，每边都有多个孔。这些都是用来泄放附面层气流的。但 F22由于要考虑隐身，它对这些孔都做了隐身处理，敷了层细密的金属网格，把强散射变为弱散射。无附面层隔道超音速进气道（DSI）这个 DSI 的鼓包设计，在 X35上最先出现，然后一个不小心，被成飞给山寨了，出现在出口给小巴的枭龙上。于是，一下子，瞬间，同时期，一个非
24、常大的群体性事件爆发了：中国军迷沸腾了！平时大便用茅坑，刷牙用盐巴，吃饭用咸菜，行军靠走，通讯靠吼，土的不能再土的 TG，这次居然紧跟世界潮流的最前沿，美国前脚在他最新式，最华丽，闪烁着无数高科技技术于一身的 F35上才开始采用的 DSI，我们后脚也用上了，而且居然还是最先赏赐给小巴用的。这是种什么样的巨变啊！平时处处受落后挨打的怨气，每每看到资本主义装备的各种新式装备，再回头看看自家土的不能再土的东西，心里的落差是叫天天不灵，叫地地不应，那种郁闷的感觉整整笼罩在每一个中国军迷的心头。而现在，有了 DSI，沉睡了千年的力量再次的苏醒，东方的雄狮再次发出震撼的怒吼。清晨的红日是那么的耀眼，那么的
25、温暖。小学生高呼太阳公公起床了，初中生高呼火红的太阳从东方冉冉升起，高中生高呼东方泛起了一片鱼肚白，大学生高呼远方中渐露出一片晨曦。大家放眼朝东方望去，仿佛看到了毛泽东在天安门城楼上郑重地宣布中国人民从此站起来了。大地在颤抖，人民在沸腾，军迷的激情终于爆发了，齐声嘹亮的高唱：起来，不愿做奴隶的人们，把我们的血肉筑成我们新的长城。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。！ 此处省略3000赞美词 DSI 全称叫 Divertless Supersonic Intakes。之前所有传统的飞机，在对付机头产生的低能量附面层的方法，都是把进气道“抬”到外面，这样进气道跟机头间就有个空袭，然后让附面层从这个空袭中溜走，但这么做也付出了结构沉重的代价，对隐身也不利。而通过DSI 设计，设计出了这么一个鼓包，结构一下子变的很简单了。取消了附面层隔离板，泄气系统，压缩斜板等，实现了为飞机减重。这个三维的鼓包对来流空气进行压缩，沿着它的两面顺势将附面层给挤压出去。点击查看大图：可以看到，在经过这个 Bump 鼓包后绝大部分的附面层气流被挤压到进气道的上下两侧并被泄放掉。这么一来，几乎都不需要隔板，泄放口等部件了，达到了用简单的部件来完成复杂的功能。实在是一件功德无量的大事。点击查看大图：
