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浅谈战斗机的超音速进气道

来源:中网资讯综合 时间:2014-06-28 19:00:09

  

浅谈战斗机的超音速进气道(1)

  NASA的F-15吊挂一个试验吊舱,测试CCIE的性能。

  NASA在2011年8月开始用F-15B对新型可变截面超音速进气口飞行测试,最高速度达到M1.74。研究飞行系列共有8次飞行,1月5日完成了最后 一次试验。此后进入数据分析阶段。这个所谓“开槽中心体进气口实验”(Channeled Centerbody Intake Experiment,简称CCIE)采用TechLand研究公司设计的可变槽道中心体技术,用于解决低超音速到高超音速飞行里大范围调节空气流量和激 波位置的问题。CCIE如果研制成功,将是超音速飞行技术的一件大事。

  超音速飞机尽管飞行速度超过音速,但涡喷和涡扇发动机都是在亚音速下工作的,一般要求在M0.4-0.5,这样可以确保风扇、高低压压气机叶片的叶尖速度 在音速以下,否则引起的激波不仅严重影响效率,也容易损坏涡轮机械。另外,燃烧室里的燃烧扩散速度的理论极限也为音速,再快就是爆炸了。所以,超音速飞机 的进气口不仅要把进气理顺,最重要的是把超音速的进气气流降低到亚音速。进气口的总压恢复系数(发动机的实际进气压力与自由空气压力之比)推力和油耗的影 响很大,一般说来,总压恢复系数提高1%,推力要求可以降低1.3%。进气口形状和边界层分离装置对飞机气动阻力的影响自不待言。

  飞行体在前飞时,前方的空气压力波按照音速传导。飞行速度低于音速时,压力波的传导快于飞行体,其结果是空气在前方及时闪避,好像船首波推开波浪一样。飞 行速度达到音速的时候,压力波的传导和飞行速度等同,前方空气不再可能闪避,而是被压缩叠加在一起,密度急剧增高,形成垂直于前进方向的平面激波,极大地 增加了飞行阻力和对飞行体结构的应力,这就是所谓的音障。飞行速度超过音速后,平面激波变成锥面激波,锥面的角度和速度有关,速度越高,锥度越尖锐,飞行 阻力实际上下降了,就好象从拖着一面墙前进变为拖着一把倒开的伞前进。由于激波对气流的减速作用,激波的位置和形状对超音速进气口设计至关重要。

  

作者:  责任编辑:yaoqun
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