对于飞机发动机而言,进入进气口的气流速度必须是亚音速的,超音速气流直接进去的话,会导致发动机喘振甚至停车,所以超音速战斗机的进气道除了基本的进气功能外,还有个任务就是调节气流速度。 怎么调速呢?利用激波。当飞机以等音速或超音速飞行时,在其前面出现的由无数较强的波迭聚而成的波面,这个波面就称为激波,实际上就是一层受机头强烈压缩的空气层。由于超音速气流穿过激波后,温度和压强增大,速度却大幅下降,所以超音速战斗机的进气道,就通过产生激波的方法来给气流减速。 早期的超音速战斗机通过进气道口安装的圆锥或半圆锥装置来压缩空气形成激波,如米格-21、歼-7、幻影-2000战斗机等,通过进气道口的圆锥(幻影-2000是半圆锥)来形成激波,使气流减速,并通过圆锥向前或向后伸缩来调节激波,以满足大范围的飞行马赫数变化。 到了楔形进气道上,就通过进气道上沿的楔形唇口来产生激波,然后再在唇口内可以安装多块调节斜板来改变激波参数。当飞机高速飞行时,进气道上沿的楔形唇口产生一道正激波,同时进气道唇口里面的活动斜板也各生成一道斜激波,这些激波共同作用实现对气流的减速,形成多波系减速。
把超音速气流降低到亚音速,理论上可以通过一道正激波来实现,比如F-16,但这样做总压损失较大。所以就采用多级斜板,利用这些斜面压缩空气产生多道斜激波来减速,气流每经过一道斜激波,流速呈梯度下降,然后一道一道减速下来,速度便降为亚音速,然后再经过喉道扩张段,进一步降低流速,就可以进入发动机进气口了,这就是多波系超音速进气道的工作原理。 |
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