米格-15



澳门新葡亰官方登录 1

澳门新葡亰官方登录 2

>

喷气时代

米格-15战斗机由苏联米高扬-格列维奇飞机设计局设计的,北约给予的绰号是“柴捆”,是苏联第一代喷气式战斗机的代表。据统计,米格-15战斗机各型机总产量超过16500架,是苏联制造数量最大的喷气式飞机。

喷气式飞机的发动机工作需要吸入大量空气,依靠空气中的氧气来进行燃烧,。在航空史上,对于飞机发动机进气口的设计,经历了一个十分漫长的过程。从最早期的机头进气,到后来有了激波锥,再到后来的附面层隔板进气道,到可调隔板进气道,最终演变成了现在的DSI进气道,经历了一个极其漫长的过程。

结构特点

F-22战斗机的加莱特进气道,纯机械时代的设计巅峰

米格-15采用机头进气模式。机身上方为水泡形座舱盖,内容弹射座椅。气流在机头由进气道内的隔板分为左右两股。机翼位于机身中部靠前,后掠角35度,带4枚翼刀,翼下可挂两只副油箱或炸弹。机翼穿透机身,与进气道内的隔板总计将气流分为4股。在机翼前缘放有一定量的铅,以降低机翼对扭曲刚性的需求。飞机不装备雷达,不具备全天候作战能力。

在这一过程中,载人航空器突破了音障,又接连飞行到了两倍音速甚至三倍音速。在这期间,进气道也完成了一次又一次的进化。进气道的发展,从战后的第一代喷气式战机开始,经历了十分漫长的过程,今天咱们就来盘点一下,各个大国对于进气道的研究工作。

吞云吐雾的米格-9

第二次世界大战结束后,各国都展开了战后第一代喷气式战机的研制工作。二战期间,德国研制了历史上第一种批量装备部队,参与过实战的喷气式战斗机ME-262。战后,同盟国获得了大量德国的技术资料和研究人员。再加上各国在二战期间都曾对喷气式发动机展开过研究,所以二战刚刚结束,美国和苏联就拿出了自己的喷气式战机作品。

米格-9战斗机机头的那门37mm机炮开火的时候,会产生大量的烟雾,导致发动机喘震甚至停车

由于当时技术上的限制,第一代喷气式战机基本上就是活塞式战斗机塞入了一个喷气式发动机,例如苏联的米格-9战斗机就是如此。人们当时还没有意识到,进气道吸入的空气会对发动机的工作产生巨大的影响,面对好不容易腾出来的机头空间,米高扬设计局兴奋的在机头正中间塞进了一门37毫米机炮。

中国空军也曾短暂装备过米格-9战斗机

然而这一设计却给飞机发动机造成了严重的问题,这门机炮一旦开火,产生的烟雾会整个吸入发动机内,造成发动机喘震甚至直接熄火。正因如此,在后来的米格-9M上就将这门机炮移动到了机身右侧。总的来说,米格-9并不能算是一款成功的战机,该战机从1947年正式投产到1952年全部退役,服役期仅有短短的几年,十分的短命了。

超音速时代来临

战斗机接近音速时产生的“音爆云”就是因为空气被压缩产生的

1951年,,NACA(NASA
的前身)物理学家亨利·艾伦发现,在大气层中高速飞行的航天器前端会对前面的空气产生非常强烈的压缩。飞行器的速度越快,这种效应就更加的明显。飞机的速度接近音速时,飞机前面的空气会被压缩成一堵厚厚的墙,导致阻力急剧增大,飞机接近音速时产生的音爆云就是这样产生的。

各种进气方式对飞机阻力的影响,可见激波锥确实能够减少飞机的阻力

这种阻力一方面会导致飞机难以跨越音速,另一方面也会导致飞机机身温度急剧升高,损坏机载设备。为了减少飞机高速飞行时的阻力,并抵消阻力和温度带来的损害,战后许多飞机上都安装有激波锥。激波锥使得飞机机头面对阻力的面积变成了一个点,同时流经激波锥的空气在压缩的同时流速也会变慢,而空气摩擦产生的高温也会在流经机身之前消耗殆尽。所以战后许多强调高空高速性能的二代机都安装有激波锥。同时激波锥也为飞机安装雷达提供了空间。

澳门新葡亰官方登录,随着雷达越来越大,激波锥设计也越来越夸张,图为米高扬设计局的E-150系列验证机以及苏联的高速截击机方案

难缠的附面层

随着飞机的速度越来越快,另一个问题也严重的影响了进气道设计,这个问题就是附面层产生的问题。该问题早在1904年8月12日就在德国海德堡举行的第三届国际数学家大会被定义,因为空气是有一定粘性的,在高速飞行状态时,靠近机身的空气会附着在机身上,其速度趋近于零,而这些空气又会粘附更外一层的空气,更外一层的空气又会粘附下一层空气,这样就导致空气在飞机表面形成了一个低速层。

流经圆柱体产生的附面层

此前机头进气的飞机,由于进气道就在机身正中间,所以不存在附面层问题。机头进气方式逐渐被淘汰后,为了进一步减少机身阻力,最后一批二代机和三代机大多都将进气道移动到了机腹和机身两侧,附面层的问题就在这时凸显出来了。一旦飞机的发动机吸入了这种流速较低的空气,速度和密度都不均匀的空气会导致发动机发生故障甚至停车。

米格-23战斗机的附面层隔板

标签:, , , , , , , ,

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

相关文章

网站地图xml地图