對(duì)于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)而言,進(jìn)入進(jìn)氣口的氣流速度必須是亞音速的,超音速氣流直接進(jìn)去的話,會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)喘振甚至停車,所以超音速戰(zhàn)斗機(jī)的進(jìn)氣道除了基本的進(jìn)氣功能外,還有個(gè)任務(wù)就是調(diào)節(jié)氣流速度。
怎么調(diào)速呢?利用激波。當(dāng)飛機(jī)以等音速或超音速飛行時(shí),在其前面出現(xiàn)的由無數(shù)較強(qiáng)的波迭聚而成的波面,這個(gè)波面就稱為激波,實(shí)際上就是一層受機(jī)頭強(qiáng)烈壓縮的空氣層。由于超音速氣流穿過激波后,溫度和壓強(qiáng)增大,速度卻大幅下降,所以超音速戰(zhàn)斗機(jī)的進(jìn)氣道,就通過產(chǎn)生激波的方法來給氣流減速。
早期的超音速戰(zhàn)斗機(jī)通過進(jìn)氣道口安裝的圓錐或半圓錐裝置來壓縮空氣形成激波,如米格-21、殲-7、幻影-2000戰(zhàn)斗機(jī)等,通過進(jìn)氣道口的圓錐(幻影-2000是半圓錐)來形成激波,使氣流減速,并通過圓錐向前或向后伸縮來調(diào)節(jié)激波,以滿足大范圍的飛行馬赫數(shù)變化。
到了楔形進(jìn)氣道上,就通過進(jìn)氣道上沿的楔形唇口來產(chǎn)生激波,然后再在唇口內(nèi)可以安裝多塊調(diào)節(jié)斜板來改變激波參數(shù)。當(dāng)飛機(jī)高速飛行時(shí),進(jìn)氣道上沿的楔形唇口產(chǎn)生一道正激波,同時(shí)進(jìn)氣道唇口里面的活動(dòng)斜板也各生成一道斜激波,這些激波共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流的減速,形成多波系減速。
米格-21進(jìn)氣道里面中心錐就是產(chǎn)生激波的把超音速氣流降低到亞音速,理論上可以通過一道正激波來實(shí)現(xiàn),比如F-16,但這樣做總壓損失較大。所以就采用多級(jí)斜板,利用這些斜面壓縮空氣產(chǎn)生多道斜激波來減速,氣流每經(jīng)過一道斜激波,流速呈梯度下降,然后一道一道減速下來,速度便降為亞音速,然后再經(jīng)過喉道擴(kuò)張段,進(jìn)一步降低流速,就可以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口了,這就是多波系超音速進(jìn)氣道的工作原理。
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