歼36采用DSI进气道所以速度达不到1.6马赫?最大飞行速度有多高?

晓凡聊趣事 2025-03-17 16:42:51

歼36战斗机采用了非常独特的三发动机设计

歼36战斗机采用了非常独特的三发动机设计,两侧的发动机进气道采用了可调的加莱特进气道。很显然这是一种追求大速域的进气道设计,这就意味着歼36的飞行速度会比较高。但是中间那台发动机的进气道不好安置,所以采用了背部进气的DSI进气道。有很多人认为歼36的飞行速度因此受到了很大限制。有人翻出了一篇论文,是有关背部进气的大S弯DSI进气道进气效率的论文。文中对大S弯DSI进气道的效率进行了优化,结果显示该进气道在1.53马赫下工作效率最高。于是有些人据此认为歼36的最大飞行速度只有1.6马赫左右。

高超音速飞行器上也有使用DSI进气道(BUMP进气道)

很显然仅凭一篇论文就得出这样的结论是非常片面的。实际上DSI完全可以工作在更高的速度下,即使是五、六马赫都不是问题。也就是说DSI是可以工作在高超音速下的。DSI真正的问题不是工作速度的问题,而是高效工作区间比较窄的问题。要弄清楚这个问题,我们需要仔细回顾一下国内DSI进气道的技术发展历史。所谓DSI进气道或者叫BUMP进气道,也叫无附面层进气道,就是利用进气道口的鼓包来产生一道激波,将来自前方的附面层空气分开,并将其挤到进气道两侧,使其无法进入进气道。从而达到排出附面层空气的作用。

DSI进气道可以工作在6.5马赫高超音速下

国内使用DSI进气道的战机共有六款,有歼10C、枭龙、歼20、歼35、海山鹰,最新的就是歼36。最早应用DSI进气道的是歼10C和枭龙战斗机,这个阶段的DSI进气道还是固定式的,也就是进气道鼓包是不可调的。这一阶段的DSI进气道的最大工作速度在1.8马赫左右。其工作原理还仅限于对激波进行简单利用的范畴。如果想进一步拓展高效工作区间,就需要把固定的DSI进气道发展到可调DSI式进气道。

歼20的最大飞行速度可能在3马赫

随后发展到歼20的DSI进气道就变成了可调式DSI进气道。也就是根据进气速度调节进气道前那个鼓包的外形,使其能够适应更宽的速域范围。歼20的可调式DSI进气道最高可以工作在3马赫下。这种可调式的DSI进气道可以算做是第二代DSI进气道。到了歼36战斗机,DSI进气道可能已经进化到第三代了。有论文显示国内的DSI进气道从最初的对激波的简单利用发展到了一个新的阶段。在利用激波的基础上同时增加了对涡流的利用,大大拓展了DSI进气道的速度工作范围。这种类型的DSI进气道的最大工作速度可以超过1.8马赫。

第三代DSI进气道在利用激波的基础上同时增加了对涡流的利用

退一步讲,即使那篇论文的结论得有一定道理。歼36的DSI进气道也不是非得采用大S弯进气道不可。其实有一个非常简单的办法就可以将DSI进气道的工作速度大幅提高。那就是改变一下发动机的安装角度,将发动机的前部抬高以适应背部的DSI进气口。这样进气会更顺畅,进气道就不是大S弯进气道而变成了小S弯进气道。进气道的工作环境就得以大幅改善。自然就可以工作在更高的速度下了。对应尾喷口的排气方向就需要再偏转一个角度了,也就是尾喷口也变成小S弯尾喷口了。不过这也不全是坏处,只要把尾喷口的外形做一些适应性改进即可。比如把尾喷口截面略微提高,以适应排气阻力的增加。这样尾喷口还能获得一个额外的好处,就是雷达波更难以照射到尾喷口里面。这对于雷达隐形更为有利。

歼36采用两维矢量喷口

那么歼36的最大飞行速度会有多高呢?我们前面也做过分析,对于歼36来说,其超音速巡航速度可以达到2马赫左右。这是站在其气动外形的角度进行的分析。其基本技术逻辑是机头产生的激波不会触及两翼的翼尖。否则飞行阻力会大幅上升。据此分析出歼36在这一技术条件下的飞行速度为2马赫左右。这个应该就是歼36的超音速巡航速度。

歼36采用的是涡增升的类乘波体气动设计

歼36的气动设计结合了乘波体气动设计和涡流增升两大技术手段。在2马赫的超巡速度下,歼36的气动外形可以最充分的利用机身下方激波产生的高压空气,可以将激波能量发挥到极致。同时翼身组合体没有完全覆盖马赫锥的全部面积。而是在机身边条外侧和机翼前留下一个狭窄的三角形缝隙。机身下方的空气可以从这个三角形的缝隙翻到机翼上方形成边条涡和机翼涡,二者耦合后形成更为强大的涡流。让机翼上方气压更低,从而获得更大的升力系数。而且当迎角增大,边条涡和机翼涡还可以进一步增强。这对于歼36提高机动性也会有很大帮助。也就是说在这样的技术条件下,歼36的气动性能可以达到最优。所以我们认为歼36的超巡速度在2马赫左右。

歼20采用的是可调的DSI进气道

那么歼36的最大飞行速度能够进一步提高吗?当然是可以的,大家知道战斗机在高空飞行速度可以比中低空飞得更快的。如果以激波不触及两翼翼尖为准,歼20的最大飞行速度是2.55马赫,但是在飞到高空以后,实际上歼20的最大飞行速度可以达到3马赫。而且这还不是歼20的气动和发动机的上限。歼20的最大速度实际上是被限制到3马赫的,无论是使用WS10C还是使用WS15发动机都是这样。其实真正的速度限制来自飞机蒙皮温度的限制。也就是说飞机蒙皮的耐热温度限制了战斗机的最大飞行速度。因为当前树脂基复合材料的最高工作温度就在350度左右。对应的最大飞行速度就是3马赫左右。所以在现有的材料体系性能的限制下,3马赫可能就是歼36的最大飞行速度了。否则就要重新研制新的材料体系了。

歼36采用的是双后掠的三角翼气动布局

站在气动外形设计的角度,歼36的飞行速度超过2马赫以后。机头产生的激波就会打在机翼上了,也就是说气动阻力会有明显上升,这就要求机翼有足够的强度应对激波的冲击。但是只要机翼的设计强度足够,飞行速度可以超过2马赫进一步提高,付出的无非是阻力上升的代价。只要发动机推力足够,能够克服增加的阻力并能获得正向收益,那就是值得尝试的。当速度达到2.5马赫左右,不仅是机翼,歼36的整个机头边条也会处于激波的洗礼下了。不过只要发动机给力,速度还可以进一步提高到3马赫左右。正所谓力大飞砖,或许这就是歼36第三台发动机出现的意义。

歼36在2马赫飞行速度下的马赫角大概是33度左右

因为歼36的亚音速升阻比在15左右,而超音速升阻比可能在10-12左右。而且机翼面积巨大,翼载荷只有五代机的一半左右。所有这些有利条件可以让歼36获得25-30公里左右的升限。在这样高的飞行高度上飞行,可以把飞行阻力降低到空前的水平。如果歼36的第三台发动机是冲压发动机,歼36甚至能获得长时间超过2.5马赫的飞行速度。就是达到3马赫左右的飞行速度都是有可能的。所以我们判断歼36的最大飞行速度可能在2到3马赫之间。具体多少要看那第三台发动机的情况。这可能才是歼36气动和动力设计中最神秘的部分。

1 阅读:787

评论列表

威武霸气

威武霸气

1
2025-03-27 15:55

j36是加莱特进气道

晓凡聊趣事

晓凡聊趣事

感谢大家的关注