成飞六代机背上的第三台发动机破案了!

老刘闲说说 2025-02-12 10:48:06

西工大2019年论文已论证:中国的六代机思路,美国人跟不上

最近一段时间来,各路网友都在挖掘第三台发动机的由来以及是哪种发动机的可能,然而西工大在2019年发表的一篇论文却似乎已经解释了歼-36配备第三台发动机的来龙去脉,这篇论文的标题是《带鼓包的背负式大S弯进气道流场特性及参数影响规律》,作者是贾洪印, 周桂宇, 唐静, 吴晓军, 马明生等研究者。

西工大的这篇论文想要把结构简单重量轻的DSI进气道与机体背部这个复杂结构组合,但是又要解决背部气流复杂影响的问题,同时还要解决一个最佳配速范围和在配速外发动机如何保持稳定低功率运行的要求。

DSI进气道已经在歼-10C和JF-17以及教练-9(山鹰教练机)和歼-20上使用,美国也有在F-35上使用,这种进气道的优点是结构简单重量轻,就一个鼓包,内部海上空的,留出来还可以放置电子设备,并且在速度范围内性能优秀,F-22用的是加莱特进气道,靠近机体部分有一道狭缝,内部还有调节结构。

DSI进气道的鼓包和加莱特进气道的狭缝,其实用处就一个,就是隔离附面层,战斗机的进气道是为发动机提供气流的,要求来流“纯”,附面层是接近机体表面的一层湍流,相当不好处理,加莱特进气道的狭缝就是将附面层“隔离并释放”,DSI进气道就是将附面层通过鼓包“吹散”,刚好“驱离”进气道范围,两者都是这个用处,那么两者优缺点在哪里呢?

DSI进气道:结构简单重量轻,缺点是工艺相当复杂,没有风洞大量计算造不出好的DSI,另一个是速度范围比较低,一般在低于2~2.2马赫效果最好;

加莱特进气道:结构比较复杂,重量也比较大,工艺相对比较简单,不过速度可以比较高,上限一般能到3.5马赫左右;

机体背部使用DSI进气道,速度不高的情况下这个完全没有问题,并且机体背部附面层相当复杂,使用DSI进气道结构简单隔离效果还好,但是背部DSI进气道有两个问题需要解决:

背部进气道会出现一个大S弯头,这个进气道的最佳速度范围是多少?

低于或者高于这个速度,并且机体处于机动状态时如何保证发动机正常工作?

DSI进气道无法高速的原因是无法调节,无法对高音速飞行后激波进行有效处理,使得进气道工作条件非常复杂,导致速度增加后效率不好的主要原因;并且背部还因为机体厚度很大,而发动机大都布置在机身中下部,需要有一个大S2弯连接到发动机。

西工大的论文显示,这种大S弯道的DSI进气道的最佳速度在1.53马赫左右,之后总压恢复系下降,根据计算结果,西工大论文提出的改进方案是适当减小鼓包高度或减小唇缘后掠角,有利于进气道性能改善,同时确保在机动条件下改善进气道进气条件保证发动机正常运行。

西工大的论文并不长,只有8页,论证完结果就结束了,完全没有透露会用在哪里!种花家早就看到过这篇论文,当时还在想,这种进气道是无人机用的吧,有人战斗机怎么可能会用这种背负式进气道?尽管好莱坞科幻片中的战斗机确实很“常用”,但是在现实中这种进气道只有机动性要求很低的轰炸机以及部分无人机使用。

谁都没想到,在5年后这种背负式进气道竟然用到了六代机上!有很多网友就有疑问了,这篇论文说了最佳速度是在1.53马赫,那是否表示六代机的速度只有1.53马赫?其实并不是,机腹的加莱特进气道是为了高速设计的,比如歼-36的最高速度可以达到2~3马赫甚至更高,但它最节油的巡航速度可能是1.53马赫,当然这也不是说只能在这个速度巡航,比如也能以2马赫以上的速度巡航,只是油耗会比较大幅度增加,影响最终航程。

这种方式或许能让歼-36的超巡时间远超各位预料,比如F-22的超巡只能持续半小时,歼-36或者是能全程超巡,这个意义也相当大,毕竟到目前为止还没有任何一种飞行器不开加力能全程超巡的。这也说明成飞的解决方式非常务实,这种方式有点像歼-20首飞时的场景,那会中国没有合适的发动机,只能使用AL-31F让其飞起来,只能凑合着用,后来换了WS-10C,基本能用了,再后来又换了WS-15,歼-20就相当于王者归来了!

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