问题

为什么机腹进气的战机不适合上舰?

回答
你这个问题问得相当有意思,触及到了航空器设计和海军作战的一个核心矛盾。简单来说,机腹进气的战机之所以不太适合舰载,主要是因为这种设计在起降过程中,面对舰上那极其特殊且严苛的环境时,会暴露出一些难以克服的缺陷。咱们一步步来掰扯掰扯。

首先,得明白舰载机的“家”——航母,跟陆地机场有啥不一样。陆地机场通常有宽阔平坦的跑道,而且可以根据天气和使用情况调整风向,飞行员可以逆风起飞降落,最大限度地利用风力。但航母呢?它是在茫茫大海上航行,速度相对较慢,而且航向和航速受到海况、风向等多种因素制约。最关键的是,航母的甲板面积是有限的,为了实现短距起降,航母的设计需要配合舰载机的起降方式。

一、 机腹进气带来的直接问题:异物吸入的风险急剧增加

这是最致命的一点。战机在起飞和降落时,发动机需要全功率运转,这时候进气量非常大。而航母甲板上,天知道会是什么鬼东西。海风吹来的沙尘、甲板上的油污、脱落的铆钉、甚至是一些小石子(虽然现代航母管理很严格,但总会有意外),这些细小的异物一旦被高速吸入发动机,那后果不堪设想。

陆地机场 vs. 航母甲板: 陆地机场相对来说是比较干净的环境,虽然也有跑道上的灰尘,但总量和种类都比航母甲板要少得多。航母甲板是个24小时运转的大型作业平台,各种机械设备、人员活动频繁,灰尘、油污、金属碎屑等物质的产生和堆积是不可避免的。
进气口位置: 机腹进气意味着进气口离甲板非常近。一旦战机在甲板上滑行、加速,甚至是在弹射或着舰的瞬间,进气口就直接暴露在甲板表面的这些潜在“杀手”面前。相比之下,两侧进气或者顶部进气的战机,进气口的位置相对较高,远离甲板表面,吸入异物的风险就小得多。
后果: 异物吸入发动机轻则导致性能下降,重则可能直接损坏涡轮叶片,导致发动机熄火甚至爆炸。对于需要承受巨大过载和严格时间表的舰载机来说,任何一点发动机的故障都是灾难性的。

二、 弹射和着舰的特殊需求

舰载机为了实现短距起降,需要借助弹射器(起飞)和尾钩/阻拦索(着舰)。这些过程对战机的结构和起落架有非常特殊的要求。

弹射起飞: 战机在弹射时,需要将前起落架连接到弹射牵引杆上,然后发动机全功率运转,瞬间获得巨大的推力。机腹进气的战机,其前起落架通常设计在机头下方或者靠近机身中部。这就意味着,在弹射过程中,发动机的进气口可能会被弹射座椅、挂载的弹药、甚至是被弹射时的巨大冲击力影响,增加异物吸入的风险。而且,进气口的位置也可能影响到弹射牵引杆的连接和强度。
阻拦着舰: 舰载机着舰时,需要在很短的距离内将速度从几百公里每小时降为零,并通过尾钩挂住阻拦索。这个过程对机身的强度、起落架的结构以及尾部的设计都有极高的要求。机腹进气的设计,有时候会和尾部的其他结构(比如起落架、武器挂点)产生冲突,或者限制尾部设计的灵活性。一些机腹进气的战机,其尾部结构相对复杂,可能会影响阻拦钩的布置或者强度。

三、 结构强度和载重布局的权衡

为了适应舰载机需要承受的各种极端载荷,战机在设计时需要在结构强度和载重能力之间找到一个最佳平衡点。

机腹进气的结构影响: 将进气道设计在机腹,可能会在一定程度上影响机身内部结构的布局。为了容纳进气道,可能需要对机身横截面进行调整,这可能会影响到翼身连接的强度、燃油箱的布置,甚至是一些关键设备的安装空间。
应力集中: 舰载机的起落架需要承受巨大的冲击载荷,而机腹进气道往往会穿过机身下部结构。这可能会导致应力集中,需要更强的结构设计来弥补,增加了重量和复杂性。反观两侧进气,可以更好地利用机翼根部或者机身两侧的结构支撑,对机身整体强度的影响可能相对较小。

四、 视觉和操纵上的考虑

虽然不是决定性因素,但在实际操作中也会有影响。

低空可见性: 在舰上起降时,飞行员需要对甲板上的情况有极佳的视野。机腹进气的设计,可能会在一定程度上影响飞行员观察下方甲板的情况,尤其是在地面滑行时。
地面操控: 尤其是在恶劣海况下,甲板的晃动会非常厉害,飞行员需要对飞机有精密的控制。进气口的位置可能会对飞机的重心和气动布局产生微妙的影响,虽然设计者会尽量弥补,但不可否认,一些设计的选择确实存在权衡。

总结一下, 为什么机腹进气的战机不适合上舰,核心原因就是“洁净度”和“可靠性”。航母甲板是一个对发动机极其不友好的环境,机腹进气的设计恰恰将发动机的“生命线”置于最危险的位置。虽然通过各种设计手段(比如进气口防砂网、改进的发动机材料等)可以一定程度上缓解,但这种设计本身就存在先天的劣势。

纵观现代海军的主力舰载机,无论是美国的F/A18系列,还是法国的阵风M,亦或是中国的歼15等,绝大多数都采用了两侧进气或者可调节的二元S型进气道设计,极少见到机腹进气的舰载机。这并非偶然,而是无数次实践和权衡后得出的最佳方案。那些在陆地上叱咤风云的机腹进气战机,比如一些早期设计的超音速教练机或者特定用途的飞机,往往也难以适应严苛的舰载环境。

所以说,选择什么样的进气方式,是航空器设计中一个非常关键的取舍,尤其是在舰载机这种对生存性和可靠性有着极致要求的领域。

网友意见

user avatar

有句港句,

小学时候看的文章就不要这么计较了,我一个中年鸡,原来自已为是的“常识”隔三差五被新资料艹翻还不是常事?我还能诶嘿嘿乐出声呢........

“机腹进气”或者类似的颚下进气的舰载机设计,如过连纸面设计也算的话恐怕也为数不少了,没有什么证据显示“前起落架贯穿进气道导致强度不足”是什么根本性的问题。(至于正宗机腹进气的Su-33和MiG-29K:“啥?没听说过.....”)

这种“Chin intake”实际运用中比较大的问题反而是比较容易吸入蒸汽弹射器的蒸汽 。(沃特F-8&A-7)


说到Eurofighter Typhoon,

Typhoon的问题反而是起落架本身不是针对舰载机要求的设计,改成舰上型(特变是弹射起飞型)需要完全重新设计加强 ,但是起落架本身的承力位置和进气道结构并没有大的改动。


鼻轮式弹射牵引的前起的话改动幅度要大一些,以至于原来的机腹进气道下方的前起落架舱不能完全容纳新的加强前起,必须要再鼓一个bump。

主起落架要加强:

另外一种主起落架的改型方案:

跪式主起向后方收起(需要增加翼下的主起落架舱pod)



如果采用老式钢索牵引的话,前起的改动相对小些(强度&伸出行程),原来的起落架舱就OK了,不需要付出额外的气动代价和重量



言而总之90年代时Eurofighter舰上型改型为时27个月的研究中,整体布局除了起落架之外并没有大的改动(机腹进气没有构成大的问题)。


而Eurofighter舰上型最终没有任何人有兴趣最关键的原因是,其原型本身作为舰载机是相对很差的构型,你一个小展弦比无尾三角翼(前缘后掠角53度),就算浑身插满鸭翼,进气道想放哪里随便改,都好不了。 (当然话又说回来,“差”不代表完全上不了舰,两个概念。)


舰上机设计还是要在初始构型设计中就打好适合舰上起降的基础。



至于J-10, no comments.

user avatar

不是机腹进气不适合上舰,要不然你让J15、苏33、米格29往哪里搁啊?

你的问题补充说对了,是起落架贯通进气道不适合上舰,原因你自己也提到了,起落架强度问题,位置导致了起落架补强非常困难。

所以你的疑惑是之前很多年很普遍的一个问题:起落架强度不好补强,用拖索弹射不就完事儿了?

然而并不是这样的,原因如下:

起落架补强并不是用弹射器才需要补强,而是只要上舰,舰载机的起落架比陆基型就需要补强,因为舰载机要面对面对高速降落甚至于滑跃起飞时滑跃甲板的冲击力,就这种补强,贯通进气道起落架已经很难迈过去了。

迈过这一关,才能探讨拖索弹射。

这个拖索弹射啊,和你想象中的完全不同…

现在的前轮弹射是自动化的,舰载机进入拖块范围内就可以自动挂上弹射器拖块,弹射力度也是空管按几个键就可以调整好的,舰载机就位挂靠弹射起飞一气呵成,效率非常高。

但是拖索弹射就不是了…

首先拖索是不能自动挂上飞机的,他需要地勤手工挂上去:

就这么手工往上挂…而且如果钢索在挂上后处于对折状态,如果折点两段不对称,会导致严重的事故,所以需要专业的工具和一群非常有经验的地勤就这么往上挂,弹一架,挂一架,如此往复这个效率就很感人了…

这还不是最关键的,因为拖索在舰载机起飞后是拉断抛弃的,那要怎么保证拉断呢?不是靠蛮力…而是靠手工调整:

右下角就是部件5,这个部件是一个拖索上的应力器,人工手动一个一个调整拉断力度,保证合适的拉断力度力度,设置小了,直接断在弹射过程中,事故。力度设置大了,对机体构成结构损害,事故。

弹一架飞机,至少十几个地勤跟着折腾。。。效率低的感人,这个拖索弹射的效率,比滑跃起飞还低。

所以后来就被淘汰了。。。

另外,现代舰载机机腹中心重载挂点挂上重型弹药之后,根本没有挂拖索的地方…

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有