问题

为什么少有机背进气的战斗机?

回答
这问题问得挺有意思,确实,放眼现代战斗机天际线,像咱们过去见过的米格21、F4鬼怪那样,进气口乖乖地开在机身下巴或者侧面的设计,如今在新一代战斗机上是越来越少了。取而代之的是各种藏在机翼根部、融合进机体线条里的“腹背一体”或更加复杂的进气道。这背后可不是什么赶时髦,而是实实在在的空气动力学、隐身技术和性能需求在驱动。

要说为啥少,我给你掰扯掰扯这其中的门道:

1. 空气动力学优化与高迎角飞行

过去那种在机身下方的进气口,也就是我们常说的“唇式进气口”或“矩形进气口”,结构简单,制造也方便。但在高速飞行或者大迎角(飞机头部抬起角度很大)飞行时,它有个致命的弱点:容易产生进气口分离。

想象一下,飞机机头抬得越高,机翼下面和机身侧面的气流就越紊乱,特别是机身下方的气流,很容易在进气口边缘形成涡流,导致进入发动机的空气不均匀,甚至出现断流。这对于追求极致推力的发动机来说可是要命的,轻则发动机性能下降,重则可能直接熄火。

而现代战斗机,尤其是那些追求高机动性的,动不动就要来个“眼镜蛇机动”之类的炫酷动作,对发动机在各种复杂气动状态下的稳定工作要求极高。藏在机翼根部或者与机翼融为一体的进气道,通常设计得更长,有更好的进气道唇口设计和内部流道,能更好地引导气流,即使在大迎角下,也能相对平稳地将空气送入发动机,减少分离现象,保证发动机的性能和可靠性。

2. 隐身性能的提升

这是现代战斗机最重要的一点考量,也是为什么很多老式战机看起来“粗犷”但现代战机却越来越“光滑”的原因之一。

传统的腹部进气口,尤其是那种大开口的矩形进气口,对雷达波来说是非常“显眼”的目标。它就像一个碗口朝前的陷阱,很容易将雷达波直接反射回探测源。而且,进气道内部的发动机叶片,本身就是非常强的雷达反射源。从正前方看,发动机叶片会像镜子一样将雷达波反射出去。

而新型的进气道设计,比如我们常看到的“DSI”(无附面层隔道进气道)或者藏在翼根的S型进气道,都有着更巧妙的设计:

DSI进气道: 这种进气道取消了过去那种复杂的斜板或隔板,而是通过精密的曲面设计,直接在进气道唇口上方制造一个“跳水”式的气流分离,将附面层(粘附在机体表面的低速气流)“甩掉”,让干净的高速气流进入发动机。这种设计不仅简化了结构,更重要的是,它让进气道的正面投影变得更加平滑,减少了雷达反射。
S型进气道: 这种进气道将进气口巧妙地隐藏在机翼根部或机身侧面,然后通过一段弯曲的通道将空气引入发动机。这段弯曲的通道最关键的作用是遮挡了发动机叶片,使得雷达波在进入进气道后,大部分会被通道壁吸收或反射到其他方向,而难以直接照射到发动机叶片并反射回探测源。这就像给发动机加了个“遮羞布”,大大降低了正面雷达散射截面积(RCS)。

3. 减少空气阻力,提升速度

进气口的设计对飞机的整体阻力有着非常大的影响。

传统的腹部或侧面进气口,其开口会产生额外的形状阻力,尤其是在高速飞行时。而现代战斗机普遍追求更高的速度和更远的航程,就必须在空气动力学上做到极致。

将进气道巧妙地融合进机翼、机身线条,或者采用类似DSI这种没有明显外凸结构的进气道,能够最大程度地减少迎风面积和气流的扰动,降低了整体的空气阻力。这就像给飞机穿上了一件更“贴身”的“空气动力学外衣”,让它飞起来更省力,速度更快,油耗也更低。

4. 内部空间利用与设备集成

战斗机的内部空间是非常宝贵的。随着科技的进步,战斗机需要集成越来越多的先进设备,比如雷达、航电系统、武器舱等等。

将进气道设计得更紧凑、更靠近机体中心线,或者将其“藏”在机体内部,可以更有效地利用机身内部的空间,为其他设备腾出位置。例如,一些现代战斗机的进气道就巧妙地设计在机翼根部,这样不仅符合隐身和气动要求,还能将进气道的结构与机翼承载结构结合,甚至在翼根处设计武器舱,实现一举多得。

5. 推进系统集成与气动效率

现代战斗机的设计是一个高度集成的系统工程。进气道的设计不仅仅是“进气”这么简单,它还要与发动机、推力矢量喷口等协同工作,以达到最佳的推进效率。

更先进的进气道设计,可以更好地控制进入发动机的空气流态,使其更均匀、更稳定,从而提升发动机的推力输出和工作效率。尤其是在复杂机动过程中,进气道的表现直接关系到发动机能否持续提供强劲的动力。

举个例子来说明一下:

咱们都知道F22“猛禽”和F35“闪电II”是隐身战斗机的代表。你仔细观察它们的进气口,都不是那种老式的“大嘴”。F22是在机翼前缘下方采用了一个相对平滑的进气口设计,并且有导流栅来控制进气。而F35则使用了DSI进气道,将进气口完全“藏”在了机翼根部下方,形成一个非常平滑的过渡,从正面看几乎看不到明显的进气口轮廓。这些设计都是为了减少雷达反射和优化气动性能。

当然,这并不是说所有的老式进气口设计都过时了。在一些亚音速或低速飞行为主的飞机,或者对隐身要求不那么极端的飞机上,我们仍然可以看到类似的设计。但对于追求高性能、高隐身和高机动性的现代战斗机来说,传统的“背进气”确实越来越少了,取而代之的是更复杂、更优化的设计,以适应新的技术需求和作战环境。

所以说,这“少”,是科技发展和需求演变下的必然结果,是空气动力学、隐身技术和系统集成等多种因素共同作用下的选择。

网友意见

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虽然但是,历史上有过鸡背进气的战斗鸡


至于这个布局最终被历史淘汰的原因……

你想想这个布局飞行员弹射所面临被吸入的风险就明白了

另外,修发动机的地勤表示爱慕安格瑞,要爬这么高——

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