??本文是飛行進(jìn)化論的進(jìn)氣道篇，前篇在這里，因?yàn)槲恼轮杏性S多概念需要解釋篇幅較長(zhǎng)，除非是本篇第一次提到，否則不會(huì)在本文沒有進(jìn)行過多的解釋，因此建議先閱讀前篇。

? ? ? ?在了解進(jìn)氣道之前，我們應(yīng)先認(rèn)識(shí)到在飛行中，除了發(fā)動(dòng)機(jī)自身外，究竟有那些條件會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來說，影響發(fā)動(dòng)機(jī)效率的主要原因有兩個(gè):

1.進(jìn)氣道前的附面層氣流(也有將其稱為邊界層氣流的）

關(guān)于附面層氣流，其實(shí)產(chǎn)生的道理也很簡(jiǎn)單，氣流是粘性流體。當(dāng)飛機(jī)在氣流中運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流與飛機(jī)表面、氣流與氣流之間都會(huì)相互作用，產(chǎn)生摩擦力，這些相互作用發(fā)生在整個(gè)機(jī)翼周圍非常薄的流動(dòng)區(qū)域形成很慢速的氣流，氣流速度為約為來速度的99%。因?yàn)闅饬髁魉俨灰粯?，?duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來說，就是狀態(tài)完全不同的氣體被發(fā)動(dòng)機(jī)吸入了，這樣的“亂流”會(huì)嚴(yán)重干擾發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，而亂流程度的一個(gè)量就是總壓恢復(fù)系數(shù)，即進(jìn)氣道出口氣流的總壓和未受擾動(dòng)氣流的總壓之比。

2.超音速下的超音速氣流

關(guān)于超音速氣流我們都知道，因?yàn)槌羲贇饬魍羲傧碌臍饬鞯牧黧w性質(zhì)有很大區(qū)別，螺旋槳飛行器因?yàn)檫@個(gè)原因往往很難超過音速，而噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)則可以。這是動(dòng)力上的音速，但是我們也知道，早期噴氣機(jī)也不能超音速。除去自身氣動(dòng)音速外，進(jìn)氣道也在其間起到了至關(guān)重要的作用。事實(shí)上，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)也一樣是扇葉，憑什么我螺旋槳超音速下無(wú)法工作你，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的扇葉就可以工作了?事實(shí)上確實(shí)不能，不過好處是對(duì)于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)來說，因?yàn)閾碛羞M(jìn)氣道，便可以通過進(jìn)氣道對(duì)氣流進(jìn)行調(diào)整，使發(fā)動(dòng)機(jī)在理想狀態(tài)下工作。

? ? ? ? ? ? ? ?? ??經(jīng)典進(jìn)氣道設(shè)計(jì)

? ??? ?當(dāng)然了一開始這些都不是什么問題，比如附面層氣流，因?yàn)楦矫鎸託饬鲗?shí)際上剛開始是很薄很小的，從前緣到后緣邊界層才會(huì)逐漸變厚，因?yàn)橐婚_始飛機(jī)要么是發(fā)動(dòng)機(jī)掛載翼下，要么飛機(jī)就是機(jī)頭進(jìn)氣的，根本就沒有影響，比較如果連進(jìn)氣道本身的附面層都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響的話也就別玩了。至于超音速氣流那更就是沒有的事情了，我飛都飛不過音速，哪來的超音速氣流?因此亞音速飛機(jī)進(jìn)氣道都是長(zhǎng)這樣的，

進(jìn)氣道的功能就是讓發(fā)動(dòng)機(jī)得到較為均勻的空氣，減少和避免亂流、分流氣團(tuán)。

當(dāng)然實(shí)際上把進(jìn)氣道的長(zhǎng)度加長(zhǎng)也不是不可以，主要是加長(zhǎng)進(jìn)氣道容易增重，不好控制重量。

? ? ? ? 只是后來隨著導(dǎo)彈的發(fā)展，空戰(zhàn)的距離進(jìn)一步增加，飛機(jī)有了裝備大口徑雷達(dá)的需求，機(jī)頭被騰出來安裝了雷達(dá)，從機(jī)頭到進(jìn)氣道的一段距離也足以讓附面層變得足夠厚產(chǎn)生影響。這個(gè)時(shí)候就不得不考慮附面層的影響了，那么怎么解決? 很簡(jiǎn)單，直接將進(jìn)氣道和機(jī)身分離開不就行了?

至于超音速來流，我們需要通過進(jìn)氣道將來流變成亞音速，因?yàn)樵谒俣冉档土髁坎蛔兊那闆r下，流體密度就會(huì)增加，所以這個(gè)減速的過程也被稱為壓縮。怎么壓縮?靠激波，通過激波氣流進(jìn)行加速，我們知道激波分為兩種，一種是與物體前部接觸的斜激波，

另一種是直接將物體減速到亞音速的脫體激波。

我們需要?dú)饬鳒p速到亞音速是否意味著我們要用脫體激波?不是的，脫體激波雖然一下子就把氣流降低到亞音速了，但是對(duì)氣流能量損失過大一般都通過斜激波進(jìn)行減速，一般通過一道斜激波，然后經(jīng)過數(shù)道反射將氣流降低到音速以下

? ? ? 通過斜激波對(duì)氣流進(jìn)行壓縮的主要分為兩個(gè)流派，分別是錐派和楔派，錐派的就是所謂的進(jìn)氣錐式進(jìn)氣道。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??錐派

? ? ? ?首先拉開超音速飛行高效飛行帷幕的是錐派。所謂錐派，就是進(jìn)氣道形成的激波是錐形的

然后經(jīng)過進(jìn)氣錐的錐形激波的氣流再被進(jìn)氣道包裹，

在內(nèi)部進(jìn)行多道反射，最終將氣流減速到亞音速。典型的如F104，幻影2000，米格21這樣的戰(zhàn)斗機(jī)就是進(jìn)氣錐。

但是這里面就存在一個(gè)問題，速度越慢，激波的傾斜角度就越大，這就意味著在速度慢的時(shí)候很有可能，進(jìn)氣道無(wú)法包裹整個(gè)錐形激波，意味著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來說會(huì)造成進(jìn)氣量不足，

有什么解決方式嗎？有，我移動(dòng)一下進(jìn)氣錐不就行了？這也就是所謂可調(diào)進(jìn)氣錐的由來，通過講進(jìn)氣錐后移，在此使激波面可以被整個(gè)進(jìn)氣道包裹，來保證在飛機(jī)的所有飛行狀態(tài)下都具有良好的工作效率。

進(jìn)氣錐設(shè)計(jì)就只有這些了嗎？不止，

米格21的進(jìn)氣道是雙錐的，雙錐有什么好處嗎？有，減速更快，單錐進(jìn)氣道是可以靠后面的進(jìn)氣道來多次反射讓氣流減速的，但是如果速度太快，很有可能單錐進(jìn)氣道的進(jìn)氣道的長(zhǎng)度無(wú)法給氣流降低足夠的速度，因此便有了雙錐進(jìn)氣道。雙錐進(jìn)氣道可以保證讓進(jìn)氣錐在給氣流減一次速后再減一次，大大提高了進(jìn)氣效率。

?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 楔派

? ??? ?錐派拉開了超音速進(jìn)氣道的帷幕，楔派自然不敢落后，所為楔派，就是激波面呈楔形的流派。

和錐派同理，楔派也分可調(diào)和不可調(diào)的，比如說XB70的進(jìn)氣道就是一種不可調(diào)節(jié)進(jìn)氣道。

三代機(jī)主流使用的進(jìn)氣道是二元可調(diào)進(jìn)氣道，

典型的如協(xié)和超音速客機(jī)使用的就是這種進(jìn)氣道。

這樣做的好處我覺得主要是，相比于進(jìn)氣錐，二元可調(diào)進(jìn)氣道的進(jìn)氣道外邊的形狀可以更規(guī)則，因此可以做可動(dòng)結(jié)構(gòu)。

這樣的話可以調(diào)節(jié)進(jìn)氣截面，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量是該速度下最合適的。

?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 擺派

? ? ? ?其實(shí)還有一種流派比較奇特，我原因?qū)⑵浞Q為擺派，就是不通過進(jìn)氣道對(duì)氣流進(jìn)行壓縮，而是直接通過機(jī)頭對(duì)經(jīng)過進(jìn)氣道的。

好處呢，自然是省去了復(fù)雜的可變結(jié)構(gòu)，但是缺點(diǎn)也不少，主要是不能提供足夠有效的壓縮，因此高速下效率不高，不過沒關(guān)系，當(dāng)時(shí)研究表明，三代機(jī)之間的BVR(超視距空戰(zhàn)）可能更多發(fā)生在跨音速段(一倍音速左右，大概0.8-1.3)，不需要追求那么極致的壓縮效率，通過機(jī)頭對(duì)要進(jìn)入進(jìn)氣道的氣流進(jìn)行預(yù)壓縮就足夠堪用。因此三代機(jī)里面有很多直接采用了皮托進(jìn)氣道的飛機(jī)，如F16,陣風(fēng)等等。

? ? ? ? ? ? ? ? ? 新時(shí)代的進(jìn)氣道

? ? ?進(jìn)入新時(shí)代之后，我們看新研制的五代機(jī)什么的，似乎都不是進(jìn)氣錐或者二元可調(diào)進(jìn)氣道了，全都是什么DSI鼓包式進(jìn)氣道或者加萊特進(jìn)氣道。難度錐派和楔派的爭(zhēng)斗已經(jīng)消失了嗎？其實(shí)并沒有，他們也都進(jìn)化了。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?加萊特

? ? ?首先點(diǎn)出新科技樹的派系是楔派，他們創(chuàng)造了加萊特進(jìn)氣道，英文名稱CARET，也被稱為雙斜切乘波進(jìn)氣道。乘波？每次，加萊特其實(shí)是乘波體進(jìn)氣道。怎么說？F/A18E/F超級(jí)大黃蜂是第一款采用了加萊特的進(jìn)氣道的戰(zhàn)斗機(jī)。

我們觀察一下，有沒有感覺這進(jìn)氣道很像楔形乘波體的下表面？

沒錯(cuò)，加萊特進(jìn)氣道和楔形乘波體一樣，通過兩個(gè)斜面形成一道斜激波，然后再被平面包裹。

聽起來很美好，那么有什么好處沒有？

從效率來說，呃。。。實(shí)際上是沒有的，因?yàn)闅w根到底還是一道激波嘛，而且因?yàn)殡p斜切，導(dǎo)致進(jìn)氣道不好搞可動(dòng)了，因此雙斜切進(jìn)氣道只能對(duì)某一特點(diǎn)速度進(jìn)行最佳優(yōu)化，不如可調(diào)斜板。

那為什么更先進(jìn)的飛機(jī)還要采用這種進(jìn)氣道呢？主要是相比于二元可調(diào)進(jìn)氣道，加萊特進(jìn)氣道的雙斜切可以是不垂直的，能減少二面角反射，因此更隱身。

如果我想全都要呢？

嘛，也不是不行。蘇57的進(jìn)氣道就是全新的可調(diào)加萊特進(jìn)氣道。如專利同所示，雙斜切是存在的?？烧{(diào)截面也是存在的。

而專利圖后面也有激波面的反射圖片，確實(shí)是像乘波體那樣的兩個(gè)斜面合成一道激波然后多次反射。

有人會(huì)說光專利圖算不了什么，而且蘇57究竟是怎么做到的呢？正面看，確實(shí)感覺側(cè)邊的進(jìn)氣道不是直的

至于從側(cè)面看，確實(shí)是凹凸不平的。

因此基本可以判斷，蘇57為可調(diào)斜板留下了空間。這一定程度上體現(xiàn)了蘇57極度重視高速性能，事截?fù)魴C(jī)(截?fù)酎h的魔怔，不要在意)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DSI

? ? ? ?DSI進(jìn)氣道又稱無(wú)附面層隔道超音速進(jìn)氣道。當(dāng)楔派已經(jīng)開始玩起了乘波體這種高端大氣上檔次的玩意。本來在三代機(jī)中已經(jīng)很少見的進(jìn)氣錐的生存空間就更小了，加萊特一出，出場(chǎng)幾乎就更小了。怎么辦？不就是乘波體嗎？我也來！

? ? ? ? 是的，你沒猜錯(cuò)，DSI進(jìn)氣道也是乘波體，不過和加萊特不同，DSI鼓包是錐導(dǎo)乘波體。

可以理解為一個(gè)完整錐形激波的一部分，且不是從尖頭分開的，而是在上表面的一部分劈開的。

DSI進(jìn)氣道的好處是，沒有附面層隔板，也就沒有了附面層隔板造成的腔體反射。那我直接把完整的進(jìn)氣錐貼在機(jī)身上不就行了？不可以，因?yàn)槿绻麊渭儼堰M(jìn)氣錐貼在機(jī)身上的話，進(jìn)氣錐的頭部會(huì)形成均勻且壓力相比前者較低的高壓區(qū)域，氣流會(huì)均勻地流過圓錐體，起不到推開附面層的效果。而如果我從錐形激波上表面一部分劈開的話，因?yàn)楣陌懊姹容^鈍，壓力更加集中。也就直接將附面層推至兩端的低壓區(qū)。同時(shí)為了保證附面層氣流被擠開的同時(shí)激波面還能被進(jìn)氣道所包裹。DSI進(jìn)氣道往往得長(zhǎng)成這個(gè)樣子。

關(guān)于DSI是否可以做成可調(diào)節(jié)的，我覺得是有可能的。雖然DSI的一個(gè)很大優(yōu)勢(shì)就是因?yàn)槭枪潭ǖ?，所以減輕了很多重量，可調(diào)節(jié)會(huì)造成增重，看起來有點(diǎn)本末倒置。事實(shí)上可調(diào)節(jié)DSI鼓包和可調(diào)進(jìn)氣錐差不多，能使進(jìn)氣道的優(yōu)化速域更廣。即使是有了增重的缺點(diǎn)，相比于原版進(jìn)氣錐一樣也有沒有空腔反射帶來的隱身優(yōu)點(diǎn)。而且印象中可調(diào)DSI的技術(shù)路徑有什么充氣調(diào)節(jié)，受到壓力被動(dòng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的，感覺即使增重也增加有限。減重優(yōu)勢(shì)應(yīng)該會(huì)繼續(xù)存在。應(yīng)該說，可調(diào)DSI進(jìn)氣道在理論上是有可能且有意義的。

? ? ? ? 另外就是，之前有人和我討論說，DSI鼓包可以做成等熵的，等熵的DSI鼓包效率比其他的進(jìn)氣道效率都高。我:？？？然后我思索了一下，想到了，進(jìn)氣道是壓縮，噴口是膨脹，我們知道拉瓦爾噴管是一種典型的等熵噴口，也就是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能理想效率到達(dá)100％。等熵進(jìn)氣道是否就是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程中效率為100％？但是我看著DSI鼓包怎么看也不像拉瓦爾噴口啊。我就看了看等熵鼓包長(zhǎng)啥樣。

發(fā)現(xiàn)是由連續(xù)的曲面組成的，應(yīng)該是通過無(wú)數(shù)打連續(xù)的斜激波形象一道正激波?

這個(gè)時(shí)候我想到了另一種等熵噴口。塞式噴口。

基本上可以理解為，將塞式噴口翻過來，把膨脹過程改成壓縮過程，然后貼在進(jìn)氣道上。至于說是不是只有DSI鼓包可以這樣設(shè)計(jì)，我看也不盡然。正如塞式噴口也有這樣的

我想也許有其他形狀的等熵噴口也并非不可能。

目前來看，在進(jìn)氣道領(lǐng)域加萊特和DSI鼓包分布占據(jù)了半壁江山。但是兩者都有缺點(diǎn)，加萊特因?yàn)闆]有取消附面層隔板，帶來的空腔反射仍然無(wú)法避免。DSI鼓包因?yàn)槭莻€(gè)曲面也容易散射雷達(dá)波。(兩者較其輕還是DSI更優(yōu))，而加萊特已經(jīng)點(diǎn)出了可調(diào)的科技樹，DSI也得趕快跟上啊?？偠灾磥砜善?，讓我們看看為了恐怖直立猿們?yōu)榱苏鞣炜漳苷鍪裁椿ɑ畎桑?br/>

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另外就是還是老規(guī)矩，超過1000閱讀量更新番外篇，進(jìn)氣道中的獨(dú)特設(shè)計(jì)。超過2000閱讀量更新該系列下一篇噴口篇。

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