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苏57进气道设计权重分析和飞发一体前瞻
图1是苏57早期2号原型机的结构图,可以看到右下角虚线是进气道外轮廓,在进气道内壁蓝色箭头气流经过扭转的进气道唇口(橙色区域和紫红色区域)后笔直冲向雷达屏蔽器及其后面的发动机扇叶,进气道外壁就是虚线轮廓是直的向上向外有个安装角、这叫苏27遗传的外八字斜直通进气道。
图3是可调CARET进气道的构造,很明显就是把苏27原进气道的后掠可调进气道矩形截面扭转成CARET的菱形截面,本质仍然是直通。
图4右下角的进气道明显左右无S扭转,左侧进气道是拍摄角度看到了进气道前半截在垂直面的扭转(这里巧妙地让边条下表面侵入进气道上表面让侧弹舱有空间安装挂架作动结构,另一半舱门开关机构以茧包形式露在外面)。
图5就是没有屏蔽器的T50-1,当年有人造谣没有隐形测试任务的1号机有屏蔽器。
如果鹅粉坚持苏57是S进气道,那么图17的F15尾部双发窄间距明显比头部两侧进气道位置有横向偏移量按鹅粉逻辑也算S进气道了?苏27也是外八字安装进气道也是S进气道了?
小结:苏57确实是直通进气道、是扭成菱形截面的原苏27式二元四波系进气道改进型。
图7是威龙设计方对四种进气道算例的网格建模,苏57对应算例4。
图8红线是算例4明显比其他三个算例RCS高了很多,在正负30度的迎头范围内直通进气道最多高了约30倍,在正负45度最多高了约20倍RCS。
图9就是一个类苏57布局的全身RCS表现,红色区域越多隐形越差。进气道可调斜板下垂是超音速才会下垂,超音速状态LEVCON保持不偏转(有专利图为证),亚音速状态虽然LEVCON能偏转但此时可调斜板不放下以免影响亚音速进气效率。
图10为苏27直通进气道内部,肉眼可见的铆钉、断面等影响-10db以下RCS的散射源,保留苏27可调进气道激波斜板设计的苏57进气道内部的复杂散射源数量也不会少。
苏57连排气门也直接挪用了苏27的下表面百叶窗式,对比图11的F22进气道排气门锯齿设计背部排气,苏57选择头铁排气门直接正对地面雷达且无进气道外壁侧面气门的金属屏蔽网措施。
另外由于苏57翼下安装进气道、机身与进气道有高度差相比两侧进气的F35J20(图18)在机身遮蔽另一侧进气道实现巧妙隐形方面有劣势。其他进气道细节损害隐形之处例如四个附面层隔道数量比F22多1倍、LEVCON边缘与机身贴合处没有凹陷设计或柔性蒙皮处理以前文章有论证不再赘述。
图12显示F18E的不可调CARET(因进气道足够短比苏57更短,且内壁无可调斜板复杂零件增大摩擦阻力,占进气损耗小优势)在1.8马赫时总压恢复系数0.91,苏27的二元四波系可调进气道是1.8马赫总压恢复系数0.901。
图13证明不可调DSI进气道在1.8马赫时也达到了0.9。
在RCS方面,不可调DSI相比不可调CARET只有第五行的劣势前四行要么平手要么优势(图14)且根据洛马的报告F35的DSI比F22的CARET减重30%,因此DSI减重和隐形优势显著、总压恢复系数在2马赫内未逊色可调进气道。可调进气道对DSI在2马赫内没很大的优势,所以GCAP、NGF、AMCA等后发五代都选DSI。
那么苏霍伊设计不出DSI ?也是错误的,苏75就是最大2马赫用DSI只不过还在钓鱼。苏57进气道故意设计成可调CARET不惜付出隐形、重量代价就是为了2马赫以上的高效进气效率,DSI在2马赫以上进气道就会畸变对蒙皮不利。苏57进气道有大量结构加强能适应2马赫以上的动压撕裂,包括苏57不肯学五代机的锯齿隐形蒙皮,也是考虑到了2马赫以上超音速动压对蒙皮的损伤和热摩擦有烧毁隐形蒙皮的风险,但奇怪的是虽然进气道是范围0~3马赫的进气道设计,苏57E展板图显示最大马赫2.0,是AL41F1/117发动机的动力相对弱造成的,苏霍伊PPT也只显示了1.35马赫的超巡速度与图16的F22从早期1.5增加到1.76马赫定型超巡速度差距甚远,尽管苏57进气道比F22进气效率高。
苏57的前身PAKFA项目追求一机取代米格29、苏27、米格31实现机种简化省钱,要取代米格31必然造成进气道设计偏航程、大速度截击,但因为隐形蒙皮涂料在2马赫以上的费效比较低导致苏57处于既要2马赫以上大速度截击又有点隐形追求的尴尬局面。
如果苏57换成米格25的不锈钢蒙皮换上产品30大概率能突破2.5马赫以上的速度但这样隐形全部没了,要隐形蒙皮就要长在2.5马赫以下飞行,浪费了进气道为超音速付出的隐形重量换取的超音速进气效率优势。
全文完,大佬的其他文章可以看这里:
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