為什麼米格-21戰鬥機前方有個凸出的錐體?

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這個學名叫做機頭進氣錐/進氣調節錐/激波錐,一些超音速飛機和導彈的組成部分。除了蘇制米格-21和蘇-7戰鬥轟炸機外,英國電氣閃電、TSR-2、達索幻影、SR-71“黑鳥”、B-58“盜賊”等機型上也有類似設計。

米格-21

進氣錐的主要目的是在空氣進入發動機前將其從超音速減速至亞音速。除了超燃衝壓發動機(進氣流速超過音速)之外,所有的噴氣發動機都需要亞音速氣流才能正常工作,且需要散流器防止發動機內部的超音速氣流。無論是機頭進氣的米格-21、蘇-7,還是SR-71、B-58,道理都是一樣的,即:減緩和壓縮超音速氣流,令發動機能夠更好的“消化”。這個錐體並非靜止的,而是可以根據飛行速度前後進行移動以適應不同速度下的進氣量需求。

F-111

幻影III

當然了,機鼻往往被用於安裝雷達,米格-21的進氣錐算是承擔了雙重責任,不過機頭進氣的缺陷也限制了雷達的體積,而且浪費了空間。不同類型的飛機進氣錐不同,F-104、幻影III算是半椎體;F-111則是四分之一錐體。SR-71、B-58發動機安裝在機翼部位,和米格-21的情況又有些不同。伴隨著技術的發展,戰鬥機對進氣要求越發嚴格,這種氣流調節裝置也無法滿足戰鬥機高機動性的要求,再加上機頭進氣錐不利於電子設備的安裝,因此後續的戰鬥機已經不再採用了。比如米格-25、F-15採用了楔形進氣道,利用楔形尖部的壓縮斜板頂端產生一道斜激波,對越過氣流進行減速和增壓。


SR-71


攔阻著艦

這個東西叫進氣錐(減震錐),其存在的主要目的是在超音速的狀態下將機頭的超音速氣流減速到亞音速氣流,以供應飛機發動機的進氣需求。

而這個進氣錐是可以隨飛機速度前後移動的,用來控制進氣的速度。在超音速下飛機產生的音錐在2-3馬赫左右將會在飛機的進氣錐附近產生空氣流出的現象,導致發動機進氣不順或是發動機減小功率,進氣錐的前後移動也是為了控制氣流的流動。速度越快,進氣錐越靠後。


SU20

當然機鼻的設計按照空氣動力學來說最佳的是流線型,由於製造的原因,進氣錐的形狀做成了簡單的圓錐型,在進氣錐被移到進氣道之後,機鼻的形狀漸漸圓潤,內部的空間也越來越大。形狀也越來越接近於流線型。不過由於隱身的要求,機鼻也變得稜角分明瞭起來。

左為進氣溢出

進氣錐內部其實是空的,其中還有雷達,不過體積受限於進氣錐的大小所以一般都不能做的很大,而由於空戰裡雷達的重要性,雷達越造越大,進氣錐也慢慢的裝不下這麼大的雷達了,所以機頭內部現在多是雷達等電子設備,進氣口則移到了機身兩側,而進氣錐的形狀也相應變成了半錐,直到飛機氣動設計的進步,現代的DSI進氣道已經讓進氣錐的功能融入到了機身氣動之中。減少的運動機構也成功的使結構和重量得以優化。所以進氣錐的設計變得越來越少了。

D21B

不過在高超音速的導彈或是飛行器上依然還是可以看到這種設計,因為這種結構能夠有效的壓縮空氣,所以有些發動機也可以看到這種進氣錐,所以SR-71這種採用了渦噴發動機的高速怪物的進氣錐就非常明顯。

SR71


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