Bezkierunkowy wlot naddźwiękowy

Kupiłem XF8U-3 Crusader III
Testowanie naddźwiękowego wlotu bez przełącznika F-35 na zmodyfikowanym F-16. Oryginalny wlot jest pokazany na górnym obrazie.
J-10B z bezkierunkowym wlotem powietrza pokazywany na Airshow China 2018

wlot naddźwiękowy ( DSI ) to rodzaj wlotu powietrza do silnika odrzutowego używany przez niektóre nowoczesne samoloty bojowe do kontrolowania przepływu powietrza do ich silników. Składa się z „wybrzuszenia” i pochylonej do przodu osłony wlotu, które współpracują ze sobą, aby odwrócić warstwie granicznej od silnika samolotu. Eliminuje to potrzebę stosowania płyty rozdzielającej , jednocześnie sprężając powietrze, aby spowolnić je z prędkości naddźwiękowych do poddźwiękowych. DSI może zastąpić konwencjonalne metody kontrolowania przepływu powietrza w warstwie naddźwiękowej i granicznej.

DSI mogą zastąpić rampę wlotową i stożek wlotowy , które są bardziej złożone, cięższe i droższe.

Zaplecze techniczne

Podstawowa konstrukcja silnika z turbiną gazową polega na tym, że natężenie przepływu powietrza wchodzącego do jego sprężarki jest regulowane przez ilość paliwa spalanego w komorze spalania. W przypadku lotu naddźwiękowego powietrze wpływające do wlotu musi być również regulowane do podobnej wielkości przez konstrukcję wejścia do kanału wlotowego (aby zminimalizować albo opór z jednej strony, albo niestabilną pozycję wstrząsu (objawiającą się „brzęczeniem”) na inny). Przepływ próbujący dostać się do wlotu, który nie odpowiada temu, co może wejść do sprężarki, jest spowodowany zmianami w przepływie powietrza silnika (z ruchów dźwigni oporowej), które nie są w stanie komunikować się (z prędkością dźwięku) z powietrzem przed wlotem .

Wloty

W naddźwiękowych odrzutowcach wysoka energia kinetyczna zbliżającego się powietrza musi zostać przekształcona w ciśnienie statyczne przy minimalnej utracie energii. Aby to zrobić, wloty są bardziej skomplikowane niż wloty poddźwiękowe, ponieważ muszą ustawić dwie lub trzy fale uderzeniowe, aby sprężyć powietrze. Przed wlotem wystaje stożek lub nachylona rampa. Złożoność tych wlotów wzrasta wraz ze wzrostem prędkości projektowania.

Wloty bezkierunkowe

Guz DSI działa jak powierzchnia kompresji i tworzy rozkład ciśnienia, który zapobiega przedostawaniu się większości powietrza warstwy granicznej do wlotu z prędkością do Mach 2. Zasadniczo DSI eliminuje złożone i ciężkie systemy mechaniczne.

Historia

Wstępne badania nad DSI zostały przeprowadzone przez Antonio Ferri w latach pięćdziesiątych XX wieku, a dalej rozwijane i optymalizowane przez firmę Lockheed Martin na początku lat dziewięćdziesiątych przy użyciu obliczeniowej dynamiki płynów. Pierwszy Lockheed DSI został oblatany 11 grudnia 1996 roku w ramach projektu demonstracji technologii. Został zainstalowany na F-16 Block 30 , zastępując oryginalny rozdzielacz wlotu samolotu. Zmodyfikowany F-16 wykazywał maksymalną prędkość 2,0 Macha (2,0 Macha to czysta certyfikowana maksymalna prędkość F-16) i właściwości jezdne podobne do normalnego F-16. Wykazano również, że poddźwiękowa specyficzna nadwyżka mocy uległa niewielkiej poprawie.

Koncepcja DSI została wprowadzona do programu JAST/JSF jako przedmiot badania handlu w połowie 1994 roku. Porównano go z tradycyjnym wlotem typu „daszek”. Badania handlowe obejmowały dodatkowe CFD, testy oraz analizy wagi i kosztów.

DSI został włączony do projektu Lockheed Martin F-35 Lightning II w 2000 roku po tym, jak okazał się o 30% lżejszy i wykazał niższe koszty produkcji i konserwacji w porównaniu z tradycyjnymi wlotami, jednocześnie spełniając wszystkie wymagania dotyczące wydajności.

Korzyści

Redukcja wagi i złożoności

Tradycyjne wloty samolotów zawierają wiele ciężkich ruchomych części. Dla porównania, DSI eliminuje wszystkie ruchome części, co czyni go znacznie mniej skomplikowanym i bardziej niezawodnym niż wcześniejsze wloty z płytą rozdzielającą. Usunięcie ruchomych części zmniejsza również wagę samolotu.

Podstęp

DSI poprawiają bardzo słabo obserwowalne właściwości samolotu, eliminując odbicia radarowe między przełącznikiem a poszyciem samolotu. Dodatkowo „wybrzuszona” powierzchnia zmniejsza ekspozycję silnika na działanie radaru, znacznie zmniejszając silne źródło odbicia radaru, ponieważ zapewnia dodatkową osłonę wentylatorów silnika przed falami radarowymi.

Analitycy zauważyli, że DSI zmniejsza potrzebę stosowania materiałów pochłaniających radary w zmniejszaniu przedniego przekroju radaru samolotu.

Lista samolotów z DSI

Aktywny

Przyszły

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Diverterless_supersonic_inlet&oldid=1140101975 ”