大家好，今天小編關(guān)注到一個比較有意思的話題，就是關(guān)于直徑可調(diào)的機械結(jié)構(gòu)有的問題，于是小編就整理了1個相關(guān)介紹直徑可調(diào)的機械結(jié)構(gòu)有的解答，讓我們一起看看吧。
殲-8戰(zhàn)機機頭那個突出的錐體是做什么的？
殲8戰(zhàn)斗機機頭的突出錐體實際上是進氣道激波錐，用于調(diào)節(jié)戰(zhàn)機進氣的速度和壓力等參數(shù)，以滿足發(fā)動機對于進入氣流的需要。這種設(shè)計在早期戰(zhàn)斗機上比較常見，比如蘇聯(lián)的米格21、英國的閃電戰(zhàn)斗機等都有類似設(shè)計。
（殲8型戰(zhàn)斗機***用機頭進氣）
（英國閃電式戰(zhàn)斗機）
殲8戰(zhàn)斗機是一款高空高速截擊戰(zhàn)斗機，當時它主要是為了攔截蘇聯(lián)和美國的超音速偵察機以及超音速轟炸機。殲8實際上***用了比較穩(wěn)妥的設(shè)計方案，為了達到高空、高速、大航程、爬升率高、火力強等性能，它只是對殲7進行了放大設(shè)計。殲7仿制于蘇聯(lián)的米格21戰(zhàn)斗機，所以早期的殲8依舊有著蘇聯(lián)戰(zhàn)機的風格，機頭進氣道激波錐也就此保留了下來。
（殲7戰(zhàn)斗機）
在上世紀40-60年代，機頭進氣道激波錐的設(shè)計比較流行。對于超音速戰(zhàn)斗機來說，其飛行速度的變化范圍一般比較大，這就要求戰(zhàn)斗機的進氣道能夠在比較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)進氣的速度和壓力，并且還要保證發(fā)動機有持續(xù)穩(wěn)定的空氣進入。而在跨音速階段，由于音障激波的存在，機頭部位的空氣流動是不穩(wěn)定。當時的設(shè)計師們就想到了利用激波錐來達到給空氣減速，并穩(wěn)定空氣的方法。
那是戰(zhàn)機的進氣調(diào)節(jié)錐，可別小看這個部件，戰(zhàn)機的發(fā)動機性能或多或少的受到這個小部件的影響。戰(zhàn)機到了噴氣機時代后，就需要吸入大量的空氣來滿足正常的飛行，比如著名的F-22每秒就需要140千克的空氣吸入量（標準大氣壓下相當于一個114立方米空間的空氣量），而且戰(zhàn)機在起飛和超音速飛行的狀態(tài)下所需的空氣量都是完全不同的，進氣量太多則會出現(xiàn)喘振的現(xiàn)象，這時候就得利用***小孔放氣，相反如果進氣量不足則需要***小孔來進氣，可以詳細觀察一下下圖F-15的進氣孔和放氣孔。
▲A和C就是進氣了，B就是放氣
清楚了這一點我們再來看看進入發(fā)動機進氣道的空氣，現(xiàn)代很多的戰(zhàn)機都是可以超音速飛行的，但這就不意味著發(fā)動機進氣道里面的空氣也是超音速的?？諝膺M入發(fā)動機進氣道后速度應該是逐漸降低的（最好是在0.4馬赫到0.7馬赫之間），而且壓力應該是逐漸上升的，所以發(fā)動機進氣道內(nèi)的空氣最好是低速高壓的狀態(tài)，但是在戰(zhàn)機飛行和做各種機動動作時氣流是紊亂的，而且狀態(tài)也是各不相同，這就需要一個額外的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，于是就有了調(diào)節(jié)錐和調(diào)節(jié)板。
▲F-15的調(diào)節(jié)板
這兩種裝置的作用是能夠讓空氣流入進氣道時產(chǎn)生激波，這樣一來進入的空氣會在激波的作用下達到低速高壓的狀態(tài)。同時該裝置還可以調(diào)節(jié)進氣口的橫截面積，從而控制進氣量和進氣狀態(tài)，調(diào)節(jié)錐和調(diào)節(jié)板在飛行速度為1.8馬赫以下的戰(zhàn)機上面一般都是固定的，因為這個速度下的戰(zhàn)機對進氣量的相對變化影響較小，而且還能免去一套復雜的機械裝置。這里再說說DSI進氣道，那個鼓起的包也能起到調(diào)節(jié)錐和調(diào)節(jié)板的作用形成激波，但是這樣就會影響到發(fā)動機的正常進氣量（前面有個突出包，會阻擋空氣，所以DSI進氣道并不是好的沒缺點）
▲米格-21的調(diào)節(jié)錐
目前來說類似于殲-8這樣的機頭進氣道戰(zhàn)機都放棄了調(diào)節(jié)錐，因為現(xiàn)代戰(zhàn)機都會在機頭部分安裝雷達，調(diào)節(jié)錐畢竟提供的空間有限。
見過殲-8戰(zhàn)斗機的人可能都會問這么一個問題，那個突出的椎體是做什么用的？其實這個突出的椎體叫做進氣錐（激波錐），主要目的在于調(diào)節(jié)進入戰(zhàn)機發(fā)動機空氣的速度。說的直白一些，就是將空氣速度調(diào)節(jié)到發(fā)動機所能接受利用的程度。這一設(shè)計在今天是幾乎沒有的，即使需要這種用途，也是將其轉(zhuǎn)移到機翼部位或者機側(cè)身面上。
普通的噴氣發(fā)動機一般都是需要亞音速的空氣才能夠完全工作的，否則發(fā)動機將會吃不消這些沖進來的高速空氣。有了這個調(diào)節(jié)氣流速度進氣錐的存在，就很好的解決了這個問題。事實上，這個進氣錐并不是保持位置不變的，一旦飛機飛到3馬赫左右時候音錐附近就會產(chǎn)生空氣流出的情況，從而在一定程度上影響發(fā)動機工作的效率。為了解決這一問題，當飛機速度越快是，機頭進氣錐的位置也就越靠后。從空氣動力學角度來說，機頭最佳應該是那種流線型的，但出于制造原因，一般都被制造成那種偏圓潤的形狀。
戰(zhàn)機進氣調(diào)節(jié)錐，并不是殲-8戰(zhàn)機首創(chuàng)，在蘇聯(lián)米格-21戰(zhàn)機，中國殲-7，英國TSR-2，法國的幻影，美國的SR-71也都有類似設(shè)計，只不過是進氣錐所具體放置的位置有所差別。比如法國幻影的進氣錐就被安裝到了貼緊肚皮的地方，而美國SR-71的進氣錐則被放在機翼上。往往影響這種進氣錐具體安裝位置的是飛機發(fā)動機所在的位置，畢竟這是為發(fā)動機來服務的。
殲-8戰(zhàn)機和殲-7的機頭為了達到調(diào)節(jié)氣流的目的做成尖形，滿足了發(fā)動機的同時也犧牲了飛機本身的雷達系統(tǒng)。我們都知道，良好的雷達系統(tǒng)對一架戰(zhàn)機來說，在空中是決定生死的，而往往體積比較大的雷達才有足夠探測的能力。戰(zhàn)機為了探測前方空域的情況，雷達一般被放置在機頭中。殲-8和殲-7的機頭那么尖，肯定是嚴重犧牲了雷達?，F(xiàn)代DSI進氣道的出現(xiàn)，很好的解決了這個問題。但對于當時的蘇聯(lián)來說，米格-21戰(zhàn)機只不過是一種非常廉價的消耗品罷了，質(zhì)量不好也就那樣吧。
我們所熟知的美國F-22猛禽戰(zhàn)機主要是通過進氣道中的隔板和間隙來調(diào)節(jié)空氣流速的。其與上文提到的DSI進氣道不屬于同一種東西，現(xiàn)在這兩種到底哪種更優(yōu)秀還沒有一個準確的說法。不管如何，肯定不會有當年那么落后的進氣錐設(shè)計了。倒也不是說這種進氣道目前沒有了，只是說普通飛機用不到了，一些導彈和高超音速飛行器依舊有著這種設(shè)計。最主要的原因在于這種設(shè)計可以最大程度壓縮空氣，提高發(fā)動機工作效率。
謝謝邀請！兔哥回答：殲-8戰(zhàn)斗機是一款強調(diào)高空高速的制空截擊戰(zhàn)斗機，設(shè)計指標要求升限達到2萬米，速度達到2.2馬赫。殲-8戰(zhàn)斗機是一個系列型號，殲-8l型***用機頭進氣道，殲-8ll型則***用了兩側(cè)進氣道，殲-8l型數(shù)量并不多。殲-8戰(zhàn)斗機的機頭進氣道***用了錐體結(jié)構(gòu)。題目所說的就是這個錐體，稱為激波錐，有激波錐的戰(zhàn)斗機機進氣道稱為激波錐進氣道。激波錐進氣道是超音速戰(zhàn)斗機早期典型的進氣道設(shè)計，主要是超音速戰(zhàn)斗機上才有，亞音速戰(zhàn)斗機不需要，當然，超音速戰(zhàn)斗機并不都***用這種方式，兩側(cè)進氣道的超音速戰(zhàn)斗機可以不使用激波錐，下面就談談這個激波錐的作用。
戰(zhàn)斗機在超音速飛行中都會產(chǎn)生激波，所謂的激波就是在戰(zhàn)斗機在超音速飛行時氣流中的強壓縮波。氣流的擴散速度低于戰(zhàn)斗機的飛行速度，機頭部位的空氣被戰(zhàn)斗機前進力量擠壓形成空氣疊加效應，仿佛就是把空氣推擠疊壓成一道“空氣墻”，我們所說的音障，音爆，音爆云的產(chǎn)生就是戰(zhàn)斗機突破這層空氣墻時發(fā)生的，當然，這是一個比喻。戰(zhàn)斗機為什么要安裝激波錐呢？戰(zhàn)斗機的噴氣發(fā)動機依靠空氣氣流進入產(chǎn)生動力勢能，而進入發(fā)動機的氣流流速必須是亞音速的，超音速戰(zhàn)斗機就必須要將超音速氣流變成亞音速，并且增加壓強，激波錐就是干這個用的。激波錐的使用是為了滿足戰(zhàn)斗機上面的噴氣式發(fā)動機進氣需要，噴氣式發(fā)動機包括渦輪噴氣發(fā)動機、渦輪風扇發(fā)動機、沖壓發(fā)動機、脈沖發(fā)動機等。噴氣發(fā)動機所需要的氣流流速必須是亞音速的。而戰(zhàn)斗機超音速飛行時進入發(fā)動機的氣流也一定是超音速的，加裝激波錐就在進氣口激波錐尖部產(chǎn)生激波效應，通過這個激波錐產(chǎn)生的斜激波對迎面而來的氣流進行壓縮減速，使氣流變成亞音速氣流進入發(fā)動機。為什么要把超音速氣流減速為亞音速氣流呢？氣流越快飛機速度不是越高嗎？下面詳細說明一下這個問題；
激波錐的作用之一，氣流減速；噴氣發(fā)動機對吸入的氣流有一定的要求，渦噴、渦扇發(fā)動機工作原理都是依靠“布雷頓循環(huán)”原理，氣流流速必須是亞音速，否則超音速氣流會損壞發(fā)動機。激波錐能夠在超音速飛行時在錐尖部位產(chǎn)生激波，激波你可以理解為是一個氣流墻，激波成斜向擴散，這樣就使迎面的高速空氣流減速增壓，將氣流的動能轉(zhuǎn)化為勢能。激波錐通常都有兩道以上的圓錐曲線，超音速氣流會產(chǎn)生兩道以上的激波效應，迎面而來的超音速氣流經(jīng)過兩道錐形激波后被壓縮減速，通過環(huán)形進氣口進入到亞音速內(nèi)壓式擴壓器中，也就是戰(zhàn)斗機的進氣道，因此，超音速氣流在激波錐產(chǎn)生激波效應的阻擋下，進入到發(fā)動機進氣道的氣流受到干擾變成了亞音速氣流，并且壓強增大，實現(xiàn)對氣流的減速增壓，這是一個作用。
激波錐有固定的也有可調(diào)解的，有機頭激波錐進氣道也有兩側(cè)激波錐進氣道；激波錐進氣道除了使超音速氣流減速至亞音速氣流，還要求不能具備粘性的附面層，也就是飛機表面以及進氣道口和進氣道壁不能產(chǎn)生表面的粘性空氣層。所以激波錐進氣道既能將吸入的空氣減速至亞音速又要過濾掉粘性附面層。激波錐具備調(diào)解功能，通過操縱系統(tǒng)控制激波錐體前后運動實現(xiàn)進氣量大小調(diào)解，滿足戰(zhàn)斗機發(fā)動機對于進氣量的要求，同時戰(zhàn)斗機為可以通過泄壓口將多余的空氣排出機體外。無激波錐的超音速戰(zhàn)斗機也需要把超音速氣流減速至亞音速氣流，這是必須的，可***用擾流板等措施。所以，現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機基本都是兩側(cè)進氣或是腹部進氣，雖然沒有了激波錐，但有擾流板。而最先進的戰(zhàn)斗機的進氣道則***用了“蚌式進氣道”，其目的也是把超音速氣流減速至亞音速氣流。
安裝雷達等設(shè)備；殲-8戰(zhàn)斗機***用了激波錐進氣道，這個激波錐里面是一個空腔，所以也把雷達等設(shè)備安裝到了激波錐里面?？此埔粚６嗄埽鋵嵱捎诩げㄥF的面積要比機頭小很多，所以雷達的直徑不能太大，而雷達直徑和性能有必然的聯(lián)系，因此，雷達受直徑大小的限制影響到了雷達的性能，這也是為什么殲-8戰(zhàn)斗機被殲-8I l取代的原因。除了雷達受激波錐體積限制以外，還受到進氣道口的遮擋，影響探測扇面的角度。目前機頭進氣這種設(shè)計模式已經(jīng)被兩側(cè)和機腹部進氣道所取代。其實不光是戰(zhàn)斗機，有些導彈也***用激波錐進氣道，但凡***用了激波錐進氣道的導彈肯定會是超音速導彈，但凡***用了激波錐進氣道的戰(zhàn)斗機一定是超音速戰(zhàn)斗機。
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到此，以上就是小編對于直徑可調(diào)的機械結(jié)構(gòu)有的問題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于直徑可調(diào)的機械結(jié)構(gòu)有的1點解答對大家有用。
