122.第122章 附面層隔板
於總師走了,將楊輝介紹給了北航的朱教授就離開了,楊輝就帶著基地的十多位『科研人員』和朱教授的的十來名「打下手」的研究生,開始了氣動數據的具體試驗。
飛行器的氣動試驗很多,包括:動力模擬試驗、多體干擾與分離試驗、氣動彈性試驗、動導數試驗,大迎角非定常試驗、尾旋試驗、風動模型自由飛試驗、鉸鏈力矩試驗等等等等,各種大的試驗項目加起來超過十多個大種類。
飛機屬於飛行器、但是飛行器不全是飛機,有的飛行器的風洞試驗是獨有的,比如降落傘試驗、瑪努斯效應試驗,這些試驗就不是飛機所需要的試驗項目了。
在新機的各項風洞試驗中最關鍵的就是噴氣動力進氣道試驗了,這個也是新機動得一個大手術,因為要將機頭進氣改為兩肋進氣,這些改動起來就比較麻煩。
新飛機的進氣道改動必須要保證發動機的工作需要,這對於發動機的工作效率、發動機能不能正常工作、發動機的推力大小都是有著相當重要的影響。
在戰鬥機中進氣道的作用更是得到進一步重視,戰鬥機要實現對高速氣流的減速增壓,第一步就是在進氣道中進行,而大型亞音速民航客機中幾乎就可以說是沒有進氣道,有的只是一個發動機吊艙罷了。
現代戰鬥機進氣道按工作方式分為可調和不可調,或者按照工作狀況也可分為三維軸對稱與二維矩形等。
殲7飛機採用了帶中心錐體的兩激波系外衝壓式三級可調節超音速進氣道,以適應飛機高空超音速飛行的要求。但是在新機改為兩肋進氣后就有了新的問題,要知道進氣道必須要和發動機的工況相匹配才是好的進氣道。
殲七的是一款性能優良的兩倍音速戰鬥機,在超過1.5倍音速后,低速飛行的進氣道就會不適應發動機需要,從而要求殲七在設計中必須要採用可調式進氣道,以改變進氣道的進口截面積,排出多餘的氣流。
兩肋進氣本來就已經是增加了一些重量了,如果在加上笨重的調節機構可以想像,新的進氣道是什麼樣子。
所以在新機的進氣道設計中通過楊輝的多方協調,將新機的高速性能做了捨棄,首要保證低速性能,隨後才是堅固高速性能,所以這在設計中就顯得簡單了。
不追求高速性能自然飛行馬赫數就下來了,那麼在進氣道設計中就不用考慮在高速飛行時的進氣效率,複雜的進口截面調節機構差不多可以說再見了。
加上新的小涵道渦噴就對氣流的需求大上那麼一些,那就只需要考慮極端情況了,設置上放氣活門足以應付。
再考慮到新機的的飛行要求,於是結構簡單的皮託管進氣道就是不二之選,雖然它是效率最低的進氣道,但是只要滿足要求就夠了。
這些進氣道初始設計方案都是寫到了文件中,參與設計的人員都是可以看的,朱教授對於新機採用這個簡單的進氣道表示可行,那麼就要準備測試出這款新機的進氣道形狀。
沒錯就是測試出,而不是設計出,就目前來說通過實際風動測試,是最為靠譜的方案。朱教授就先安排了這個進氣道的測試項目。
「看初始設計是將機頭進氣道改成了兩肋進氣道,那麼就必須要考慮到附面層的影響,這個對於附面層的的厚度就是我們現在要測試的一個大項目。」
附面層這個東西怎麼解釋?簡單些說就是:空氣流動中是有黏性的,在新機的兩肋進氣設計方案中,氣流會先流過機頭表面然後再達到進氣口。在這個過程中氣流就和機頭表面產生摩擦,同時由於摩擦氣流產生粘性,所以這層靠近機頭表面的氣流就會相對於其它的氣流變得緩慢一些,而這層緩慢的氣流就稱之為附面層。
飛機發動機不允許有附面層進入進氣道,因為附面層氣流會形成一小片氣流緩慢區,這就和其它的高速氣流格格不入,這種格格不入的氣流就被稱為:氣流畸變。畸變的氣流就會誘發發動機喘震,進而會導致發動機停車。
所以發動機必須隔離附面層,隔離附面層的方法就就又有多種。
早期的機頭近氣和獨立發動機吊艙這些就不用考慮附面層,因為在這兩種進氣方案中,來流都是不曾流過其它的物體表面,自然就不會產生附面層。
對於兩肋進氣的軍用飛機來講,要隔離附面層氣流就只有用附面層隔板,將附面層氣流隔開,那麼問題就來了,各個飛機氣動外形的不同會導致附面層氣流強弱、厚薄不同。
要確定附面層隔板和機體的安裝距離,就必須要測試出附面層氣流的厚薄,這時候就需要動真格在風洞中做實際的測試。
當然了附面層隔板本身也是會產生附面層氣流的,但是這個附面層氣流不強,只需要在隔板內側設置放氣孔,將附面層吸走就好了。
為了滿足這些實際測試,前期的理論計算、分析都是需要進行的,然後才是風洞測試,測試出穩態性能,動態性能。
前期的理論分析這些都是要花時間的,風動模型的製作同樣還要進行,不同的測試項目都是要用到不同的測試模型。
對於測試模型的製作,也是有著不同的比例。
第一:模型長不宜超過試驗段高;
第二:模型的長度也不能超過0.6倍試驗段寬,機翼可以將外翼斬斷,只保證進氣道上方的機翼段就好。
第三:.……
試驗模型的製作這些也都是一門學問,不好好研究,按規矩製作,那就是測不出正確的數據的。
理論分析這些是朱教授最為拿手的,當然說的不是朱教授自己做理論分析,而是朱教授帶的一幫學生是朱教授的最佳苦力,要讓朱教授親自去做繁雜而技術含量相對不太高的理論分析,這個才是最大的浪費。
「劉軍,帶上你的試驗組將這個附面層先進行理論上分析一下,隨後我們才是進行實際測試,我們這次項目機會難得,你們要好好的學習。」
為人師就是這樣,你不僅要考慮通常項目該考慮到的問題,同時還要考慮到這些學生的教育,所以一個負責人的老師真的是很難的,特別是做高等教育的更是如此。
朱教授說的劉軍帶著幾個同學走出來,第一眼給人的感覺是一個踏實的學生,但是讓人驚訝的是這個劉軍沒有戴上眼睛,這不免會讓人懷疑這傢伙的學術生涯是怎麼過來的。
摸摸頭上的發茬,陪和著他那踏實的面孔,笑著說:「這個理論分析都是我們的強項,一定保證按質按量完成。」
說完話,劉軍就帶著人往一邊去做理論分析去了,點點頭朱教授小聲的對楊輝小聲的說著。
「這劉軍是我這批學生中在學術上最有造詣的,現在讓他去做這個理論分析絕對是沒有問題。」
楊輝對這個倒是不擔心,理論分析這個只要知識積累夠了,自然就得心應手,一群研究生做這個若是還有問題的話,那就奇了怪了。
楊輝在想這個氣動設計後面是不是可以同時多幾個項目一起開始,一項一項來,實在是無法有效得利用起時間來。