战斗机，怎么就需要一个进气道呢？

原创 郑击波 航空知识

如果我们剖开一架战斗机，就会发现一个奇怪的现象：飞机的发动机之前会有一段长长的空腔，这段空腔就是所谓的飞机进气道。

↑寸土寸金的机身内居然有一大片空腔↑

↑F-15战斗机中的进气道和发动机↑

那么这个事情就比较费解了：按理来说，一架战斗机最讲究的一件事情就是“紧凑”，怎么会在机体内部留下来这么一段“空腔”呢？或者换句话说：为什么好好的，飞机会要浪费这么大的机内空间来作为发动机的进气道，可以不可以不安装呢？

别着急，从今天开始，我们来讲一讲飞机中“空”的艺术——飞机的进气道以及它背后的科学原理。

“挑食”的飞机发动机

战斗机的动力一般是航空燃气涡轮发动机，它的工作原理是吸入空气、压缩、混合燃料点燃后产生高温高压的燃气，然后利用这些燃气中的能量推动发动机运转、产生推力。整个工作过程中有一个非常关键的步骤，那就是“吸入空气”。

↑航空发动机的工作过程↑

而且我们知道，航空发动机吸气，跟我们普通人站在平地上呼吸可不同，它是跟随着飞机、一边飞一边吸气。这个时候就有一个问题：运动是相对的，随着飞机飞行速度的变化，空气相对发动机的速度也是完全不一样的。

所以当飞机进入到超音速飞行状态之后，发动机就发现事情不对了，因为它开始变得“呼吸困难”起来。背后的原因非常简单：

发动机的压气机是依靠旋转的叶片给空气加压，而为了使加压过程更加有效率，所以这些叶片往往有着复杂的形状。但是特定形状的叶片，往往只有当进气速度在某个范围内，风扇的工作效率才会足够高，一旦超过了一定的范围，压缩气体的效率就会急剧下降；

↑EJ200的低压风扇转子叶片↑

超音速的气体一旦遇到物体”挡路“，就会产生一种叫做”激波“的现象，不仅会产生巨大的阻力，还会带来气流流动的不稳定性，所以直接让形状复杂的风扇叶片遭遇超音速气流，就会产生巨大的阻力，还会威胁发动机叶片的安全。

↑超音速气流内产生的“激波”↑

所以无论从效率的角度，还是从安全的角度，航空发动机都是非常“挑食”的，超音速气流它可吃不下，必须要喂给它亚音速的气流，这样它才能够让发动机稳定、高效地工作。

于是，我们需要在发动机前面安装一个叫做“进气道”的装置，空气会经过它的调整之后再喂给发动机。

“既要喂饱，又要喂好”

根据上面的分析我们知道，战斗机进气道第一重要的功能就是：让超音速气流减速，变成亚音速气流，然后把这股气流喂给发动机、让发动机正常工作。其实明白这一点之后，就可以知道为什么有的飞机有进气道，有的飞机没有。

比如说，我们正常看到的客机，就基本上没有很长的进气道，这是因为这些客机都在音速以下飞行，没有“化超为亚”的需求，所以自然不需要花费额外的空间来安装进气道了。

↑处于亚音速飞行的客机就不需要长长的进气道↑

但是，进气道的作用可不是光给发动机喂下去亚音速气流就好了，而是既要喂饱发动机，还要喂得“好”才能够让整个飞机工作的更加高效。简单说，通过进气道的设计，要让气流尽可能地保留住营养才行。

那么气流中的“营养”是什么？

答案是：压力。

“三大知识”2021年联合征订

预订开启

原标题：《战斗机，怎么就需要一个进气道呢？》

阅读原文