전투기의 공기흡입구에 대하여

공기는 점성이 있다는 사실을 먼저 알아야 하기 때문에 공기가 물체의 표면을 가로질러 흐르면 점성으로 인해 공기의 얇은 층이 느려지게 됩니다. 이 느린 공기층을 경계층이라고 합니다.

항공기 엔진은 경계층이 입구로 들어가는 것을 허용하지 않습니다. 왜냐하면 경계층이 입구로 들어간 후에는 공기 흐름 속도가 느린 작은 영역을 형성하기 때문입니다. 즉, 대부분의 엔진 흡입구는 균일하고 안정적인 고속 기류이지만 저속 기류 영역도 작습니다. 이렇게 불안정하고 고르지 못한 기류를 기류 왜곡이라고 합니다. 왜곡은 쉽게 엔진 서지를 유발하여 정지로 이어질 수 있습니다.

따라서 엔진 흡입구는 경계층을 격리하여 경계층이 엔진 흡입구로 유입되는 것을 방지해야 합니다.

경계층 격리 방법에는 노즈 공기 흡입구, 독립 엔진 포드 등 여러 가지가 있습니다. 그러나 군용 항공기의 경우 가장 일반적으로 사용되는 것은 경계층 파티션입니다. 격벽과 동체 사이의 거리는 실제로 동체에 생성된 경계층의 최대 두께와 동일하며, 경계층은 격벽 외부를 통해 흐르게 됩니다. 물론 칸막이 자체도 경계층을 생성하므로 일반적으로 칸막이 내부에는 경계층을 빨아들이는 통풍구가 있습니다.

가장 진보된 경계층 격리 방법은 조개 입구입니다. 여기에 문장을 삽입하세요. DSI 공기 흡입구를 "조개"형 공기 흡입구로 번역하는 것은 발음과 이미지 모두 매우 정확하므로 적극 권장됩니다. 흡입구 내측 앞쪽에 약간 더 높은 압력 영역을 생성하여 동체 경계층을 흡입구 양쪽 측면으로 밀어냅니다. 실제로는 보이지 않는 경계층 장벽입니다.

전투기 입구 설계의 가장 큰 어려움은 초음속입니다. 터빈 엔진은 아음속 공기 흐름에서만 안정적으로 작동할 수 있으므로 공기 흐름은 흡입구에 의해 감속되어야 합니다.

가장 원시적인 흡입구는 피토관 흡입구로, 흡입구에 약간 수렴하는 목이 설정되어 초음속 공기 흐름이 정상적인 충격파를 생성하고 아음속 속도로 감속합니다.

나중에 다중 연속 경사판을 사용하여 공기 흐름의 방향을 여러 번 변경하고 다중 경사 충격파를 생성하여 공기 흐름을 늦추는 다중 웨이브 시스템 흡입구가 개발되었습니다.

J-10A는 바이너리 3파 시스템 조정 가능한 입구를 사용하며 바이너리 시스템은 직사각형(원형 또는 반원형이 하나의 요소)임을 나타내며 3파 시스템은 충격파 시스템을 나타냅니다. 3개의 충격파로 구성되어 있으며, 조절 가능한 충격파 경사판을 조절할 수 있습니다.

멀티 웨이브 시스템 흡입구 개발 과정에서 경계층 칸막이를 압축면으로 확장해 1차 충격파가 흡입구 외부에서 발생할 수 있도록 함으로써 흡입구 설계를 단순화했다. 설계.

이후 동체 전면을 사전 압축면으로 활용한 디자인이 등장했는데, 실제로는 1.5웨이브 방식의 고정식 흡입구다.

요약은 다음과 같습니다.

피토관 방식의 흡입구는 공기 흐름 에너지의 손실이 더 크며, 단일 웨이브 시스템 흡입구에 비해 다중 웨이브 시스템 흡입구의 효율이 더 높습니다. 고정 공기 흡입구는 특정 조건에 대해서만 최적화할 수 있으며 속도가 더 빠르거나 느려지면 효율성이 감소합니다. 조정 가능한 공기 흡입구는 다양한 조건에 잘 적응할 수 있습니다. 따라서 다중 파장 조절식 공기 흡입구가 가장 좋은 효과를 가지지만 더 무겁고 구조가 복잡합니다. 피토관 방식은 가장 가볍고 단순하지만 효과는 최악인 F16 정도는 한계인 것 같다.

F22에는 캐럿 에어 인테이크가 등장했다. 교차하는 두 개의 경사 충격파를 통해 피토관 식 흡입구보다 높은 효율과 넓은 적응성을 구현하며 고정 흡입구의 장점을 유지합니다.

캐럿 에어 인테이크는 1990년대에야 등장한 2차원 웨이브 라이딩 기술로, 그것이 바로 F35의 클램 인렛이다. 물론 가장 먼저 봉사한 사람은 샤오롱이었다. 조개 흡입 덕트는 캐럿 흡입 덕트보다 더 발전되고 복잡합니다. 국내에서 발표된 논문에 따르면, J-10B의 인렛에 대한 테스트 결과 2.0M 이하에서는 클램쉘 인렛의 효과가 3파 시스템 조정 가능한 인렛의 효과와 매우 유사하다는 결과가 나왔습니다.