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文/李鹏森

战斗机布局介绍

目前，世界上有许多国家都可以自主研发飞机，而且一些国家生产的战斗机的质量也是名列前茅。但是飞机的进气道和进气口设计一直是飞机设计的重点之一，这却极少有国家掌握。众所周知，一般的民航机不需要设计复杂的进气口，这些进气口一般都可以外置发动机，再加上飞行不需要特别大的机动性，速度也不高，这样发动机就可以直接吸气。

但军机却有所不同。战斗机的进气道有许多功能，首先是为发动机持续提供足够低的空气流量，其次是确保飞机的隐身能力，所以战斗机的工艺比普通飞机复杂得多。例如美国F14D曾经装备的APG71雷达，可以通过雷达直接计算出对方发动机叶片数，然后了解到飞机的型号，选择最好的攻击方式。F14D是一种20多年前的飞机，美国现役战斗机也具有这种能力，但它更具有超神性。

不知道大家有没有发现这样一项技术，叫做DSI进气道技术。事实上！在现阶段，世界上最先进的 DSI进气道只有中美两国掌握，这也让很多网友感到很奇怪，这项技术真的很难做到吗，难到只有中国和美国才有能力突破的地步吗？为什么别的国家就无法装备这样的进气道？

实际上！一般认为， DSI进气道是蚌式进气道，如果用中文全名来称呼，则称其为“无附面层隔道超音速进气道”，该进气道最初由洛克希德马丁公司研发，他们花了整整10年的时间才研制成功，后来洛克希德马丁公司将其应用于一架F-16战机，直到全部测试完成，洛克希德马丁公司才正式将其应用于F35隐身战机。

具体地说， DSI进气道是不带隔板的超音速进气道，实际上，这个词表达的意思并不完美，因为 DSI入口既是 Diverterless又是 Bleedless，即既没有隔板，也没有斜板，所以称之为 DBSI更精确一点。这个入口需要非凡的空气动力学基础研究能力，采用超级计算机模拟和实际风洞测试，设计非常复杂；但优点是无动部件，结构简单，重量轻，对涡扇发动机的扇叶有一定的遮挡，隐身效果更好。

而且，该进气道又叫 Bump，是在进气口前鼓包状凸起，形似蚌壳，在我国又称蚌式进气道。先说说这件事，为什么会有这样的鼓包呢？事实上，战斗机在飞行过程中，会有一个附面层效应，它是指当飞机处于飞行状态时，紧靠飞机侧面表面的这层气流会由于与机身蒙皮的摩擦而使其速度降至接近停止。

图解：（DSI进气道，红色线条表征附面层的流动，可见DSI进气道的鼓包可以将大部分附面层吹出进气道)

而且这种超低速气流一旦被发动机吸入，就会导致发动机在空气中停止，后果十分严重，因此我们看到，以前的战斗机无论采用何种进气方式，都要与机身隔开一段距离，我国歼10 A战斗机也是如此，即使为了加强进气道结构，还在进气道与机头之间的间隙增加了几个加强筋，这就是为什么歼10 A可以被称为棒状10的原因。

与此同时，进入进气道的气流速度也不能太快，比如超过音速，否则也会损坏飞机发动机，这就要求减速气流，在此之前的战斗机要么在进气口装上一块椎体，要么装上带隔板的可调节进气道或嘉莱特进气道。因此，它主要实现了两个功能，一是该形状可用作压缩面，供进气道减速、压缩后使用；二是将有害的附面层用鼓包“吹走”，以防止其吸入发动机造成进气不匹配。

就我国而言，虽然 DSI进气道的研发较晚，但研发速度异常快，我国首次将进气道应用到飞机上是在枭龙战斗机的研制过程中，当时我国将进气道安装在枭龙的04号原型机上，而目前我国许多战机已开始使用该新型进气道，如歼-20，歼-10 B，歼-10 C等。根据采用该进气道的型号数量，我国在这方面已经超过了美国，那么为什么这个进气道的发展只有中国和美国两个国家？现在来回答这一问题。

DSI进气道，就像前面描述的那样，它的外观其实是一个非常简单的鼓包，但是它的表面设计却非常简单，但是这款鼓包到底是什么形状，放在战机的进气道中什么位置，这些问题对于设计者来说是很棘手的。DSI进气道的研发需要极高水平的空气动力学和计算机研究，而在这两个领域中，中美两国占据了世界上的前两位，因此也只有这两个国家能够开展这项研究。

此外， DSI进气道对材料的加工精度要求极高，最好的材料当然是金属，但是目前中美两国都没有能力加工金属，因此，目前中美两国的 DSI进气道也只能使用复合材料，这种东西连中国和美国都玩不了，难道还要指望其他小国家玩？

而且，研究和开发 DSI近期道义上最大的困难就是风洞试验，虽然大家对 DSI进气道的设计理论都可以掌握，但设计完成后，战机必须经过风洞试验，还要用不同的造型来完成试验，寻找规律，这对于资金紧张的国家来说是很大的困难。再加上 DSI进气道的开发毕竟是对新型飞机的研究，现在世界上还有多少国家需要开发新型飞机的呢？大多数都是仿制的。

以俄罗斯战机为例，往往只只可远观而不可亵玩，仔细看就会发现俄系战机机身蒙皮往往非常粗糙甚至坑洼不齐，这就是机身蒙皮工艺不同所造成的差异，俄系战机蒙皮通常使用的都是小块的板金件，因此看起来比较坑洼，我国在20世纪80年代以前也是如此。

而欧美发达国家往往采用大型整体式蒙皮工艺，两者比较，前者由于板金件在钣金加工过程中会产生很大的内应力，因此加工好后看起来坑洼较大，而且这种板金件由于面积较小，采用的螺栓较多，重量较大，与整体式蒙皮工艺相比，强度较高、重量较轻，是一种较为先进的工艺。自然，造成的视觉效果就像我们现在看到的那样，是高颜值的。

然而， DSI的缺点也是很鲜明的：在于它的不可调。要知道战机的飞行速度是个很大的范围，亚音速，1马赫，1.5马赫，2马赫…在飞机设计中，一个固有的难题是，没有一个固定的进气道可以与所有进气条件相匹配。例如，进气道中在亚音速状态下的总压力恢复系数达到0.94-0.98，完全有可能将总压力恢复系数降至低于0.9。那也是为什么各国航空设计师都在设计可调节的矩形进气道出来的原因。

图为歼20战机采用的DSI进气道

采用可调节的斜板进行调整，使得战机在不同速度下的总压恢复系数都有较好的表现；例如，F-15的二元四波系斜切矩形进气道在2.0马赫时，总压恢复系数仍能达到0.92左右[1]，而 DSI进气道此时仅为0.87 [2]，与F-4D上的矩形进气道相当；同样采用斜切矩形进气道的F-14在2.0马赫时，也比 DSI进气道好得多。当马赫速度小于1.8马赫时， DSI的总压力恢复系数可以保证在0.9以上，与二元进气道相比几乎没有差异。

现在除了歼20，其他几种 DSI进气道飞机：F-35，枭龙，歼10 B/C,FC-31，最大速度都在1.8马赫以下。J20的出现，意味着 DSI进气道技术有了更大的发展，因为J20能够在2.5马赫的带弹战斗巡航，这种速度意味着J20的 DSI进气道克服了2.0马赫以上总压恢复系数太低的问题，至少在这一点上有了改进。

对于所解决的方法是什么，笔者也是无从得知，只能等待进一步解密。但毫无疑问，网上有一种歼20采用了 Bump变型技术，这简直是天方夜谭。由于该鼓包的曲面面积是一定的，在不改变总面积的情况下，要对鼓包进行连续平滑地变化，变形后仍能做到进气适配，且该蒙皮材料还能满足高马赫数下的气流压力，显然不是那个时代能做到的。

总体上说，建国以来，我们国家一直十分重视航空领域，所以很早就建了很多风洞，改革开放以后，我们国家也建了很多超级计算机，有很强的硬件基础。反过来说，看看其他国家，要么有技术有理论没资金，要么什么都有，唯独没有技术。

因此这个答案其实也很简单，也许航空发动机需要多年的实践经验才能赶上，但我国的飞机气动设计却一点也不落后，有了经济、技术和大量的硬件为基础，我国的航空设计能力必将在未来攀登新的高峰。