【小狗】重量級轉載！——DSI進氣道傳奇_風聞

       從現今來説世界上只有中國和美國發展出了這種技術。它的技術難度實際上是非常大的，首先是設計出這個鼓包就需要極高的空氣動力學和計算機技術水平，其次它的製造精度要求很高，金屬材料要加工出來是很困難的。當前都是使用複合材料。

       DSI進氣道

       英文全稱：Diverterless Supersonic InletDSI

       中文全稱：無附面層隔道超音速進氣道

       DSI進氣道，又稱“三維鼓包式無附面層隔道進氣道”，它採用一個固定的鼓包來模擬常規進氣道中的一、二級可調斜板，並能夠達到對氣流的壓縮，以及簡化結構、隱形的目的。

       據專家介紹，DSI進氣道與常規進氣道相比，有三個主要優點：一是採用“錐形流”乘波設計，總壓恢復較高；二是減小了飛機迎風面的阻力，提高了飛機的隱形性能；三是不設計輔助進氣門和放氣門，取消附面層隔道後飛機可以減重數百公斤，大大減輕了飛機的結構重量。

（早期的“苗條電”X-35）

       總體來看，DSI進氣道具有結構簡單、重量輕、阻力小、隱形等特點。而且DSI對速度適應範圍很廣，FC1採用DSI後甚至可以取消進氣道後的放氣門，對減輕飛機重量，提高戰術性能有極大好處。

       研發歷程編輯洛克希德·馬丁公司的工程師在 1990 年代早期就開始研究傳統超音速進氣道概念的替代方案。他們試圖取消和附面層控制有關的複雜機構：附面層隔離板、放氣系統、旁通系統。

       通過取消這些機構，設計人員可以從飛機上減輕大約 300 磅的重量。最後的研究結果就是如今的 DSI，或叫做鼓包式進氣道。在 DSI 上已經去掉了附面層隔離板，進氣口也整合到前機身設計中。在進氣口前設計有一個三維的表面（鼓包）。

       這個鼓包的功能是作為一個壓縮面，同時增大壓力分佈以將附面層空氣“推離”進氣道。進氣道整流罩唇口的設計特點使得主要的附面層氣流可以溢出流向後機身。

       整個 DSI 沒有可動部件，沒有附面層隔離板，也沒有放氣系統或旁通系統。

       美國F-35戰鬥機採用DSI進氣道，換句話説，DSI 實際是針對常規進氣道的進氣口部分進行的改進。

       精心設計的三維壓縮面配合進氣口，不僅可以完成傳統附面層隔道的功能，還可以提供氣流預壓縮，從而提高進氣道高速狀態下的效率，並減小阻力。隨着進氣道調節系統的取消，重量自然減輕。而對於未來作戰飛機更重要的一點是，取消了附面層隔道以及壓縮斜板等部件後，飛機的 RCS 可能大幅減小，這顯然有利於提高飛機的隱身能力——F-22 的進氣道仍具有傳統的附面層隔道，設計時免不了大費周章；而其採用固定式進氣道，考慮的因素中，隱身要求佔了相當一部分。

       DSI 是隨着計算流體力學（CFD）的進步，在洛·馬自己的計算機建模工具上開發並完善的。CFD 是一門研究流體控制方程的數字化解決方案的科學，並可以通過空間或時間對重要的流場加以描述並進一步改善解決方案。

       CFD 解決方案闡明瞭工程師們如何表現複雜的流場並對他們的設計進行性能評估。

       1994 年末，洛·馬對飛機構形進行了研究——該構形後來成了他們的 JSF 原型機的構形方案。該項研究重在調查 DSI 相對於F-22 或F/A-18E/F類型的後掠式進氣道的優勢。

       由於減少了重量（約 300 磅），DSI 可以使飛機具有更好的性能；同時 DSI 還減少了生產和操作費用——通過取消複雜部件，每架飛機可以節省 50 萬美元的費用，效益相當明顯。工程師們為了保持技術領先地位而在此期間申請了 2 項美國技術專利，並在 1998 年獲得批准。

       現今使用DSI進氣道的只有中國和美國。除了先前披露出來的梟龍戰鬥機以及F-35戰鬥機外，2008年底試飛的殲10B，以及2010年底被網友目擊的中國新一代隱身戰鬥機“殲-20”也採用了DSI進氣口。

       另外，美國曾在F-16上測試過該進氣道但並沒有繼續。從現今來説世界上只有中國和美國發展出了這種技術。它的技術難度實際上是非常大的，首先是設計出這個鼓包就需要極高的空氣動力學和計算機技術水平，其次它的製造精度要求很高，金屬材料要加工出來是很困難的。當前都是使用複合材料。

圖：發動機葉片從正前方清晰可見。直通進氣道本身形成的空腔反射效應和葉片的強信號特徵，

使T50的其它任何隱身措施都效果歸零。

圖：有人進行了各種各樣的臆測，試圖證明T50其實通過種種巧妙的機身結構安排，

實現了大S彎曲進氣道設計，但其實就是扯淡

（這個判斷僅代表作者觀點，特此説明）

       作為飛機正面最大的反射信號源，進氣道如果隱身效果處理的不好，那麼整個飛機的隱身性能都要完蛋——當然毛子不在乎這個，他們能隨意創造發明宇宙間真理的歷史都超過一百年了，電磁學規律對他們算個卵子。所以最後美國有了F22和F35，而毛子有了T50。

       一般來説整個dsi沒有可動部件，但某人把殲20不同角度圖片拿來分析，可以明顯看出鼓包有大小變化，這就涉及到俄羅斯在蘇-33雙座型上展示的神奇技術——可變外形蒙皮！

       只能在電磁學原理的淫威下循規蹈矩的美國佬，他們得出的隱身進氣道設計準則其實基本原理並不複雜；但是要獲得好的效果，其詳細的計算測試和優化改進就工作量極大、極其繁瑣。在優化過程中，哪怕只是多一個變量參數，產生的計算量和數據量都極其可怕。

圖：F35進氣道

       簡略的説，首先進氣道一定要大幅度扭曲、截面形狀和截面積一定要有顯著變化；這樣才能避免入射的雷達波直接照射到發動機的風扇和壓氣機葉片上，並且打斷波導管的傳遞效應和形成空腔諧振，出現非常強烈的信號反射現象。　　

       這種扭曲和截面變化設計，同時又是吸波塗料和材料得以工作的基礎。在現有的主流吸波材料體系下——比如羥基鐵和類似機理的吸波塗料、結構材料，都只在一定角度範圍內才能吸收雷達波；一旦雷達波以30度或者更小的角度照射進來，那麼就只能以接近鏡面反射的形式反射掉。　　

       因此只有扭曲和變截面的設計，才能形成足夠複雜、但又秩序井然高度可控的反射路徑；讓雷達波一次又一次，以接近垂直的角度反射在吸波塗料和結構上，最終衰減到非常微弱的地步。在這個過程中，雷達波的有效衰減反射，至少要做到6次以上，一般不超過8次。　　

       而一旦採用可調進氣設計的話，這就意味着不管進氣道入口處的主反射面角度和位置怎麼變化，進氣道後面的結構都能以不變應萬變的保持良好的隱身效果。這樣的境界，喝高了伏特加的毛子、荷爾蒙爆表的小粉紅或許能感悟一二，但對於美國、中國那些神智正常的飛機設計團隊來説，在現有技術理論和設計手段下，是絕對做不到的。

圖：F22的嘉萊特進氣道

       解決了固定進氣道兼顧高低速性能的問題，但是沒有解決附面層的問題。附面層隔道形成的腔體反射是F22正面最大的信號特徵來源。

圖：F35和殲20使用的DSI進氣道

       在重量、阻力、隱身性能上都優於嘉萊特進氣道。國內有單位聲稱嘉萊特進氣道高速性能比DSI進氣道好，那只是因為當年他們根本玩不動DSI進氣道。　　

       而另一方面，空氣是有黏性的，在飛機表面會掛住一層空氣，被稱為“附面層”或者“邊界層”。這一層空氣能量很低而且非常紊亂，一旦進入進氣道就極易導致發動機無法正常工作、失去動力。這也是為什麼包括F22在內，絕大多數非機頭進氣的飛機，都需要在進氣道和機身之間設置間隔的原因。

圖：DSI進氣道原理

       而DSI進氣道，則是由於氣動理論的進步，能使用一個鼓包就起到排除附面層的作用——它就像河流中的礁石一樣，把迎面而來的附面層給撞開、排擠到進氣口範圍以外。DSI進氣道的鼓包一旦內凹，則其基本功能完全喪失——這種狀態下殲20別説性能提升，能保住發動機正常工作不墜機就是萬幸了。

       其他國家玩不起，就算是理論有了，設計方案也出來了，要獲得真實的數據還要實物做風洞試驗。風動試驗當然也不止一套，是幾套不同的造型吹完風找規律，最後出幾個經驗公式指導設計。沒錢又不急需的國家燒不起。

       再者，DSI是新技術，DSI技術難度再低，也是軍機項目的難度，現在沒有幾個國家在搞新飛機。除了美國和中國，全世界其他國家，有技術設備的（有大規模齊全的風洞羣可以測試這種新進氣道）英法俄，沒財力搞全新飛機，有財力的沒技術設備，也就只能照抄原有飛機進氣道。

       一個小小的DSI進氣道，就要耗費巨大的資源和財力，更何況一整架戰鬥機。這也可以看出中國在軍工科技上面的投入和努力，此處應該有掌聲。

       （圖文轉自百度貼吧“殲20吧”，原發帖人“曾醉_cz”，在此向這位吧友表示感謝）