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DSI“蚌”式进气道对战机的影响（ZT）

                               奥古鸣泽

新歼－10的照片中最引人瞩目的变化莫过于“蚌”式DSI（无附面层隔道超音速进气道）进气道取代了现有的二元可调多波系矩形进气道。DSI进气道的优点在于简化了进气道的构造并减轻了结构重量，同时降低了战斗机的飞行阻力和雷达反射截面。采用DSI进气道可以克服现型歼－10存在的进气道雷达发射面大，结构重量偏大的缺陷，能够在不增大推力的条件下提高歼－10的推重比，近而有利于歼－10综合机动性能的提升。现型歼－10的综合机动性能已经堪称是第三代战机中的翘楚，但个别性能指标上尚有不足。其中之一就是歼－10的加速性能。歼－10的高空加速性能估计只与歼－8二型改进型相当，歼－10在高空高速性能方面相对于歼－8二型其实并无优势，这意味着歼－10尚不能取代歼－8二型在中国空军作战体系的作用。这也是中国空军在装备歼－10的同时仍然在大量列装歼－8二F型的原因。影响歼－10高空加速性能的一个重要因素就是现型矩形进气道飞行阻力较大同时影响了机头与机身过渡流畅性。因而采用DSI进气道确实是较少歼－10飞行阻力的一个重要途径，同时还能收到减少雷达反射截面的效果。



利弊有两，每相对而出。虽然DSI进气道对于歼－10的改进有重要价值，但对于采用腹部进气的歼－10却存在着一些弊端。首先，歼－10由于采用腹部进气，而“蚌”式进气道所特有的进气道外侧部分必须前伸以及上下两边必须收起的设计特点，会使歼十在大迎角状态下的“迎风面积”大打折扣，进气效率会受到极大影响。采用DSI进气道在平飞状态下是无妨的，但大迎角状态下就有很大影响。因而歼－10采用DSI进气道就必须有效解决“蚌”式进气道下沿延伸遮蔽“迎风气流”的难题。仔细观察新歼－10的DSI进气道照片可以发现，其下沿延伸明显并不突出，而进气道上方的鼓包明显突出并向前方延伸，这种DSI设计能将DSI下沿的延伸对“迎风面积”的影响减到最小，确实能够有效兼顾大迎角状态和平飞状态对进气效率的要求。

其次，DSI进气道目前并无证据表明适合飞行速度在2马赫以上高速战机使用，超过2马赫时反而可能增大飞行阻力，同时影响引擎的正常工作。因此尚需要验证“蚌”式进气道对于高速战机的实用性。如果歼－10改真的采用“蚌”式进气道，将有两种可能：一是，歼－10改的设计思想发生改变，即放弃对2马赫以上的高速性能的要求，重点提高在2马赫以下的综合机动性能。采用“蚌”式进气道的出发点是全面提高歼－10的多用途性能（特别是远程攻势作战能力），而非单纯是为夺取制空权。这样，即使DSI进气道即使不能满足高速性能的要求，也是成功的设计。第二种可能是歼－10DSI型采用了更大推力的国产“太行”发动机，通过提高战机推重比的方法克服DSI进气道在2马赫时对战机可能造成的不利影响。“太行”与AL-31F系列的最大不同是“太行”在获得同等推力时涡轮前温度更高，燃烧效率更好，对涵道气流的流量要求要小于AL－31FN。歼－10采用“蚌”是进气道后进气效率要比现型进气道差，因为“蚌”式进气道的鼓包会使附面层气流压缩引起较大气流崎变，对于高速型战机应当尽量避免使流入进气道的气流受到干扰。这将会影响AL－31FN的工作效率。通过换装更大推力且对进气道气流的影响相对要小的“太行”不失为一个理想的解决方案。当然“太行”是否能满足单发歼－10的可靠性和加速性能要求还要有待验证。


采用DSI进气道的另一个重要好处是为IRST( 红外搜索与跟踪装置)的布置创造了良好条件。现型矩形进气道结构重量较大，对歼－10的“抬头力矩”有很大影响，采用“蚌”式进气道后，不仅使战机机身和机头的过渡更流畅，更减少了至少200公斤以上的重量。减少的这部分重量所引起的战机重心的变化可以通过安装IRST以及可收放式空中加油装置来实现在不改变战机重心的条件下实现对战机的配平。如果改进型的歼－10使用的是传说中的主动相控阵雷达APAR，还可以进一步的减轻机头重量，歼－10的“抬头力矩”会更大，可用迎角也将更大。这就需要提高垂尾的高度，来提高歼十在大迎角状态下操纵能力。新照片中歼－10DSI型的垂尾比现型更高就是为了提高在大迎角状态的可操控性能而采取的技术措施。


无疑，采用“蚌”DSI进气道对歼－10的影响是巨大的。但是否会用“蚌”式进气道取代现型进气道还要看一个最关键的因素，那就是，采用“蚌”式进气道是否有利于提高战机的航程。由于进气道的进气效率与发动机的推进效率成正比放大关系。进气效率提高2％，有可能使发动机的推力增加6％以上，能够节省燃油的消耗以提高战斗机的最大航程。因而飞机设计师对于进气道的设计尤为关注，都会尽最大可能的提高进气道的气动效率。歼－10的起飞重量和载油量比苏－27小得多，却能拥有接近苏－27的最大航程，可以讲歼－10的现型腹部进气道设计是功不可没的。“蚌”式进气道是否能“青出于蓝”，还要大量飞行试验后才能见分晓。因此，新型歼－10试验的成分较大，实际列装尚有待时日。DSI“蚌”式进气道对战机的影响（ZT）

                               奥古鸣泽

新歼－10的照片中最引人瞩目的变化莫过于“蚌”式DSI（无附面层隔道超音速进气道）进气道取代了现有的二元可调多波系矩形进气道。DSI进气道的优点在于简化了进气道的构造并减轻了结构重量，同时降低了战斗机的飞行阻力和雷达反射截面。采用DSI进气道可以克服现型歼－10存在的进气道雷达发射面大，结构重量偏大的缺陷，能够在不增大推力的条件下提高歼－10的推重比，近而有利于歼－10综合机动性能的提升。现型歼－10的综合机动性能已经堪称是第三代战机中的翘楚，但个别性能指标上尚有不足。其中之一就是歼－10的加速性能。歼－10的高空加速性能估计只与歼－8二型改进型相当，歼－10在高空高速性能方面相对于歼－8二型其实并无优势，这意味着歼－10尚不能取代歼－8二型在中国空军作战体系的作用。这也是中国空军在装备歼－10的同时仍然在大量列装歼－8二F型的原因。影响歼－10高空加速性能的一个重要因素就是现型矩形进气道飞行阻力较大同时影响了机头与机身过渡流畅性。因而采用DSI进气道确实是较少歼－10飞行阻力的一个重要途径，同时还能收到减少雷达反射截面的效果。



利弊有两，每相对而出。虽然DSI进气道对于歼－10的改进有重要价值，但对于采用腹部进气的歼－10却存在着一些弊端。首先，歼－10由于采用腹部进气，而“蚌”式进气道所特有的进气道外侧部分必须前伸以及上下两边必须收起的设计特点，会使歼十在大迎角状态下的“迎风面积”大打折扣，进气效率会受到极大影响。采用DSI进气道在平飞状态下是无妨的，但大迎角状态下就有很大影响。因而歼－10采用DSI进气道就必须有效解决“蚌”式进气道下沿延伸遮蔽“迎风气流”的难题。仔细观察新歼－10的DSI进气道照片可以发现，其下沿延伸明显并不突出，而进气道上方的鼓包明显突出并向前方延伸，这种DSI设计能将DSI下沿的延伸对“迎风面积”的影响减到最小，确实能够有效兼顾大迎角状态和平飞状态对进气效率的要求。

其次，DSI进气道目前并无证据表明适合飞行速度在2马赫以上高速战机使用，超过2马赫时反而可能增大飞行阻力，同时影响引擎的正常工作。因此尚需要验证“蚌”式进气道对于高速战机的实用性。如果歼－10改真的采用“蚌”式进气道，将有两种可能：一是，歼－10改的设计思想发生改变，即放弃对2马赫以上的高速性能的要求，重点提高在2马赫以下的综合机动性能。采用“蚌”式进气道的出发点是全面提高歼－10的多用途性能（特别是远程攻势作战能力），而非单纯是为夺取制空权。这样，即使DSI进气道即使不能满足高速性能的要求，也是成功的设计。第二种可能是歼－10DSI型采用了更大推力的国产“太行”发动机，通过提高战机推重比的方法克服DSI进气道在2马赫时对战机可能造成的不利影响。“太行”与AL-31F系列的最大不同是“太行”在获得同等推力时涡轮前温度更高，燃烧效率更好，对涵道气流的流量要求要小于AL－31FN。歼－10采用“蚌”是进气道后进气效率要比现型进气道差，因为“蚌”式进气道的鼓包会使附面层气流压缩引起较大气流崎变，对于高速型战机应当尽量避免使流入进气道的气流受到干扰。这将会影响AL－31FN的工作效率。通过换装更大推力且对进气道气流的影响相对要小的“太行”不失为一个理想的解决方案。当然“太行”是否能满足单发歼－10的可靠性和加速性能要求还要有待验证。


采用DSI进气道的另一个重要好处是为IRST( 红外搜索与跟踪装置)的布置创造了良好条件。现型矩形进气道结构重量较大，对歼－10的“抬头力矩”有很大影响，采用“蚌”式进气道后，不仅使战机机身和机头的过渡更流畅，更减少了至少200公斤以上的重量。减少的这部分重量所引起的战机重心的变化可以通过安装IRST以及可收放式空中加油装置来实现在不改变战机重心的条件下实现对战机的配平。如果改进型的歼－10使用的是传说中的主动相控阵雷达APAR，还可以进一步的减轻机头重量，歼－10的“抬头力矩”会更大，可用迎角也将更大。这就需要提高垂尾的高度，来提高歼十在大迎角状态下操纵能力。新照片中歼－10DSI型的垂尾比现型更高就是为了提高在大迎角状态的可操控性能而采取的技术措施。


无疑，采用“蚌”DSI进气道对歼－10的影响是巨大的。但是否会用“蚌”式进气道取代现型进气道还要看一个最关键的因素，那就是，采用“蚌”式进气道是否有利于提高战机的航程。由于进气道的进气效率与发动机的推进效率成正比放大关系。进气效率提高2％，有可能使发动机的推力增加6％以上，能够节省燃油的消耗以提高战斗机的最大航程。因而飞机设计师对于进气道的设计尤为关注，都会尽最大可能的提高进气道的气动效率。歼－10的起飞重量和载油量比苏－27小得多，却能拥有接近苏－27的最大航程，可以讲歼－10的现型腹部进气道设计是功不可没的。“蚌”式进气道是否能“青出于蓝”，还要大量飞行试验后才能见分晓。因此，新型歼－10试验的成分较大，实际列装尚有待时日。