小谈J10B 和 J10 的速度-超级军网

12-18最新修订，增加超音速面积律和跨音速面积律内容，简化理解难度

J10B的Bump进气道的圆锥体鼓包产生的流场为锥形流。在超声速段，锥形激波附着在圆锥体鼓包的压缩曲面的边缘，使得压缩曲面上产生法向和横向压强梯度，可将机身附面层吹出进气道口外，所以采用锥型流理论，乘波机原理设计的Bump进气道上可以不采取附面层隔道、不采取吹除措施，使得飞机在隐身、结构强度和减重等方面趋于完美。
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J10B的Bump进气道设计点为：高空大马赫数设计点取 Ma=2.0，并以此确定进气截面积（唇口最大包围面积）；在Ma=1.2按发动机最大状态时的流量确定喉道面积，喉道马赫数控制在0.6Ma～0.7Ma  。
J10B的Bump进气道的第一道激波是锥形激波，压缩形式为渐进式压缩的，激波损失小，总压恢复高，具有明显的锥型流特征；末激波倾斜角与唇口后掠角一致，且紧贴唇口，是强解斜激波，波后为亚声速。
J10B的Bump进气道在超声速段的总压恢复系数优于J10 的斜板可调的3波系进气道。
J10B的Bump进气道在超声速段的迎风阻力小于J10 的斜板可调的3波系进气道。
[  J10B的Bump进气道唇口最大包围面积 < （J10 的可调3波系进气道唇口最大包围面积 + 附面层隔道横截面的面积） ]
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J10B的前机体的横向截面类似椭圆，但该椭圆的下部被修平。因此沿J10B的纵轴剖开，前机体的纵向截面类似上凸下平的翼型，亚音速时J10B前机体的升力大于J10前机体的升力。由于飞行时迎角总是存在的，只是平飞时迎角较小，盘旋时迎角较大，超音速时（由于飞行时迎角总是存在的）J10B前机体平坦的下部所获得的压缩上升力大于前机体上部的圆锥体所承受的压缩下压力。总之无论计算还是试飞均表明，超音速时J10B前机体的升力大于J10前机体的升力。
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至于超音速面积律和跨音速面积律，总之整体上J10B要优于J10A。
跨音速面积律：
决定跨音速飞行的飞行器零升力波阻的截面积是飞行器的横截面积，近似等于具有相同横截面积分布的旋成体的零升力波阻。最小波阻旋成体的截面积分布是：从尖的前端起始---〉缓和过渡到横截面积相对大的中部---〉缓和过渡到尖的尾端结束。给个纵向剖面示意：  鼻锥开始尾端结束

因此，可根据最小波阻力旋成体的横截面积分布来调整飞行器的横截面积，以获得较小的波阻力。机翼-机身组合体（图1 ）横截面积 A-A与其当量旋成体的对应横截面积 B-B相等。因为光滑（母线无反曲）旋成体的波阻最小，所以为了降低飞行器跨音速飞行时的零升波阻力，可以修改机身横截面积沿纵轴的分布，例如缩小机翼、尾翼与机身连接区的机身横截面积和增大机翼、尾翼前后方的机身横截面积,形成蜂腰形机身,使飞行器当量旋成体的横截面积分布与最小波阻旋成体的相接近或做到尽量光滑。
J10B修改后的前机体从鼻锥开始至主翼的翼根前端，相比J10更接近最小波阻旋成体的截面积分布的前面部份。
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超音速面积律：是在给定的飞行马赫数下通过机身纵轴上某一点的后马赫锥的切平面（称马赫平面，图2a）所切割的飞行器截面积（图2b ）。由于每个子午角θ都对应着一个马赫平面，不同子午角θ的马赫平面所切割的飞行器截面积是不同的，因此应取θ从 0度到360度中各马赫平面所切割飞行器截面积投影的平均值作为机身纵轴上这一点的当量旋成体的截面积。同样，为了降低超音速飞行时飞行器的零升波阻力，必须使这一当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑。
见下图
解释：假设2.0+Ma条件下的马赫锥
下图a的x轴，就是飞机的纵轴；圆锥体就是假想的马赫锥；圆锥体的顶点是飞机纵轴上（任意）某点；马赫平面就是马赫锥的锥体侧面的切平面。
下图b是马赫锥的切平面（称马赫平面）所切割的飞行器截面积，是斜切过去的，此图采用拉开来展示切面。
下图b右下的黑色图是取该马赫锥的各马赫平面（图上 θ从 0度到360度）所切割飞行器的截面积（在与纵轴垂直的投影面）的投影的平均值，用该投影的平均值作为机身纵轴上这一点的当量旋成体的截面积。（由于理论上有无数个马赫平面，设计中只能选取数目合理的采样量）。
沿飞机纵轴，从机首至机尾，求各个采样点的后马赫锥的当量旋成体的截面积，为了降低超音速飞行时飞行器的零升波阻力，必须使这一当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑。

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J10B修改后的前机体，进气道前的部份被修平。沿J10B纵轴，从机首至Bump唇口与机身的交汇点对纵轴的投影的这段距离上取足够多的采样点，得到从1.2Ma至2.0+Ma条件下的各个采样点的后马赫锥的当量旋成体的截面积的结果是J10B小于J10，同时这一当量截面积沿纵轴的分布的光滑度的结果是J10B优于J10。
整体上来说，跨音速面积率和超音速面积律，J10B都优于J10，所以速度特性，盘旋特性，J10B试飞的结果均优于J10，也是与预期相吻合的。
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跨音速面积律:飞行器的横截面积尽量小，横截面积沿纵轴的分布与最小波阻旋成体的横截面积沿纵轴的分布相接近或做到飞行器的横截面积沿纵轴的分布尽量光滑。
超音速面积律:后马赫锥的当量旋成体的截面积尽量小，后马赫锥的当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑
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区别：（飞行器的横截面积）与（后马赫锥的当量旋成体的截面积）
相同的：强调截面积，强调截面积沿纵轴光滑过渡。

   由上图可以得到结论，当马赫数由超音速Ma>1降为Ma=1时  马赫锥就退化为马赫平面，并且与纵轴相垂直。
实际上当Ma=1时  马赫锥就退化为与纵轴相垂直的截平面，由上图可知与纵轴相垂直的截平面的当量旋成体的截面积就是横截面积。因此当Ma=1时  后马赫锥的当量旋成体的截面积就退化为横截面积。
所以跨音速面积律是超音速面积律在Ma=1时  后马赫锥退化为与纵轴相垂直的截平面（正激波面）的特例，跨音速面积律可看作超音速面积律简化后的面积律。跨音速面积律的计算复杂度较超音速面积律大为简化，跨音速面积律的运用较容易从外形上直观判断。

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跨音速面积律的减阻效率转折点在：1.4Ma 至 1.5Ma
超音速面积律与跨音速面积律的交集区在： 1.1Ma 至 1.8Ma
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J-10的前机身那么高，座舱附近横截面积肯定不小。并没有达到所谓的跨音速最优化。
如何J-10算很优化了， ...
ertert 发表于 2010-12-19 10:14

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4（3）代战斗机、5（4）代战斗机，在设计伊始就需要综合考虑跨音速面积律和超音速面积律这两个问题。
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J10由于是第一款国产全权限数字电传鸭式布局战机，由于鸭式布局配平复杂，担心横截面为卵形的前机身与鸭翼耦合诱发大迎角时的纵向发散，所以采用了横截面为圆形的前机身。又由于有J-8II的3波系进气道的技术储备，所以采用腹部3波系进气道。
J10对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化，是在其前机身受上述两个条件约束的情况下进行的。
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2000年后由于国内对DSI进气道深入展开，后来又有FC-1的DSI进气道来练手，对DSI进气道有了更深入地研究。由于J10的研制成功及装备部队，国内对全权限数字电传鸭式布局的气动特性的研究进入更深层次，已经攻克了卵形的前机身与鸭翼耦合的气动问题。在此基础上发展出机身下部修平的半卵形前机身与鸭翼耦合的更为优秀的前机身气动布局。
J10B的前机身特点：亚/跨/超音速的升力特性好；下部修平的半卵形前机身在中/大迎角下可有效的抑制不对称机头涡，从而降低了在中/大迎角下，因不对称机头涡而诱发的不对称侧力，提高了在中/大迎角下的横侧安定性，使得J10B的可用迎角大于J10的可用迎角。至于下部修平的半卵形前机身使得气动焦点前移的问题，则由改进后的电传飞控系统解决，实际上半卵形前机身使得气动焦点前移更有利于提高J10B的盘旋性能和提高超音速机动性。
由于J10B的前机身气动布局改变了，气动特性改变了，因此J10B对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件，是完全不同于J10对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件的。
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因此在相同的气动特性约束条件下过于优化超音速面积律肯定会舍弃部份跨音速面积律的性能。
但是J10B的前机身气动布局改变了，J10B的对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件，是完全不同于J10的。J10B在更优秀的前机身气动布局的约束条件下，对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的结果优于J10，是很客观的啊，不矛盾的啊，空军很满意的啊。
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本质上是不同的条件，结果不同。
楼上陷入了条件不变，结果一致的筐里去了。
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跨音速面积律1

跨音速面积律2

超音速面积律1

12-18最新修订，增加超音速面积律和跨音速面积律内容，简化理解难度

J10B的Bump进气道的圆锥体鼓包产生的流场为锥形流。在超声速段，锥形激波附着在圆锥体鼓包的压缩曲面的边缘，使得压缩曲面上产生法向和横向压强梯度，可将机身附面层吹出进气道口外，所以采用锥型流理论，乘波机原理设计的Bump进气道上可以不采取附面层隔道、不采取吹除措施，使得飞机在隐身、结构强度和减重等方面趋于完美。
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J10B的Bump进气道设计点为：高空大马赫数设计点取 Ma=2.0，并以此确定进气截面积（唇口最大包围面积）；在Ma=1.2按发动机最大状态时的流量确定喉道面积，喉道马赫数控制在0.6Ma～0.7Ma  。
J10B的Bump进气道的第一道激波是锥形激波，压缩形式为渐进式压缩的，激波损失小，总压恢复高，具有明显的锥型流特征；末激波倾斜角与唇口后掠角一致，且紧贴唇口，是强解斜激波，波后为亚声速。
J10B的Bump进气道在超声速段的总压恢复系数优于J10 的斜板可调的3波系进气道。
J10B的Bump进气道在超声速段的迎风阻力小于J10 的斜板可调的3波系进气道。
[  J10B的Bump进气道唇口最大包围面积 < （J10 的可调3波系进气道唇口最大包围面积 + 附面层隔道横截面的面积） ]
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J10B的前机体的横向截面类似椭圆，但该椭圆的下部被修平。因此沿J10B的纵轴剖开，前机体的纵向截面类似上凸下平的翼型，亚音速时J10B前机体的升力大于J10前机体的升力。由于飞行时迎角总是存在的，只是平飞时迎角较小，盘旋时迎角较大，超音速时（由于飞行时迎角总是存在的）J10B前机体平坦的下部所获得的压缩上升力大于前机体上部的圆锥体所承受的压缩下压力。总之无论计算还是试飞均表明，超音速时J10B前机体的升力大于J10前机体的升力。
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至于超音速面积律和跨音速面积律，总之整体上J10B要优于J10A。
跨音速面积律：
决定跨音速飞行的飞行器零升力波阻的截面积是飞行器的横截面积，近似等于具有相同横截面积分布的旋成体的零升力波阻。最小波阻旋成体的截面积分布是：从尖的前端起始---〉缓和过渡到横截面积相对大的中部---〉缓和过渡到尖的尾端结束。给个纵向剖面示意：  鼻锥开始尾端结束

因此，可根据最小波阻力旋成体的横截面积分布来调整飞行器的横截面积，以获得较小的波阻力。机翼-机身组合体（图1 ）横截面积 A-A与其当量旋成体的对应横截面积 B-B相等。因为光滑（母线无反曲）旋成体的波阻最小，所以为了降低飞行器跨音速飞行时的零升波阻力，可以修改机身横截面积沿纵轴的分布，例如缩小机翼、尾翼与机身连接区的机身横截面积和增大机翼、尾翼前后方的机身横截面积,形成蜂腰形机身,使飞行器当量旋成体的横截面积分布与最小波阻旋成体的相接近或做到尽量光滑。
J10B修改后的前机体从鼻锥开始至主翼的翼根前端，相比J10更接近最小波阻旋成体的截面积分布的前面部份。
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超音速面积律：是在给定的飞行马赫数下通过机身纵轴上某一点的后马赫锥的切平面（称马赫平面，图2a）所切割的飞行器截面积（图2b ）。由于每个子午角θ都对应着一个马赫平面，不同子午角θ的马赫平面所切割的飞行器截面积是不同的，因此应取θ从 0度到360度中各马赫平面所切割飞行器截面积投影的平均值作为机身纵轴上这一点的当量旋成体的截面积。同样，为了降低超音速飞行时飞行器的零升波阻力，必须使这一当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑。
见下图
解释：假设2.0+Ma条件下的马赫锥
下图a的x轴，就是飞机的纵轴；圆锥体就是假想的马赫锥；圆锥体的顶点是飞机纵轴上（任意）某点；马赫平面就是马赫锥的锥体侧面的切平面。
下图b是马赫锥的切平面（称马赫平面）所切割的飞行器截面积，是斜切过去的，此图采用拉开来展示切面。
下图b右下的黑色图是取该马赫锥的各马赫平面（图上 θ从 0度到360度）所切割飞行器的截面积（在与纵轴垂直的投影面）的投影的平均值，用该投影的平均值作为机身纵轴上这一点的当量旋成体的截面积。（由于理论上有无数个马赫平面，设计中只能选取数目合理的采样量）。
沿飞机纵轴，从机首至机尾，求各个采样点的后马赫锥的当量旋成体的截面积，为了降低超音速飞行时飞行器的零升波阻力，必须使这一当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑。

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J10B修改后的前机体，进气道前的部份被修平。沿J10B纵轴，从机首至Bump唇口与机身的交汇点对纵轴的投影的这段距离上取足够多的采样点，得到从1.2Ma至2.0+Ma条件下的各个采样点的后马赫锥的当量旋成体的截面积的结果是J10B小于J10，同时这一当量截面积沿纵轴的分布的光滑度的结果是J10B优于J10。
整体上来说，跨音速面积率和超音速面积律，J10B都优于J10，所以速度特性，盘旋特性，J10B试飞的结果均优于J10，也是与预期相吻合的。
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跨音速面积律:飞行器的横截面积尽量小，横截面积沿纵轴的分布与最小波阻旋成体的横截面积沿纵轴的分布相接近或做到飞行器的横截面积沿纵轴的分布尽量光滑。
超音速面积律:后马赫锥的当量旋成体的截面积尽量小，后马赫锥的当量截面积沿纵轴的分布尽量光滑
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区别：（飞行器的横截面积）与（后马赫锥的当量旋成体的截面积）
相同的：强调截面积，强调截面积沿纵轴光滑过渡。

   由上图可以得到结论，当马赫数由超音速Ma>1降为Ma=1时  马赫锥就退化为马赫平面，并且与纵轴相垂直。
实际上当Ma=1时  马赫锥就退化为与纵轴相垂直的截平面，由上图可知与纵轴相垂直的截平面的当量旋成体的截面积就是横截面积。因此当Ma=1时  后马赫锥的当量旋成体的截面积就退化为横截面积。
所以跨音速面积律是超音速面积律在Ma=1时  后马赫锥退化为与纵轴相垂直的截平面（正激波面）的特例，跨音速面积律可看作超音速面积律简化后的面积律。跨音速面积律的计算复杂度较超音速面积律大为简化，跨音速面积律的运用较容易从外形上直观判断。

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跨音速面积律的减阻效率转折点在：1.4Ma 至 1.5Ma
超音速面积律与跨音速面积律的交集区在： 1.1Ma 至 1.8Ma
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J-10的前机身那么高，座舱附近横截面积肯定不小。并没有达到所谓的跨音速最优化。
如何J-10算很优化了， ...
ertert 发表于 2010-12-19 10:14

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4（3）代战斗机、5（4）代战斗机，在设计伊始就需要综合考虑跨音速面积律和超音速面积律这两个问题。
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J10由于是第一款国产全权限数字电传鸭式布局战机，由于鸭式布局配平复杂，担心横截面为卵形的前机身与鸭翼耦合诱发大迎角时的纵向发散，所以采用了横截面为圆形的前机身。又由于有J-8II的3波系进气道的技术储备，所以采用腹部3波系进气道。
J10对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化，是在其前机身受上述两个条件约束的情况下进行的。
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2000年后由于国内对DSI进气道深入展开，后来又有FC-1的DSI进气道来练手，对DSI进气道有了更深入地研究。由于J10的研制成功及装备部队，国内对全权限数字电传鸭式布局的气动特性的研究进入更深层次，已经攻克了卵形的前机身与鸭翼耦合的气动问题。在此基础上发展出机身下部修平的半卵形前机身与鸭翼耦合的更为优秀的前机身气动布局。
J10B的前机身特点：亚/跨/超音速的升力特性好；下部修平的半卵形前机身在中/大迎角下可有效的抑制不对称机头涡，从而降低了在中/大迎角下，因不对称机头涡而诱发的不对称侧力，提高了在中/大迎角下的横侧安定性，使得J10B的可用迎角大于J10的可用迎角。至于下部修平的半卵形前机身使得气动焦点前移的问题，则由改进后的电传飞控系统解决，实际上半卵形前机身使得气动焦点前移更有利于提高J10B的盘旋性能和提高超音速机动性。
由于J10B的前机身气动布局改变了，气动特性改变了，因此J10B对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件，是完全不同于J10对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件的。
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因此在相同的气动特性约束条件下过于优化超音速面积律肯定会舍弃部份跨音速面积律的性能。
但是J10B的前机身气动布局改变了，J10B的对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的约束条件，是完全不同于J10的。J10B在更优秀的前机身气动布局的约束条件下，对跨音速面积律和超音速面积律的最佳综合优化的结果优于J10，是很客观的啊，不矛盾的啊，空军很满意的啊。
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本质上是不同的条件，结果不同。
楼上陷入了条件不变，结果一致的筐里去了。
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跨音速面积律1

跨音速面积律2

超音速面积律1

[:a9:]什么也不说，我捞

我老姥姥姥姥

咋没内容呢？

我了个去，留个脚印

回复 1# sopc_dsp

我晕，dsp老大，您老不带大晚上的这么耍人的，版主一手抖给你锁了你上哪儿“待续”去？

待续ing

先顶后看

我晕居然待续