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吉祥坊网上赌博 独特的F-15短距起降试验机:发动机喷口怪异无比

[2020-01-11 17:55:51] 点击量:4449

吉祥坊网上赌博 独特的F-15短距起降试验机:发动机喷口怪异无比

吉祥坊网上赌博,20世纪70年代,美国和苏联都通过超音速轰炸机和中程弹道导弹来制约双方在欧洲的前线机场,加上以色列在中东战争中与通过轰炸将敌方空军消灭在机场的经验,使得世界各国空军开始质疑战斗机对跑道的依赖程度。因此美国空军再次将亚声速格斗、超音速拦截和短距起降列为未来战斗机的三大主要性能指标,而美国空军也在“先进战斗机综合”计划书的一开始,就将短距离起降技术与其他空战技术一起进行研究。

麦克唐纳•道格拉斯公司于1984年得到空军的订单,开始短距离起降战斗机的研究,他们将普惠公司的多用途喷口与通用电气公司的综合发动机控制系统安装在了一架f-15b双座战斗机上,进行短距离起降与提升机动性的研究,这项试验计划命名为f-15s/mtd(短距起降/机动性能技术验证机)。

麦道提出的f-15b方案想象图

当时nasa对于矢量推进技术的研究主要集中在了非轴对称的圆形喷口上。其主要原因是双发动机配置的圆形喷口,由于缝隙干扰的流场会产生额外的阻力,而方形喷口则不会诱发类似的阻力。而且方形喷口的外形接近后机身的箱形截面,因此在喷口向下时可以融成统一个升力面以较低的阻力产生额外的升力,而从圆形喷口喷出的气流虽然可以诱导外围气流产生升力,但喷口本身却会产生较多阻力。

一般对方形喷口的质疑的主要方面在于,发动机从方形截面的角落削减尾喷口的能量,但美国在20世纪70年代的研究结果显示,其对于尾喷口能量削减微乎其微,几乎可以忽略不计。而影响比较大的是尾喷口的冷却气流,不同的设计有不同的结果,通常在军用推力的情况下会有一些损失,但其后燃推力反而变大。总而言之,方形喷口在双发战斗机上所产生的推力在马赫数1.6以下会比圆型喷口要大。

普惠为f-15s/mtd研制的的方形喷口为日后的f-22做了技术积累

普惠公司采用二维收敛-扩张(2d-cd)喷口,与aden喷口不同的是,它的上下可动面是相同的,因此该喷口的驱动面较多。但是2d-cd喷口的四片可动面同时具有喷口面积控制、俯仰矢量与反推三大功能,而不像aden喷口需要额外加装反推装置。另外,2d-cd喷口的上下角度相同,可以提供均衡的俯仰/滚转控制,而不像aden喷口会有俯角大于仰角的情况发生。

2d-cd喷口的几种状态,分别是收敛、下偏、减速、反推

为了避免飞行员控制的复杂性。s/mtd计划书也将原有的模拟增益系统换成四余度电传操作系统。其软件是由“先进战斗机综合”计划书中的f-15iffc“综合飞控/推进能力”系统,以及发动机数字化控制系统发展而来,其目的是将矢量喷口视为气动控制面的一个重要环节,可以控制飞机的俯仰角与滚转,甚至可以用两喷口开合大小的不同得到推力差以此来控制偏航。

三翼面选型

虽然2d-cd喷口会降低双发战斗机的阻力,但其重量仍然要无可避免的增加,从而使得飞机的重心后移破坏纵向稳定性能。f-15s/mtd在主翼以上加装了两片前缘鸭翼,在亚声速状态下可以用于提高飞机的稳定性,超音速时则可以阻止飞机的升力中心过度前移。在需要直接升力时(飞机进场或者转向)可以用来配平喷口的低头力矩,巡航于降落时可以差动产生偏航的控制力矩。这两片前缘鸭翼使得f-15的外形呈独特的三翼面布局,麦道公司认为,三翼面战斗机在无矢量推进时,也可以在不同状态下选择前缘压翼或者水平尾翼进行配平,而达到最低的配平阻力。

f-15s/mtd巨大的前翼实际上是f/a-18的尾翼

然而,近距离耦合前缘鸭翼虽在高迎角提高了升力,却也降低了低头力矩。这使得战斗机很难脱离高迎角状态,这在x-29上也会发生。理论上,唯一可以在此时提供额外的低头力矩,但矢量喷口的重力力矩又抵消了不少。另一方面与x-29的“翼滚”现象相似,麦道公司的风洞实验也显示其前缘鸭翼与进气道前缘所产生的涡流,在高迎角时会与翼尖涡流混合并覆盖主翼上方,在两边的机翼却总是不能在同一时间点产生强大而不稳定的偏航力矩。

正在进行调整的f-15s/mtd风洞模型

横向不稳定现象在达到过失速迎角时,会因为主翼完全失速而消失,但对高g转向所用到的中间迎角却有很大的影响。x-29利用了前缘鸭翼与全电传操作系统,而f-15s/mtd只能从电传操作系统中限制其偏航命令,并将滚转命令切换给方向舵控制滚转来抑制反向滚转以及偏航效应。风洞的测试结果表明其可以到达45度迎角而不会有翼滚现象或是让飞机进入尾旋,但这也使得飞机的滚转率在一定程度上下滑。

f-15s/mtd在圣路易斯市上空飞行

f-15s/mtd的矢量喷口在高迎角唯一的优点是低头力矩的提高,飞机在加力状态下所产生的低头力矩,使其在低头的加速度可以达到f-15b的3倍。飞机可以在不到f-15b所需的一半时间就达到相同的角速度,而其最大迎角还是f-15b的2倍,这表示其低速的俯仰敏捷性可达到传统喷口的2~3倍。

1989年,f-15s/mtd技术验证机首次试飞。第一阶段飞行时进行各项基本性能的测试,包括矢量与反向推力的试验,这些试验基本上都被限制在亚声速和军用推力的条件下进行。1990开始的第二阶段试验包括加力状态下的短距起降测试,其速度最大达到了马赫数1.6,而反向推力则可以在马赫数1.4 的状态下使用,整个计划在1991年宣告结束。