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[利刃军事第307期]在世界各国战斗机的机头部件中,我们都会发现一个前伸的管状装置,这就是军迷耳熟能详的空速管,用来感受气流的总压和静压,并将测得的压力数据传送给机载计算机和飞行仪表。目前,西方国家许多第4代战斗机已经取消了了机头空速管,中国最新型战斗机歼-20也从2013号验证机开始取消这种空速管。那么,机头空速管为何取消,取消之后这些功能如何实现呢?

歼20一个特点明显超美俄五代机 取消空速管竟隐藏惊人秘密

空速管对于现代战斗机具有非常重要的作用,它能够利用前端小孔测量飞机相对于大气的速度,是飞机上极为重要的测量工具。

现代的空速管除了正前方开孔外,还在管的四周开有很多小孔,其中一个小孔用一根管子通到空速表,就可以用来测量静止大气压力。空速管测量出来的静压还可以用来作为高度表的计算参数,原理是空速管里面的压力会随着飞行高度变化而变化,将空速管的静压数据转化为飞机高度数据就实现了测量高度。

空速管还能测量升降速度。空速管利用静压测量飞机爬升率时,出口处的小孔测得气压变化的快慢,如果飞机上升很快,空速管膜盒内的气压受小孔的制约不能很快下降,而膜盒外的气压可以很快达到相当于外面大气的压力,于是膜盒鼓起来,测量膜盒的变形大小即可算出飞机上升的快慢;飞机下降时,情况正相反;飞机平飞时内外气压逐渐相等,升降速度表指示为零。

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目前,美国空军的F-22A和F-35战斗机最新批次已经取消了机头前端的空速管,将其位置调整到机头下,左右两侧各安排一枚,尺寸也比传统的短小。新型空速管位移到机身两侧,克服了飞机本身气流影响,通过计算机修正获得准确数据,两个空速管也能够起到备份作用,同时通过两侧数据的比较,还可以测量飞机的侧飞数据,可见美国的最新技术发展相当迅速。歼-20最新型号也同样取消了机头空速管,将其位置到机身下侧,位于座舱前缘的正下方。不论歼-20的这项改进有没有借鉴美军的经验,对提升飞机性能都将起到一定作用。

歼-20取消安装机头雷达罩上的空速管,可以降低机载雷达天线前方不透波结构对雷达工作的影响。由于机载雷达的雷达波扫描到了绝缘的天线罩上的金属结构时,金属反射回的雷达波会干扰雷达的正常工作,所以要采用泡沫结构的金属吸波材料来遮挡,吸收消耗照射到金属部件位置上的雷达波束,来削弱雷达罩内的反射信号。虽然取消机关空速管不能完全消除雷达罩上的金属部件,但是也能够在一定程度上提升雷达性能,所以歼-20采取了与F-22类似的改进。

歼-20取消安装机头雷达罩上的空速管,还能够降低雷达罩的结构设计难度。由于战斗机高速机动时空速管受到压力和弯矩影响,应力会传到天线罩的复合材料上,对雷达的位置精度会产生一定影响,雷达罩结构上的弹性变形也会影响到空速管的测量效果。所以,歼-20取消机头空速管,使雷达罩的结构设计摆脱了空速管的限制,结构设计更为自由,可完全按照雷达信号的有利特点来确定雷达罩的层数、罩体厚度、铺叠方式和纤维方向,获得结构强度与重量和雷达波透射性能间平衡的有利结构,使得歼-20机载相控阵雷达拥有更出色的性能。

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歼-20取消安装机头空速管,还能提升飞机的飞行气动性能。取消飞机机头的长杆状装置,可以避免与周围大气相互作用形成的激波干扰飞行器的气动性能,使得飞机在大迎角飞行状态时具有更强的侧向稳定性能,在一定程度上提升操控品质。另外,减小突出于飞行器正向表面的部件的尺寸,也能进一步提升歼-20的隐身性能。

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所以,我们在歼-20战斗机2013号之后的验证机上见不到机头空速管,但是,这并不代表先进战斗机都已经取消了空速管,而是用其它方法手段进行了替代,继续实现测量空速、高度、爬升率等功能。网上流传的那张使用黄金座舱盖的2017号歼-20验证机照片,就能清晰看到空速管的最新位置和形状。

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