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2018年07月29日 23:38:40

来源:空军之翼

苏-27为何成为一代名机?不可思议的设计造成(图)

俄罗斯的苏-27战斗机在设计上有个奇怪的地方,那就是其AL-31F涡扇发动机机匣上置,导致发动机维护口盖被设置在机背,给机务的发动机维护工作带来许多不便,因为要爬到机背上去操作。

对于讲究可维护性能的战斗机来说,发动机机匣上置设计有些不可思议。本来只需要在地面完成的一些发动机基本维护工作,如今却要爬到机背进行,费时费劲不说,螺丝和工具还容易从机背敞开的口盖掉入发动机舱,造成让机务最为头疼的局面。因此,“正常”战斗机普遍采用下置机匣发动机设计。

苏-27为何成为一代名机?不可思议的设计造成(图)

其实苏-27采用上置机匣发动机也是迫于无奈,该机的原型机T-10最初采用的也的确是下置机匣的AL-31F发动机,但苏霍伊设计局最后发现,下置机匣设计与苏-27独特的气动外形设计并不兼容……

苏-27在气动上的一大特色就是采用了由中央空气流体动力研究院(TsAGI)发明的升力体气动布局,通过把机翼和中央机身平滑融合形成翼身融合体,再在扁平机身下方安装两个发动机吊舱来形成所谓的升力体。这种布局决定了机身下方的两个发动机吊舱基本上就是两根结构紧凑的直通式管子,前端是矩形斜切超音速进气口,后方是发动机和尾喷管。由于这种发动机舱内部空间有限,导致T-10原型机并无法为Al-31F发动机的下置机匣附件做出一个完美的整流外形,在发动机舱下方出现了难看的鼓包。光难看也就罢了,问题是这个鼓包产生了过多的气动阻力……

苏-27为何成为一代名机?不可思议的设计造成(图)

苏霍伊设计局在试飞中发现T-10的性能未达预期,主要原因在于发动机。首先由于AL-31F的加力耗油率超标,导致航程缩短;其次由于发动机加力推力不足,导致该机低空最大速度未达标。发动机不足就只能通过其他手段来弥补了,苏霍伊设计局提出了三点改进意见:减小气动阻力、提高飞机内油、降低飞机空重。后面的事情大家都知道了:在总设计师西蒙诺夫的带领下,苏霍伊设计局基本上把整架飞机重新设计了一遍,其中一个改进重点就是把发动机机匣从下置改为了上置。

那么。这么改进有什么好处呢?

T-10原型机发动机舱下方鼓包是产生跨音速阻力的大头,因此必须要在重新设计中予以消除。苏霍伊设计局经过研究后提出了把AL-31F的机匣附件从下置改为上置的创造性解决方案,这样一来机匣附件就能被隐藏在机背两个不大的整流鼓包中,并平滑过渡到尾喷管处,发动机舱下方也因消除了机匣附件而变得平滑起来。

苏-27为何成为一代名机?不可思议的设计造成(图)

由于消除了鼓包,于是整架飞机在该区域的最大横截面积也显著降低,更符合面积律分布。风洞测试表明,取消鼓包使T-10发动机舱所在的机身最大横截面积减少了12%-14%,明显降低了跨音速和超音速阻力。此外由于结构的简化,还相应降低了一些重量,可谓一举两得。

在减阻努力之下,苏-27最终改用了机匣上置的AL-31F涡扇发动机,以牺牲了一些可维护性能为代价来换取降低气动阻力,使该机最后成为一代名机。

作者:阿姆斯壮

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