世界航空强国不少，但流体力学太难，DSI进气道

任何一种发动机在工作的时候，有一个最基本的要求，就是进入发动机的空气必须是均匀和稳定的。

航空发动机在这方面也不例外。

●空气是可压缩流体，运动方式分成两大类，一类叫做层流，一类叫做紊流。

层流是一种在整个流体断面上均匀稳定的流体，流体运动质点瞬时速度方向的连线（流线）光滑且连续。

紊流在整个流体断面上不稳定不均匀，质点的运动轨迹无规律，流线会缠绕成卷。

如果进入航空发动机进气口前的气流是紊流，那么进入的空气流量就一会儿大、一会儿小。发动机就会像人得了哮喘一样不停的喘，会发生震动。

●运输机、客机，发动机采取吊仓方式布置，远离紊流扰动区。

少数几种对地攻击机，比如A10“尤猪”，发动机也采取吊仓方式布置。

绝大部分的作战飞机，发动机采用紧凑布置方式，和机身是连在一起的。

●上单翼布局的米格31、f15等，进气道的位置都在机身两侧。

空气进入发动机进气口之前，会先流过机身前半部。

流体是有粘性的，空气也不例外。碰到机身外表蒙皮的时候，就会由层流状态转换成紊流状态。

这个装置叫做“附面层流体隔离结构”，非常简单，也非常实用。

只要不是机头进气的高空高速战斗机，F22、F15、su27、歼10早期型号等等，全部都会采用“附面层流体隔离结构”。

●台风战斗机EF-2000发动机进气口的附面层流体隔离结构。

这个装置有一个问题，就是会产生额外的结构重量。

在飞机制造之前就会有一个设计重量，造出来以后往往会超重，然后采取各种措施减重。

隐身战斗机，所有的武器全部都要收纳进机身的内部，武器舱的舱门启闭机构都是额外的重量。

●F35战斗机舱门上的各种动作机构，非隐身战斗机上都没有。

隐身飞机既要满足低电磁波反射率的要求，又要满足武器内置的要求，还要满足空气动力学的要求，结构必须反复优化，机体重量控制更加严格。

●F35战斗机要垂直起降，为此需要在飞机的中部增加一个升力风扇，以及其他部位额外的吹气口。

这个些装置只在起降的时候用到一小会，大部分情况下都是一团死重。

所以，f35对于重量控制的要求，是严格之上再加严格。为了减轻结构重量，就把进气口附面层隔离装置替换成了DSI装置。

DSI进气道的正式名称是无附面隔层进气道，比有附面隔层的进气道重量减轻了。

●F35战斗机是世界上第1个采用DSI进气道的飞机。

所以很晚才出现，连f22上面都没有用到。

DSI装置出来以后，中国的专家看了一眼，立刻就复刻出来了。

中国人的计算流体力学功夫是非常非常厉害的。已故著名科学家钱学森、美籍华人科学家林家翘，都是这方面的大拿。

像银河系这样的星系，为什么会有悬臂这样的结构？如果这个结构是固定，随着星系的旋转会越缠越紧。

后来才搞明白，这是由于星际物质密度变化、恒星密度变化，形成的疏密相间的不固定结构，被称为“密度波”。这个计算需要用到流体力学，是由林家翘完成的。

●太阳系在银河系的猎户座悬臂内侧。

只要时间足够长，太阳系会运动到猎户座旋臂、人马座旋臂之间。

恒星的演化，星系的演化，很多都需要流体力学计算。

设计DSI进气道，既要有数学模型，还要依靠海量的数值运算。

流体力学的复杂性，决定了每一个单独的结构都要独立建立数学模型。这些数学模型往往要从“最小作用量原理”这样的第一原理开始推导。

现在健在的国内流体力学专家有高歌教授。

国内攻克DSI进气道的理论计算团队，应该是世界上最优秀的。

已经服役的歼20，正在研制中的歼30，都使用了dsI进气道。

●最新歼10从有附面隔层的进气道，改成DSI。

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0301/524.html