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動圖:F15發動機極限擴張,戰鬥機菊花擴散收縮到底啥用途?

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動圖是F15在地面測試時的鏡頭。

比較引人注意的有兩點,首先水平尾翼向上偏轉,此時平尾會形成較大的正迎角,形成向上的正升力,是一個讓戰鬥機俯身低頭的操作。

圖:開加力,大菊花

圖:不開加力,小菊花

而最顯眼的,是發動機噴口的擴張。對於超聲速戰鬥機來說,尾噴管必須要採用噴口面積可調的收斂-擴散型噴管;而F15這個鏡頭,就是發動機噴管從收斂狀態向擴散狀態調節的過程,其噴管面積從最小狀態向最大狀態轉變就是最直觀的特徵。

GIF/2.3M

因為絕大多數戰鬥機,要實現超聲速飛行,都必須依賴開啟加力燃燒。而在接通加力以後,加力燃燒室中就會多出很多的燃油,並在燃燒過程中釋放比原來高的多的熱量,氣體的膨脹程度遠比原來高。原來剛剛好的發動機噴口面積,就會顯得嚴重不足——大量的燃氣會被堵塞在加力燃燒室中,並且將壓力向前往回傳遞到發動機前部。

圖:太行發動機

這種情況下,發動機將會出現渦輪溫度升高超限、加力工作不正常等一系列故障。因此帶加力燃燒室的發動機,噴口必須可調——不開加力,噴口面積最小,開全加力,噴口面積最大。太行和渦扇15發動機(如果採用軸對稱噴管設計)也不例外。

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