【小狗】重量级转载！——DSI进气道传奇

       从现今来说世界上只有中国和美国发展出了这种技术。它的技术难度实际上是非常大的，首先是设计出这个鼓包就需要极高的空气动力学和计算机技术水平，其次它的制造精度要求很高，金属材料要加工出来是很困难的。当前都是使用复合材料。

       DSI进气道

       英文全称：Diverterless Supersonic InletDSI

       中文全称：无附面层隔道超音速进气道

       DSI进气道，又称“三维鼓包式无附面层隔道进气道”，它采用一个固定的鼓包来模拟常规进气道中的一、二级可调斜板，并能够达到对气流的压缩，以及简化结构、隐形的目的。

       据专家介绍，DSI进气道与常规进气道相比，有三个主要优点：一是采用“锥形流”乘波设计，总压恢复较高；二是减小了飞机迎风面的阻力，提高了飞机的隐形性能；三是不设计辅助进气门和放气门，取消附面层隔道后飞机可以减重数百公斤，大大减轻了飞机的结构重量。

（早期的“苗条电”X-35）

       总体来看，DSI进气道具有结构简单、重量轻、阻力小、隐形等特点。而且DSI对速度适应范围很广，FC1采用DSI后甚至可以取消进气道后的放气门，对减轻飞机重量，提高战术性能有极大好处。

       研发历程编辑洛克希德·马丁公司的工程师在 1990 年代早期就开始研究传统超音速进气道概念的替代方案。他们试图取消和附面层控制有关的复杂机构：附面层隔离板、放气系统、旁通系统。

       通过取消这些机构，设计人员可以从飞机上减轻大约 300 磅的重量。最后的研究结果就是如今的 DSI，或叫做鼓包式进气道。在 DSI 上已经去掉了附面层隔离板，进气口也整合到前机身设计中。在进气口前设计有一个三维的表面（鼓包）。

       这个鼓包的功能是作为一个压缩面，同时增大压力分布以将附面层空气“推离”进气道。进气道整流罩唇口的设计特点使得主要的附面层气流可以溢出流向后机身。

       整个 DSI 没有可动部件，没有附面层隔离板，也没有放气系统或旁通系统。

       美国F-35战斗机采用DSI进气道，换句话说，DSI 实际是针对常规进气道的进气口部分进行的改进。

       精心设计的三维压缩面配合进气口，不仅可以完成传统附面层隔道的功能，还可以提供气流预压缩，从而提高进气道高速状态下的效率，并减小阻力。随着进气道调节系统的取消，重量自然减轻。而对于未来作战飞机更重要的一点是，取消了附面层隔道以及压缩斜板等部件后，飞机的 RCS 可能大幅减小，这显然有利于提高飞机的隐身能力——F-22 的进气道仍具有传统的附面层隔道，设计时免不了大费周章；而其采用固定式进气道，考虑的因素中，隐身要求占了相当一部分。

       DSI 是随着计算流体力学（CFD）的进步，在洛·马自己的计算机建模工具上开发并完善的。CFD 是一门研究流体控制方程的数字化解决方案的科学，并可以通过空间或时间对重要的流场加以描述并进一步改善解决方案。

       CFD 解决方案阐明了工程师们如何表现复杂的流场并对他们的设计进行性能评估。

       1994 年末，洛·马对飞机构形进行了研究——该构形后来成了他们的 JSF 原型机的构形方案。该项研究重在调查 DSI 相对于F-22 或F/A-18E/F类型的后掠式进气道的优势。

       由于减少了重量（约 300 磅），DSI 可以使飞机具有更好的性能；同时 DSI 还减少了生产和操作费用——通过取消复杂部件，每架飞机可以节省 50 万美元的费用，效益相当明显。工程师们为了保持技术领先地位而在此期间申请了 2 项美国技术专利，并在 1998 年获得批准。

       现今使用DSI进气道的只有中国和美国。除了先前披露出来的枭龙战斗机以及F-35战斗机外，2008年底试飞的歼10B，以及2010年底被网友目击的中国新一代隐身战斗机“歼-20”也采用了DSI进气口。

       另外，美国曾在F-16上测试过该进气道但并没有继续。从现今来说世界上只有中国和美国发展出了这种技术。它的技术难度实际上是非常大的，首先是设计出这个鼓包就需要极高的空气动力学和计算机技术水平，其次它的制造精度要求很高，金属材料要加工出来是很困难的。当前都是使用复合材料。

图：发动机叶片从正前方清晰可见。直通进气道本身形成的空腔反射效应和叶片的强信号特征，

使T50的其它任何隐身措施都效果归零。

图：有人进行了各种各样的臆测，试图证明T50其实通过种种巧妙的机身结构安排，

实现了大S弯曲进气道设计，但其实就是扯淡

（这个判断仅代表作者观点，特此说明）

       作为飞机正面最大的反射信号源，进气道如果隐身效果处理的不好，那么整个飞机的隐身性能都要完蛋——当然毛子不在乎这个，他们能随意创造发明宇宙间真理的历史都超过一百年了，电磁学规律对他们算个卵子。所以最后美国有了F22和F35，而毛子有了T50。

       一般来说整个dsi没有可动部件，但某人把歼20不同角度图片拿来分析，可以明显看出鼓包有大小变化，这就涉及到俄罗斯在苏-33双座型上展示的神奇技术——可变外形蒙皮！

       只能在电磁学原理的淫威下循规蹈矩的美国佬，他们得出的隐身进气道设计准则其实基本原理并不复杂；但是要获得好的效果，其详细的计算测试和优化改进就工作量极大、极其繁琐。在优化过程中，哪怕只是多一个变量参数，产生的计算量和数据量都极其可怕。

图：F35进气道

       简略的说，首先进气道一定要大幅度扭曲、截面形状和截面积一定要有显著变化；这样才能避免入射的雷达波直接照射到发动机的风扇和压气机叶片上，并且打断波导管的传递效应和形成空腔谐振，出现非常强烈的信号反射现象。　　

       这种扭曲和截面变化设计，同时又是吸波涂料和材料得以工作的基础。在现有的主流吸波材料体系下——比如羟基铁和类似机理的吸波涂料、结构材料，都只在一定角度范围内才能吸收雷达波；一旦雷达波以30度或者更小的角度照射进来，那么就只能以接近镜面反射的形式反射掉。　　

       因此只有扭曲和变截面的设计，才能形成足够复杂、但又秩序井然高度可控的反射路径；让雷达波一次又一次，以接近垂直的角度反射在吸波涂料和结构上，最终衰减到非常微弱的地步。在这个过程中，雷达波的有效衰减反射，至少要做到6次以上，一般不超过8次。　　

       而一旦采用可调进气设计的话，这就意味着不管进气道入口处的主反射面角度和位置怎么变化，进气道后面的结构都能以不变应万变的保持良好的隐身效果。这样的境界，喝高了伏特加的毛子、荷尔蒙爆表的小粉红或许能感悟一二，但对于美国、中国那些神智正常的飞机设计团队来说，在现有技术理论和设计手段下，是绝对做不到的。

图：F22的嘉莱特进气道

       解决了固定进气道兼顾高低速性能的问题，但是没有解决附面层的问题。附面层隔道形成的腔体反射是F22正面最大的信号特征来源。

图：F35和歼20使用的DSI进气道

       在重量、阻力、隐身性能上都优于嘉莱特进气道。国内有单位声称嘉莱特进气道高速性能比DSI进气道好，那只是因为当年他们根本玩不动DSI进气道。　　

       而另一方面，空气是有黏性的，在飞机表面会挂住一层空气，被称为“附面层”或者“边界层”。这一层空气能量很低而且非常紊乱，一旦进入进气道就极易导致发动机无法正常工作、失去动力。这也是为什么包括F22在内，绝大多数非机头进气的飞机，都需要在进气道和机身之间设置间隔的原因。

图：DSI进气道原理

       而DSI进气道，则是由于气动理论的进步，能使用一个鼓包就起到排除附面层的作用——它就像河流中的礁石一样，把迎面而来的附面层给撞开、排挤到进气口范围以外。DSI进气道的鼓包一旦内凹，则其基本功能完全丧失——这种状态下歼20别说性能提升，能保住发动机正常工作不坠机就是万幸了。

       其他国家玩不起，就算是理论有了，设计方案也出来了，要获得真实的数据还要实物做风洞试验。风动试验当然也不止一套，是几套不同的造型吹完风找规律，最后出几个经验公式指导设计。没钱又不急需的国家烧不起。

       再者，DSI是新技术，DSI技术难度再低，也是军机项目的难度，现在没有几个国家在搞新飞机。除了美国和中国，全世界其他国家，有技术设备的（有大规模齐全的风洞群可以测试这种新进气道）英法俄，没财力搞全新飞机，有财力的没技术设备，也就只能照抄原有飞机进气道。

       一个小小的DSI进气道，就要耗费巨大的资源和财力，更何况一整架战斗机。这也可以看出中国在军工科技上面的投入和努力，此处应该有掌声。

       （图文转自百度贴吧“歼20吧”，原发帖人“曾醉_cz”，在此向这位吧友表示感谢）