主题：【原创】从枭龙和J10B的DSI看J20的DSI（3） -- TopGun
TopGun:【原创】从枭龙和J10B的DSI看J20的DSI（1）
TopGun:【原创】从枭龙和J10B的DSI看J20的DSI（2）
本文中的图基本都是大图，可以点击图片看清晰的大图。
三，新的地平线：J-20的DSI进气道
1，J-20的DSI进气道超越了F-22的CARET进气道
F-22的CARET进气道不但隐身，还适应超音速巡航和超音速机动，并适应F-22在亚音速的超机动能力。然而，J-20的DSI更加优秀。J-20的DSI进气道与F-22的CARET相比，有五个突出优点。我大致按照从易到难的顺序在本文解释这五个突出优点。先请大家看看使用CARET进气道的美国F-22：
J-20DSI的第一突出优点是取消了F-22的CARET的附面层隔离装置。下图的F-22照片中，介于机身和进气道之间的缝，就是F-22CARET的附面层隔离装置：
这个附面层隔离装置不但增加阻力，还增加重量。J-20的DSI则根本不需要这个装置。
J-20DSI的第二个突出优点不象CARET那样严重依赖进气道内部附面层吸除装置。
CARET进气道必须在机身一侧的斜板内壁使用附面层吸除装置，甚至上侧斜板内壁也要用。下图中钻进F-22进气道的地勤身后和他头上方的侧壁上布满了密密麻麻的附面层吸除装置的吸气小孔：
从下图可以看到F-22CARET进气道在机身一侧的内壁上至少有两组附面层吸气孔阵：
这些吸气孔阵吸出来的附面层空气还要排放出去，所以必须设排气孔。排气孔会损害飞机的隐身性能，所以又必须额外增加重量给排气孔做隐身修形。下图中F-22座舱下方，介于机身和进气道交接处的菱形的、由具有隐身作用的网格覆盖的开口，就是F-22CARET进气道附面层吸除装置的排气口：
CARET进气道在机身一侧的进气道内壁产生附面层的弊端使得同样采用CARET的F/A-18E/F超级大黄蜂也必须使用附面侧吸气孔。下图中F/A-18E的进气道可以清晰地看到附面层吸气孔（大量的吸气孔布阵般形成菱形、三角形、梯形的颜色较深的“补丁”）：
F/A-18E/F同样需要给附面侧吸除装置设排气孔，下图中F/A-18E边条上的那个开缝，就是附面侧吸除装置排气孔之一：
J-20的DSI即使不是根本不需要这个沉重、复杂的装置，也是极大地减少了这个装置的使用，从而减少了重量和复杂性。J-20DSI的鼓包巧妙地把附面层从进气口上面和下面排出。下面的图是大图，可以清晰地看到J-20并无附面层吸除孔阵，图中鼓包上稀疏的白点大概是铆钉，但绝不是附面层吸除孔：
当然，全世界第一个服役的DSI—— 枭龙的DSI，使用了附面层吸除装置。但是随着中国DSI技术的进步，最起码这个装置在J-20上的类似部位没有再次出现，虽然我暂无法确定J-20的DSI是否在进气道的其他部位小规模地使用了附面层吸除装置。下图的枭龙照片，可以看到枭龙进气道鼓包上面有颜色略深的前后两排、每排四个“补丁”，每个“补丁”都是由大量的附面层吸气孔布阵而成。大家可以拿这个照片和上面J-20的DSI照片做一下对比（都是大图），可以清晰看到J-20鼓包上并无附面层吸气孔阵：
J-20DSI的第三个突出优点是不象CARET那样严重依赖放气门。
这个放气门不是前面说的附面侧吸除装置的排气口，而是调节进气道的放气门。北航和601的一篇论文是这么说的：
这篇论文的若干不同链接：如果一个不好使，可以试另一个：外链出处http://www.paper.edu.cn/index.php/default/scholar/downpaper/lichunxuan-10；外链出处
http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=7712093&AspxAutoDetectCookieSupport=1
事实也是如此。F-22的CARET进气道使用了非常巨大的放气门。下图红圈所表示的，就是F-22CARET进气道巨大的放气门：
如此巨大的放气门本身就相当程度地增加了结构重量，而诸如锯齿之类的隐身修形更是给结构重量雪上加霜。下图是从另一个角度看这个巨大放气门：
再换一个角度：
令事情更加糟糕的是，F-22的CARET进气道很可能还有另外一组放气门。下图中最左面的菱形“补丁”是我在前面提到的附面层吸除装置排气口，最右边有锯齿状隐身修形的“补丁”是空调系统换气口，中间细长的、梯形的“补丁”，很可能是CARET进气道的另一个放气门。当然，这个细长的“补丁”也可能是附面层吸除装置的另外一个排气口，但无论如何，都表明F-22CARET进气道排气、放气系统之复杂、沉重：
枭龙的DSI没有放气门。从下面的四张J-10B照片看，无论是从上面看还是从下面看，采用DSI的J-10B也没有放气门，最起码没有F-22那样的巨型放气门：
从下面的照片看，无论是背部还是腹部，采用DSI的J-20也没有F-22那样的巨型放气门：
当然，J-20在背部有两组小的、有换气作用的开口，我觉得至少一组是空调系统的换气口。另外一组可能是放气门，也可仍然是空调系统换气口。但即使是放气门，也是非常小的，仅仅类似F-22在进气道前端的那一组小放气门——这与F-22在背部的巨大放气门有很大区别，其附带产生的增重非常小。下图可见J-20背部、处于前翼之间的两组很小的有换气作用的开口：
J-20DSI的第四个突出优点是在超音速总压恢复上比F-22的CARET至少不差，极可能更好。
J-20DSI的总压恢复系数即使和F-22的CARET相当，也是优点。这是因为J-20的DSI比F-22的CARET更简单、更轻( 具体请看前面的三点对比)。但根据北航/601的论文《一种CARET进气道超音速特性的研究》（链接1：外链出处http://www.paper.edu.cn/index.php/default/scholar/downpaper/lichunxuan-10；链接2外链出处：
http://www.cqvip.com/Main/Detail.aspx?id=7712093&AspxAutoDetectCookieSupport=1），即使J-10B的DSI进气道在没有完善前的超音速总压恢复，也略强于这个论文中的CARET进气道。
这篇论文的图2（a）表示，论文所研究的CARET进气道在1.8倍音速时的总压恢复系数在0.88到0.90之间；而J-10B早期未完善的DSI在1.8倍音速时的总压恢复系数至少是0.91。同一篇论文的图3表示，这个CARET进气道在2.0倍音速时总压恢复系数不超过0.83；而J-10B早期未完善的DSI在2.0倍音速时总压恢复系数接近0.87。J-10B的数据来自下图所表示的论文：
而根据我在TopGun:【原创】从枭龙和J10B的DSI看J20的DSI（2）中引用的消息，J-10B的DSI在经过完善后，超音速总压恢复系数很可能还有提高。
虽然北航/601的这篇论文研究的CARET并不是F-22的CARET，但其得出的数据对于F-22的CARET应该有参考价值，而且正如我在“J-20的第三个突出优点”中指出的 ，这篇论文对于CARET在2.0倍音速时必须使用放气门的结论被F-22巨大的放气门所证实。所以，通过上面的分析，J-10B在超音速时，其DSI进气道的总压恢复至少不比F-22的CARET差。而超音速巡航的J-20，其DSI进气道比J-10B的DSI更强调高速性能，又是在J-10B之后开发出来的更新的DSI，在超音速总压恢复上应该不比J-10B的DSI差。
所以，我认为J-20的DSI在超音速的总压恢复至少不比F-22的CARET差，极有可能比F-22的CARET更好。
J-20DSI的第五个突出优点是在亚/跨音速时比CARET更能提供使发动机平稳工作的气流。
611的论文《F/A-18E/F的CARET进气道》（链接外链出处：http://www.6lib.com/pdf/27F7B3634819343683.pdf）在第34页指出,F/A-18E/F的CARET在0.80倍音速到1.05倍音速并且襟翼偏转一定角度时，进气道的气流畸变大，必须用额外的办法解决。具体的解决方式是：使用抗畸变能力更强的F414发动机并改变边条形状从而改善进气条件。
F-22的CARET进气道是否有类似问题呢？我认为可能有，因为F-22的CARET比F/A-19E/F的CARET进气条件更差——F-22的CARET没有F/A-18E/F那样的可以改善进气条件的大边条。然而，F-22巨大的放气门外加抗畸变能力更强的F119发动机克服了这个问题。在上述611论文中提到，如果抗畸变能力相对较弱的F404发动机使用CARET，就需要使用放气门来克服CARET进气道的畸变。F-22的CARET正好有巨大的放气门，应该可以胜任类似的工作。
相比之下，枭龙的DSI并无此问题。因为南航论文《枭龙飞机Bump进气道设计》（链接外链出处：http://www.docin.com/p-119377183.html）说得非常清楚：
考虑到J-20的DSI是在积累了枭龙DSI的大量经验后发展出来的新一代DSI，我认为J-20DSI会继承枭龙DSI的这个优点。
发动机是中国航空最薄弱的部分。DSI比CARET优越的进气道/发动机匹配很适合以611代表的“发动机不足气动补”的飞机开发路子。
3，小结：
A，J-20的DSI在超音速的总压恢复系数至少不比F-22的CARET进气道差；
B，J-20的DSI比F-22的CARET更轻、更简单、阻力更小。
以下面的J-20三视图作为本文的结尾：
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🙂【原创】从枭龙和J10B的DSI看J20的DSI（3）
🙂补充一些清晰大图： 8 TopGun 字877 2011-06-29 05:15:09
🙂看过，不错。 1 痛则不通 字0 2011-06-26 19:56:37
🙂花，感谢超清晰大图和提供的分析美文！ 1 金口玉言 字0 2011-06-24 14:41:37
🙂花，谨慎质疑 2 fakeone 字526 2011-06-24 09:41:46
🙂四点释疑： 13 TopGun 字1983 2011-06-24 11:41:11
🙂小孔所在的板材总要修行吧 fakeone 字589 2011-06-24 12:32:02
🙂关于成千上万小孔组成的阵的隐身和放气门 4 TopGun 字509 2011-06-24 20:10:09