從飛機(jī)頭部的“刺刀”，看中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)化史

給你看個(gè)飛機(jī)，這是什么機(jī)型？

沒(méi)錯(cuò)，老飛機(jī)殲6。去年的長(zhǎng)春航展，有好多殲6改的無(wú)人機(jī)亮相。

如果你夠細(xì)，就肯定能發(fā)現(xiàn)，殲6的前面伸出來(lái)一根棍，又粗又長(zhǎng)。直徑堪比戰(zhàn)斗機(jī)的受油管，還能折疊。但顯然，殲6它沒(méi)法空中加油。

往前看，比殲6更老的殲5，沒(méi)有這根棍。

往后看，比殲6更年輕的殲10殲20殲35，也沒(méi)有這根棍。

這棍是干啥用的？

航空知識(shí)有限的人會(huì)說(shuō)，這根棍是拼刺刀用的。老飛機(jī)火力不行，機(jī)槍機(jī)炮打不準(zhǔn)，不如沖上去直接攮。

有人說(shuō)不對(duì)，飛機(jī)又不是冷兵器，這根棍是飛機(jī)的避雷針。甚至還有人說(shuō)，這是公飛機(jī)。。。

講這根棍之前先說(shuō)一個(gè)概念，叫空速，也就是飛機(jī)相對(duì)于空氣的速度。如果你是坐飛機(jī)的，你更看重地速，因?yàn)槟阋s路。但如果你是開飛機(jī)的，空速就比地速重要多了，畢竟升力大小都看空速呢。

舉個(gè)極端的例子，你的飛機(jī)相對(duì)地面，也就是地速是200km/h，這時(shí)候開始刮大風(fēng)，十級(jí)大風(fēng)，時(shí)速100公里。如果你逆風(fēng)，那你空速就是300，如果順風(fēng)，那空速就剩100了。

你看看，地速雖然相等，但空速差了3倍。初中物理你學(xué)過(guò)，這升力就能差9倍。9倍，很容易就把你飛機(jī)給摔了。

所以別人坐飛機(jī)出去玩，你可別祝人家一路順風(fēng)，太順風(fēng)可能飛不起來(lái)。

既然飛機(jī)的空速很重要。那咋測(cè)量呢？咱物理課學(xué)過(guò)，測(cè)量速度不容易，但測(cè)量壓力壓強(qiáng)就簡(jiǎn)單多了。

于是，我想到了初中學(xué)的伯努利原理，流速大壓強(qiáng)小。

簡(jiǎn)單說(shuō)，對(duì)于1,2兩個(gè)點(diǎn)，壓力是P1和P2，流速是V1和V2，這四個(gè)物理量能寫個(gè)等式。這意味著你知道其中任意三個(gè)，就能算出來(lái)第四個(gè)。

那你想，如果我讓V1一直等于0，我只要測(cè)出來(lái)P1和P2，不就能算出來(lái)V2了嗎？

于是我做了個(gè)管子，先在最前面開個(gè)小孔，讓空氣直勾勾灌進(jìn)去。因?yàn)楣茏恿硪活^是堵死的，所以空氣流速會(huì)降到0。這時(shí)我測(cè)出來(lái)這個(gè)小孔的壓力，就知道了P1。

然后我在管子上再開一個(gè)孔，讓開孔方向和氣流方向垂直，不讓空氣灌進(jìn)去，不灌進(jìn)去就不會(huì)減速，所以這個(gè)孔感受到的速度就是V2。我測(cè)量這個(gè)小孔的壓力，就知道了P2，有道理吧？

那這就很簡(jiǎn)單了，掐指一算就知道了V2。

通過(guò)測(cè)量壓力，我就間接知道了空氣流速。恭喜我，發(fā)明了空速管。

可惜，300年前法國(guó)有一位叫皮托的工程師，率先發(fā)明出來(lái)了，所以空速管又叫皮托管。如果不是他反應(yīng)快一步，這個(gè)管子就叫馬卡耶夫管兒了。

現(xiàn)在每個(gè)飛機(jī)裝的都有空速管，最前面測(cè)量P1的孔叫總壓孔，另一個(gè)孔，叫靜壓孔。

這兩個(gè)小孔可不能堵了，要不然飛機(jī)在天上就瞎了。所以飛機(jī)停在地面時(shí)，為了防止小蟲子啥的臟東西爬進(jìn)去，都會(huì)給空速管戴個(gè)套，上面寫著Remove Before Flight。

我做的航空主題鈦合金簽字筆，鑰匙扣，emove Before Flight就是最具特色的航空主題。有的兄弟不理解，還以為指的是鑰匙扣不能上飛機(jī)呢，起飛之前要卸下來(lái)。

說(shuō)到這，再推薦一下這款鋰電池驅(qū)動(dòng)的全金屬航空發(fā)動(dòng)機(jī)模型，注意，全金屬的，不是塑料。你在網(wǎng)上能找到的絕大部分模型，都是塑料的。雖然它們看著像金屬，但實(shí)際是刷的漆。

全金屬渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型

￥950

模型有一百多個(gè)零件，你看著教程一步步裝配，兩三個(gè)小時(shí)，非常有沉浸感有成就感。

裝配好之后，鋰電池供電，一推桿就能轉(zhuǎn)起來(lái)。這一轉(zhuǎn)，知識(shí)點(diǎn)又來(lái)了，你能看到它高低壓轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)。

真正懂行的人又能想到，這個(gè)模型對(duì)應(yīng)的真機(jī)是CFM的Leap系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是737,320以及C919用的最新發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)閘eap的前輩，CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)，高低壓轉(zhuǎn)子是同向旋轉(zhuǎn)的。

總之啊，就這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，你往桌子上一擺，它就是個(gè)精美擺件。你一推桿轉(zhuǎn)起來(lái)，就是個(gè)滿含知識(shí)點(diǎn)的教具。

如果心動(dòng)，點(diǎn)擊鏈接就能直達(dá)。下單就送你航空主題的鈦合金鑰匙扣，無(wú)彈簧設(shè)計(jì)，非常精美。

知道了空速管的工作原理，你就能知道它測(cè)空速想測(cè)準(zhǔn)，就必須保證空速管對(duì)準(zhǔn)空氣的流動(dòng)方向。

如果出現(xiàn)了夾角，總壓差不多還能測(cè)準(zhǔn)，因?yàn)橹灰芄噙M(jìn)去，空氣還是能減速到0。但測(cè)靜壓就不行了，如果靜壓孔和流動(dòng)方向不是90°夾角，空氣流了進(jìn)去，測(cè)出來(lái)的靜壓肯定就偏大。

對(duì)于速度比較慢的飛機(jī)，比如你買的通航小飛機(jī)，每小時(shí)飛個(gè)二百多公里，空速管很容易安裝。

比如你出門坐的客機(jī)，每小時(shí)飛個(gè)800公里，空速管也很容易安裝。

再比如，中國(guó)第一代噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)殲5，飛行速度也就是八九百，所以它的空速管也沒(méi)太多講究。

說(shuō)到這你問(wèn)了，這每小時(shí)都八九百公里了，跑的比西方記者都快，還叫慢啊？

好問(wèn)題，我說(shuō)它慢，指的是它相比聲音慢，也就是飛機(jī)沒(méi)有超音速。

咱知道，在標(biāo)準(zhǔn)大氣中，聲音的速度是340m/s，也就是大概1200公里每小時(shí)。飛機(jī)一旦超音速，跑得比聲音還快，就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的壓縮波，激波。

激波是一個(gè)強(qiáng)間斷面，在它的附近，空氣的密度，溫度，壓力，速度都會(huì)劇烈變化。為了防止激波對(duì)空速管產(chǎn)生干擾，測(cè)壓力尤其是測(cè)靜壓測(cè)不準(zhǔn)，中國(guó)第一代超音速戰(zhàn)斗機(jī)殲6，就伸出了一根長(zhǎng)長(zhǎng)的棍，保證空速管遠(yuǎn)離機(jī)身的激波干擾。為了防止這根棍在地面扎到人，還做成了可折疊的，這一弄看著更像刺刀了。

再往后，兩倍聲速的殲7，有這一根棍。主打高空高速的殲8，也有這一根棍。

一直到四代機(jī)殲10，殲10A的機(jī)頭還頂著一根棍，只是尺寸沒(méi)那么夸張了。

這根棍看著挺霸氣，但有個(gè)問(wèn)題。對(duì)于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，機(jī)頭是雷達(dá)的地盤。現(xiàn)在的飛機(jī)相比幾十年前，氣動(dòng)設(shè)計(jì)當(dāng)然有進(jìn)步，但進(jìn)步更大的是機(jī)載電子設(shè)備。

雷達(dá)功率越來(lái)越大，精度越來(lái)越高，你弄一根棍杵在機(jī)頭，還是金屬的，你說(shuō)是不是會(huì)影響雷達(dá)工作？必然會(huì)。

所以這根棍肯定要被干掉。

那緊接著問(wèn)題就來(lái)了，干掉之后怎么測(cè)超音速戰(zhàn)機(jī)的空速呢？

靠計(jì)算機(jī)修正。

戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)變強(qiáng)了，機(jī)載計(jì)算機(jī)也變強(qiáng)了，它就有能力去處理復(fù)雜數(shù)據(jù)。比如通過(guò)飛機(jī)試飛或者吹風(fēng)洞，先采集壓力誤差、空速、攻角、側(cè)滑角等等一大堆數(shù)據(jù)，擬合計(jì)算這些參數(shù)之間的關(guān)系，得到一個(gè)曲線，或者曲面，甚至多維空間。

那么飛機(jī)實(shí)際在天上飛的時(shí)候，計(jì)算機(jī)就能基于這個(gè)曲線曲面去實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。保證有側(cè)風(fēng)有激波，照樣能測(cè)準(zhǔn)。

所以到殲10B，殲10C，機(jī)頭的棍就沒(méi)了，變成了機(jī)身上安裝的幾個(gè)小空速管。

殲10之后的五代機(jī)殲20，飛機(jī)又出現(xiàn)一個(gè)新的需求，就是隱身。隱身，就意味著機(jī)身上的凸起越少越好，于是那些空速管又成為了工程師的眼中釘，被砍的就剩倆，而且還很小，你不夠細(xì)看都找不到。

同時(shí)，在機(jī)身上開了很多小孔，來(lái)采集壓力。小小的空速管結(jié)合小小的靜壓孔，有了更加高大上的名字，大氣數(shù)據(jù)傳感系統(tǒng)。

有了這個(gè)系統(tǒng)，飛機(jī)就變得沒(méi)那么扎手了，看著人畜無(wú)害的，你看殲20殲35的機(jī)頭，光溜溜的，讓人忍不住想盤。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，飛機(jī)機(jī)頭那根超長(zhǎng)空速管，只是飛機(jī)發(fā)展過(guò)程的過(guò)渡產(chǎn)物。亞音速飛機(jī)不需要它，現(xiàn)在的超音速飛機(jī)也看不上它，那根大長(zhǎng)棍已經(jīng)完成了自己的歷史使命。

馬上過(guò)年了，親戚朋友聚會(huì)吹牛，和村頭大爺聊天，這些硬知識(shí)都是剛需。你一張口就能把他們鎮(zhèn)住，所以這期就別轉(zhuǎn)發(fā)到相親相愛(ài)一家人家庭群了，你自己務(wù)必要反復(fù)閱讀。