为什么战斗机发动机的进气口不与机身一体?

什么是边界层?虽然空气在理想状态下直接沿机身和机翼流动,但这只是在大尺度上(雷诺数很小)。由于流体的粘性,实际上在微观尺度上(雷诺数较大),靠近机身的那部分气流会受到机身粘性的影响,导致靠近机身的气流速度较慢,存在速度梯度,降低了这部分气流的能量。这层能量较低的气流称为边界层,或称附面层。层流边界层和湍流边界层,平板和低速低雷诺数状态只是近体气体速度和能量的降低。一旦超过转捩点或被曲面扰动,就会产生负的速度梯度差,进而发生边界层分离,导致宏观湍流,进一步破坏气流能量。如果这些无序的低能气流进入进气道,进入发动机,就会导致发动机进气畸变,总压恢复降低,压气机叶片失速等等。最后的结果是推力减小,喘振,熄火停止。边界层分离的极端情况:球形尾流现象,又称卡门涡街。考虑到发动机吃了那么多球,这时候就需要所谓的边界层/边界层控制装置,防止发动机表面的边界层湍流进入发动机,或者为发动机提供干净的进气气流,改善工作状况。为此,除了容易看到的隔板外,通常还有各种设备如抽吸系统来消除边界层的影响;最早靠气动布局避开边界层问题的喷气式战斗机是德国的Me-262,英国的流星等等。发动机推力太低,只有两个能把飞机推上天,而且直接采用翼挂式发动机短舱布局,一边一个,进气口正对压气机,自然不存在边界层问题。历史上第一架实战喷气式战斗机是德国科技世界第一。后来发动机推力大了,直接一台发动机就可以了。如果两侧的进气口由于边界层问题而不稳定,那么它将从机头的整个进气口直接连接到发动机,驾驶舱将直接骑在进气口上,因此规则形状的进气口中的气流将得到更好的控制,并且可以方便地匹配发动机。因此,机头进气布局不需要考虑边界层处理问题。