给你看个飞机,这是什么机型?

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没错,老飞机歼6。去年的长春航展,有好多歼6改的无人机亮相。

如果你够细,就肯定能发现,歼6的前面伸出来一根棍,又粗又长。直径堪比战斗机的受油管,还能折叠。但显然,歼6它没法空中加油。

往前看,比歼6更老的歼5,没有这根棍。

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往后看,比歼6更年轻的歼10歼20歼35,也没有这根棍。

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这棍是干啥用的?

航空知识有限的人会说,这根棍是拼刺刀用的。老飞机火力不行,机枪机炮打不准,不如冲上去直接攮。

有人说不对,飞机又不是冷兵器,这根棍是飞机的避雷针。甚至还有人说,这是公飞机。。。

讲这根棍之前先说一个概念,叫空速,也就是飞机相对于空气的速度。如果你是坐飞机的,你更看重地速,因为你要赶路。但如果你是开飞机的,空速就比地速重要多了,毕竟升力大小都看空速呢。

举个极端的例子,你的飞机相对地面,也就是地速是200km/h,这时候开始刮大风,十级大风,时速100公里。如果你逆风,那你空速就是300,如果顺风,那空速就剩100了。

你看看,地速虽然相等,但空速差了3倍。初中物理你学过,这升力就能差9倍。9倍,很容易就把你飞机给摔了。

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所以别人坐飞机出去玩,你可别祝人家一路顺风,太顺风可能飞不起来。

既然飞机的空速很重要。那咋测量呢?咱物理课学过,测量速度不容易,但测量压力压强就简单多了。

于是,我想到了初中学的伯努利原理,流速大压强小。

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简单说,对于1,2两个点,压力是P1和P2,流速是V1和V2,这四个物理量能写个等式。这意味着你知道其中任意三个,就能算出来第四个。

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那你想,如果我让V1一直等于0,我只要测出来P1和P2,不就能算出来V2了吗?

于是我做了个管子,先在最前面开个小孔,让空气直勾勾灌进去。因为管子另一头是堵死的,所以空气流速会降到0。这时我测出来这个小孔的压力,就知道了P1。

然后我在管子上再开一个孔,让开孔方向和气流方向垂直,不让空气灌进去,不灌进去就不会减速,所以这个孔感受到的速度就是V2。我测量这个小孔的压力,就知道了P2,有道理吧?

那这就很简单了,掐指一算就知道了V2。

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通过测量压力,我就间接知道了空气流速。恭喜我,发明了空速管。

可惜,300年前法国有一位叫皮托的工程师,率先发明出来了,所以空速管又叫皮托管。如果不是他反应快一步,这个管子就叫马卡耶夫管儿了。

现在每个飞机装的都有空速管,最前面测量P1的孔叫总压孔,另一个孔,叫静压孔。

这两个小孔可不能堵了,要不然飞机在天上就瞎了。所以飞机停在地面时,为了防止小虫子啥的脏东西爬进去,都会给空速管戴个套,上面写着Remove Before Flight。

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我做的航空主题钛合金签字笔,钥匙扣,emove Before Flight就是最具特色的航空主题。有的兄弟不理解,还以为指的是钥匙扣不能上飞机呢,起飞之前要卸下来。

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说到这,再推荐一下这款锂电池驱动的全金属航空发动机模型,注意,全金属的,不是塑料。你在网上能找到的绝大部分模型,都是塑料的。虽然它们看着像金属,但实际是刷的漆。

全金属涡扇发动机模型

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模型有一百多个零件,你看着教程一步步装配,两三个小时,非常有沉浸感有成就感。

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装配好之后,锂电池供电,一推杆就能转起来。这一转,知识点又来了,你能看到它高低压转子反向旋转。

真正懂行的人又能想到,这个模型对应的真机是CFM的Leap系统发动机,也就是737,320以及C919用的最新发动机。因为leap的前辈,CFM56发动机,高低压转子是同向旋转的。

总之啊,就这个发动机,你往桌子上一摆,它就是个精美摆件。你一推杆转起来,就是个满含知识点的教具。

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如果心动,点击链接就能直达。下单就送你航空主题的钛合金钥匙扣,无弹簧设计,非常精美。

知道了空速管的工作原理,你就能知道它测空速想测准,就必须保证空速管对准空气的流动方向。

如果出现了夹角,总压差不多还能测准,因为只要能灌进去,空气还是能减速到0。但测静压就不行了,如果静压孔和流动方向不是90°夹角,空气流了进去,测出来的静压肯定就偏大。

对于速度比较慢的飞机,比如你买的通航小飞机,每小时飞个二百多公里,空速管很容易安装。

比如你出门坐的客机,每小时飞个800公里,空速管也很容易安装。

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再比如,中国第一代喷气式战斗机歼5,飞行速度也就是八九百,所以它的空速管也没太多讲究。

说到这你问了,这每小时都八九百公里了,跑的比西方记者都快,还叫慢啊?

好问题,我说它慢,指的是它相比声音慢,也就是飞机没有超音速。

咱知道,在标准大气中,声音的速度是340m/s,也就是大概1200公里每小时。飞机一旦超音速,跑得比声音还快,就会出现强烈的压缩波,激波。

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激波是一个强间断面,在它的附近,空气的密度,温度,压力,速度都会剧烈变化。为了防止激波对空速管产生干扰,测压力尤其是测静压测不准,中国第一代超音速战斗机歼6,就伸出了一根长长的棍,保证空速管远离机身的激波干扰。为了防止这根棍在地面扎到人,还做成了可折叠的,这一弄看着更像刺刀了。

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再往后,两倍声速的歼7,有这一根棍。主打高空高速的歼8,也有这一根棍。

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一直到四代机歼10,歼10A的机头还顶着一根棍,只是尺寸没那么夸张了。

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这根棍看着挺霸气,但有个问题。对于现代战斗机来说,机头是雷达的地盘。现在的飞机相比几十年前,气动设计当然有进步,但进步更大的是机载电子设备。

雷达功率越来越大,精度越来越高,你弄一根棍杵在机头,还是金属的,你说是不是会影响雷达工作?必然会。

所以这根棍肯定要被干掉。

那紧接着问题就来了,干掉之后怎么测超音速战机的空速呢?

靠计算机修正。

战斗机的雷达变强了,机载计算机也变强了,它就有能力去处理复杂数据。比如通过飞机试飞或者吹风洞,先采集压力误差、空速、攻角、侧滑角等等一大堆数据,拟合计算这些参数之间的关系,得到一个曲线,或者曲面,甚至多维空间。

那么飞机实际在天上飞的时候,计算机就能基于这个曲线曲面去实时计算,实时校准。保证有侧风有激波,照样能测准。

所以到歼10B,歼10C,机头的棍就没了,变成了机身上安装的几个小空速管。

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歼10之后的五代机歼20,飞机又出现一个新的需求,就是隐身。隐身,就意味着机身上的凸起越少越好,于是那些空速管又成为了工程师的眼中钉,被砍的就剩俩,而且还很小,你不够细看都找不到。

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同时,在机身上开了很多小孔,来采集压力。小小的空速管结合小小的静压孔,有了更加高大上的名字,大气数据传感系统。

有了这个系统,飞机就变得没那么扎手了,看着人畜无害的,你看歼20歼35的机头,光溜溜的,让人忍不住想盘。

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总结来说,飞机机头那根超长空速管,只是飞机发展过程的过渡产物。亚音速飞机不需要它,现在的超音速飞机也看不上它,那根大长棍已经完成了自己的历史使命。

马上过年了,亲戚朋友聚会吹牛,和村头大爷聊天,这些硬知识都是刚需。你一张口就能把他们镇住,所以这期就别转发到相亲相爱一家人家庭群了,你自己务必要反复阅读。