Wie kann ein F-22 Raptor Überschallgeschwindigkeit erreichen, ohne Überschalleinlässe zu haben?

Der Strahl verwendet einen festen, rhomboedrisch geformten Strahleinlass in Kombination mit einem schlangenförmigen Einlasskanal. Es ermöglicht Geschwindigkeiten knapp nördlich von Mach 2, ohne dass ein Einlass mit variabler Geometrie erforderlich ist, um die Aufnahme von Stoßwellen zu verhindern.

Die Einlassspitze ist für den Überschallflug nicht erforderlich, sie ist nur eine Möglichkeit, die Verluste zu minimieren, die mit der Verzögerung der Überschallströmung einhergehen. Als allgemeine Regel gilt: Je flacher der Winkel, in dem Sie die Strömung dazu zwingen, sich mit Überschallgeschwindigkeit zu drehen, desto schwächer wird die Stoßwelle, die sich bei der Drehung bildet, und desto geringer ist der Verlust (im Gesamtdruck). Deshalb sind die Flugzeuge so spitz. Der Kegel, den Sie an vielen Überschalleinlässen sehen, sorgt für eine sanftere Verzögerung (dh die Bildung schwächerer Stöße) und ist oft einstellbar, um diese Verzögerung für verschiedene Flugmachzahlen zu optimieren (Stoßwellen bilden sich je nach Fluggeschwindigkeit in unterschiedlichen Winkeln). ). Die Strömung verlangsamt sich weiter durch den inneren Teil des Einlasses und ist manchmal immer noch Überschall bis zu einem bestimmten Teil davon, abhängig von den Besonderheiten des Designs. In diesem Fall,

Das Bild unten zeigt verschiedene Möglichkeiten, einen Einlass zu entwerfen. Beachten Sie das erste Bild, es ist möglich, aber sehr verlustbehaftet, Sie ohne Vorwärtskomponente einzulassen, die eine sanfte externe Verzögerung bietet. Das Bild zeigt ein System von schrägen Stößen, die sich innerhalb des Einlasses bilden, aber das andere Ereignis, das bei dieser Geometrie auftreten könnte, ist, dass ein starker normaler Stoß an der Vorderseite des Einlasses stehen würde und die Strömung sofort auf Unterschallgeschwindigkeit abbremsen würde (das Bild könnte sein falsch hier, vielleicht kann jemand in den Kommentaren aufklären). Die ersten Überschalljets wurden auf diese Weise konstruiert. Die beiden Fälle auf der rechten Seite zeigen, wie schräge Stöße induziert werden können, um die Strömung mit weniger Verlusten zu verlangsamen, verglichen mit dem im ersten Fall induzierten normalen Stoß. Die vorderen Teile könnten durch einen Kegel oder einfach durch die Seite des Flugzeugs bereitgestellt werden. Der ganz rechte Fall zeigt eine Möglichkeit zur Stoßaufnahme in Ihrem Einlass. Sie werden feststellen, dass bei den meisten modernen Überschalljets die Einlässe nicht der am weitesten entfernte Punkt des Flugzeugs sind.

Der F-22 verwendet den Typ des Einlass-Stoßdämpfersystems entweder des rechten oder zweitgrößten Designs, aber wahrscheinlich kennen nur die Designer die Besonderheiten, um sicher zu sein.

Nebenbei bemerkt, nur weil es keine externe variable Geometrie gibt, wie Carlo Felicione betonte, heißt das nicht, dass es keine aktive Komponente für die interne Geometrie gibt (ich wette, das gibt es). Dies könnte einen Hals mit variabler Größe oder eine Art Entlüftungssystem beinhalten, um das spezifische Stoßdämpfersystem einzurichten, das die Designer für geringste Verluste wünschen.

Bildquelle: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1270963819302834 (ich habe es auf Google Images gefunden, also habe ich das Papier nicht wirklich geöffnet, obwohl es so aussieht, als wäre es eine gute Referenz für dieses Thema)