1129 マッハ2級の飛行機で機首インテークの機種(MiG-21、ライトニング、Su-7など)がありますが、機首のショックコーンによる一段階の減速だけでマッハ2の超音速流の減速が十分に出来るのは何故でしょうか?

お詳しい方、是非ともご教示ください。
たーぼふぁん

  1. >一段階の減速だけ
    一段階ではないようですよ。
    ウィキペディアから
    ttps://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%B3
    抜粋「インテイク手前で意図的に数段の斜衝撃波を発生させ、徐々に気流を減速かつ圧縮して亜音速としてからエンジン内部へと送り込む。」
    世傑#103「F-104スターファイター」より抜粋
    「この先端で斜衝撃波を発生させてエアインテイクに吸入する空気を徐々に亜音速まで減速する。」

    それと、
    コーンによる外部圧縮を通過した後、ダクト内のディフューザーによる内部圧縮も必要なのですね。

    超音速

  2. >超音速さま
    ご回答ありがとうございます!

    質問を書いた後にすごい単純な見落としに気付いたのですが、ショックコーンより前にピトー管がありましたね。減速効果は弱いかもしれませんが。

    ご紹介いただいたwikipediaの記事は事前に私も読んだのですが、その上で疑問があったので質問させていただきました。

    私が一段階と書いたのは、サイドインテークの機種と比べて大ざっぱに部位ごとに考えた場合の話です。
    つまり、インテークに入るまでに。
    ・サイドインテークの機種でカナードとかストレーキとかない場合、
    機首→ショックコーン
    と、大ざっぱに二段階(その間に無数の音源はあるでしょうが)なのに、
    ・機首インテークの場合、
    機首のショックコーン
    だけですね。という意味でした。

    ですので、質問文を書き直しますと
    『マッハ2級の機体のインテークに関しまして。
    サイドインテークの機体は、機首による減速だけでは不十分だからインテークにショックコーンを用いているのに対して、機首インテークの機体は機首(のショックコーン)による減速だけで十分な減速が出来るのはどのような理由でしょうか?』
    となります。最初からこう書けば良かったですね。申し訳ございません。

    先にも書きましたピトー管がそれなりの減速効果があればそれで解決なのでしょうが、私にはわかりません。

    そもそも素人知識で考えた上での疑問ですので、私の認識には根本的な誤りがあるかもしれません。

    >コーンによる外部圧縮を通過した後、ダクト内のディフューザーによる内部圧縮も必要なのですね。
    という事は、内部の工夫がその理由という事になるのでしょうか?
    たーぼふぁん

  3. 2.>コーンによる外部圧縮を通過した後、ダクト内のディフューザーによる内部圧縮も必要なのですね。
    この部分ちょっと訂正させてください。可動式ショックコーンで、引っ込み位置の場合はコーンとダクト内面がディフューザーを構成しますが、最前進位置の場合は外部圧縮のみとなります。

    超音速

  4. ウィキペディアはチェック済みとの事、大変失礼しました。
    素人知識なのは私も同じですがこのように考えてみました。

    たーぼふぁんさんの「機首による減速」というのは機首から発生した斜め衝撃波後方の圧縮減速された気流のことですね。以降「機首による減速」と呼びます。
    wikiにもあるとおりヴォートF8Uの件が有名ですね。サーブ35ドラケンも同様といわれていますが、あくまでも両機ともにM1.7級の機体です。
    可動式ショックコーンは、発生する斜め衝撃波をインテイクリップに一致させるように動きます。
    ドラケンはM2級のJ35Dへ改良するにあたってインテイク位置を前進させています。
    つまりM2級の機体で機首による減速を利用するなら斜め衝撃波と一致する位置にインテイクがなければ効果がない。
    ショックコーンやショックベーン装備のサイドインテイクの機体は、機首による減速を利用できないために装備しているということです。

    超音速

  5. 超音速さま
    3.の訂正、了解いたしました。

    >斜め衝撃波をインテイクリップに一致させる
    つまり、衝撃波後方の高圧部、衝撃波の“直、後ろ”のところをインテークに導くようでなければいけないという事ですね。なるほどです。
    詳しい解説をいたただき、ありがとうございます!

    ドラケンがそのような設計だったとは!
    サイドインテークであってもレイアウト次第でドラケンのようにこの効果を利用できるのであれば、ドラケン以外にこのような設計がなされた機体が無いのが何故なのか気になるところです。他のサイドインテークの機種は皆ショックコーンやショックベーンあるいはインテーク手前の突出部に頼っていますね。

    色々と特殊な機体ですね、ドラケン。
    たーぼふぁん

  6. >ドラケン以外にこのような設計がなされた機体が無いのが〜

    ドラケン、延長したインテイクのせいで視界悪そうですね。
    超音速

  7. Ye-150など「機首のショックコーンだけ」でマッハ3の気流を圧縮してますし、
    ミサイル等の無人機ではもっと速い気流を「機首のショックコーンだけ」で圧縮している事例があります。
    エンジンにとって、
    飛行姿勢で刻々変化する機首からの衝撃波で減速圧縮された気流よりも
    クリーンな気流を夾雑物の無い位置に設けられたインテークで減速圧縮した方がいいに決まっていますが、
    皆様はそう思われないのでしょうか。
    機首の衝撃波で吸気を減速圧縮するためサイドインテークを衝撃波の当たる位置に置いた機体はF-102など第一世代超音速機に多く見られますが、
    其所がコクピットの側面であるためにおしなべて視界を犠牲にします。
    レーダー等装備を機首に置くため仕方無く側面下面上面にインテークを設けているのであり、
    そのペナルティーを補うため機首からの衝撃波を利用してみたら上手くいったのだと考えるべきです。
    にも。

  8. >超音速さま
    視界は確かに悪そうです。

    >にも。さま
    ご回答どうもありがとうございます!なるほどです。
    たーぼふぁん


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