Что определяет форму воздухозаборника двигателя истребителя?

Основаны ли конструктивные факторы исключительно на улучшении потери сверхзвукового давления?

Да. А иногда необходимо учитывать еще несколько соображений .

Мы хорошо рассмотрели причину формы потребления на этом сайте, но детали должны быть собраны из нескольких ответов. В двух словах: более высокие числа Маха полета требуют более сложных и тяжелых воздухозаборников, чтобы преобразовать кинетическую энергию потока в давление. Воздухозаборник Пито легкий и простой, но плохой выбор для скоростей свыше 1,6 Маха .

Прямоугольные воздухозаборники обычно выбирают для того, чтобы сделать возможными внутренние подвижные пандусы, которые создают каскад толчков для максимально эффективного замедления потока. Такие конструкции типичны для самолетов со скоростью 2 Маха (вспомните Concorde, F-14, F-15, XB-70). Другим вариантом был бы центральный воздухозаборник с подвижным шипом , но он должен был уступить место большим радиолокационным решеткам в более современных конструкциях. Воздухозаборник JAS-39 немного особенный: он расположен рядом с полностью подвижными канардами, а им нужна вертикальная стенка, чтобы свести к минимуму зазор между корнем канарда и фюзеляжем/конструкцией воздухозаборника. Да, круглый воздухозаборник был бы немного легче, но это невозможно из-за расположения канардов.

Фрагмент утки JAS-39, снятый с этого снимка .

Другая причина заключается в скрытности — формы могут быть выбраны так, чтобы свести к минимуму отдачу от радара. См., например, формы передней кромки F22 и F35.

Из того, что я смог найти, прямоугольная геометрия воздухозаборников истребителей связана с тем, что воздухозаборники имеют более острые входные кромки, чтобы замедлить воздушный поток до дозвуковых скоростей, чтобы избежать потери сверхзвуковых характеристик из-за ударных волн. Есть некоторые самолеты, такие как МиГ-21 и SR-71, в которых используются регулируемые впускные конусы, чтобы иметь возможность летать на более высоких скоростях без значительных потерь характеристик. Согласно Википедии, конус воздухозаборника МиГ-21 позволяет создавать две ударные волны, обе из которых направлены на кромки воздухозаборника.

Что касается полукруглого воздухозаборника F-16, я не уверен, почему это так. Я не мог найти никакой полезной информации.

У вас есть правильное представление, когда вы обсуждаете форму правила площади (бутылка из-под колы) и давление / сжимаемость. Классический пример формы по правилу площади для сверхзвукового полета — Т-38/АТ-38 и его старший брат F-5. Большая часть ограничения диапазона полета Т-38 связана с воздухом, поступающим в двигатель. Я летал на нем до скорости 1,3 Маха, что он может сделать надежно, однако, чтобы выйти за пределы этой скорости до M 1,5, требуется очень узкий диапазон температуры и барометрической высоты из-за подверженности остановке компрессора двигателя и перебоям в воспламенении выше 1,3, в значительной степени из-за к сверхзвуковому воздушному потоку, поступающему в воздухозаборники. Упомянутый выше F-16 имеет не только полукруглый (акульи рот) воздухозаборник, но и большой изгиб внутри воздухозаборника (как горка в детском парке,https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/3.22758?journalCode=jpp