dsi:卖掉DSI变速箱之后,吉利变速箱技术沦陷?

 2021-07-10 16:26    77  

2015年dsi,吉利卖掉了自己7000万澳元买来的DSI公司,接盘的是双林集团以及金沙江创投,两家企业共同持有DSI公司90%股权,吉利从全资控股到只有10%的股权,仅仅用了5年时间。

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DSI作为曾经的第二大自动变速箱集团dsi,因为经营不利破产,随后接手的吉利不仅仅盘活了DSI公司,更将其寿命延长到了今天,虽然股东一直在更换,但DSI也从未停止前进的道路。

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4年前吉利卖掉DSI公司dsi,市场上多有不看好之意,那么今天在看吉利的自动变速箱技术储备以及前景规划,又是怎样的一个表现?

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当初购买DSI,李书福的算盘不仅仅是为了解决自己变速箱技术匮乏的弊端,其试图通过收购变速箱海内外产业来搭建全球供应商的庞大角色,从此前的规划项上可以看出来,DSI变速箱未来不仅仅供应海外市场,更要为吉利提供技术支持,同时吉利操盘的DSI也欲成为国产车变速箱提供者。

但在产品规划上可以看出来,DSI过去规划的7AT以及8AT非但没有按时投产而且胎死腹中,海外研发的AT变速箱因为无法适应国内小排量发动机,匹配工作难以实现,这使得李书福此前的如意沙盘被打翻。

其实吉利出手DSI变速箱还有另外一个重要原因,缩小股份占比可以很好的改善自己是变速箱制造商又是供应商的尴尬情况,自主品牌阵营当年谨慎采购DSI变速箱,而且此前还有采购成本同样不高,但可以提供更好产品的爱信、现代可以选择。

之所以甩出DSI,吉利是为了更好的实现产业升级以及产业变革,这与奇瑞甩出万里扬一个道理,他们在寻求新的发展方向,一方面剥离不良资产,回归主业,另一方面寻求战略合作伙伴,分担精力之后还能享受技术研发的红利。

其实说到底,DSI不争气是最主要的原因,毕竟吉利当年能花费重金收购DSI公司还是想要创造汽车零部件产业帝国,但出师未捷身先死,因为DSI的种种技术问题拖了吉利后腿。

也就在去年吉利与爱信成立变速箱合作项目,新公司注册资金1.17亿美元,其中吉利占40%股份,爱信占60%股份,新公司主要任务是生产6AT变速箱,年产能40万/台套的工厂正在扩建中。

从规模上来说吉利一方面寻求万里扬的合作,另一方面押宝了爱信变速箱,这样一方面可以扩建变速箱种类以此来适应不同品类的产品,另一方面也能更好的解除限制,毕竟对于产能严重不够用的爱信变速箱来说,国内需求量已经远远超过预计产能。与爱信合作将会有优先使用权,而且未来采购成本也会大幅度降低。

目前吉利已经阉割掉核心变速箱业务,通过自行采买的方式解决变速箱技术缺陷问题,入门级产品使用万里扬、邦奇CVT变速箱,规划上现在还在享受DSI剩余红利,未来还会有余爱信合作生产的AT变速箱。

从客观角度上来说,变速箱研发生产业务不再是吉利主业,回归产业基准点聚焦主业,是未来产业的发展方向。

DSI进气道,优点和缺点都很明显,但仍获五代战机的青睐

为了说清楚DSI的优缺点,需要连带将隔板进气道原理也进行简略介绍,请读者耐心看完。

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DSI进气道是一种没有隔板的超音速进气道,全称Diverterless supersonic inlet,即无附面层隔板超音速进气道。其实这个词表达的意思不太完善,因为DSI进气道既是Diverterless的,也是Bleedless的,也就是说即无隔板,也无斜板,所以叫DBSI更加精确一些。这种进气道需要非凡的空气动力学基础研究能力,用超级计算机模拟和实际风洞测试,设计十分复杂;但优点就是无可活动件,结构简单,重量轻,而且对涡扇发动机的扇叶有一定遮挡能力,隐身效果较好。

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这种进气道也叫Bump,是在进气口前面有一个鼓包形状的凸起,类似蚌壳,在我国也被称为蚌式进气道。它是通过一个经过精确计算和模拟的固定形状的鼓包,代替之前的进气道内的可调隔板。它主要实现了两个功能,第一个是这种形状可以作为一个压缩面,对空气进行减速、压缩后提供给进气道;第二个是将有害的附面层用鼓包“吹走”,防止其吸入发动机造成进气失配。

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目前中美是唯二使用DSI进气道的国家

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附面层这里面多说一下附面层。附面层也叫边界层,这种层流的成因,是高雷诺数下,流体靠近固体表面时,由于流体本身的粘度而贴在表面进行流动而形成一个边界层。边界层法向方向上速度衰减非常快,贴近表面的层流速度为0,而在远离边界的垂直方向上速度的变化非常大。附面层有两个危害,一个是它贴近机身表面那一层速度太慢了,和发动机进气速度根本不匹配;第二个是附面层极易发生气流分离,产生湍流;湍流则会将本来要进入发动机的空气带走,造成进气量不足,发动机将发生推力下降,喘震甚至空中停车。这是灾难性的。

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目前中美是唯二使用DSI进气道的国家

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机翼附面层分离产生的湍流

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附面层表面的速度梯度非常大

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隔板进气道所以附面层这个东西,不管是DSI进气道、F-22的加莱特进气道还是之前的三代机普遍使用的矩形、斜切矩形的隔板进气道,都是必须要避免吸入的。隔板(Diverter)进气道的思路是,利用隔板也可以将附面层产生的湍流隔开,但是前提是进气道必须与进气道有一段距离。所以这种进气道必须与机身有一定距离,也就是我们看到的缝隙。这种隔板进气道通常还有一个可调斜板(Bleed),通过斜板前方产生的一道斜激波面,对超音速来流进行减速、压缩。通过斜板的角度调整,用来调整不同马赫数下的进气量和进气匹配。有些进气道附面层隔板和调整进气的斜板是分开的,比如F-15,它的斜板在上表面,而隔板是进气道的立面;有些隔板和斜板是二合一的,比如F-4“鬼怪”战斗机。

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F-15采用斜切矩形的可调隔板进气道,进气道与机身有一定缝隙,以避开附面层

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还是F-15。可以看到,左右两个进气道是不对称的,这是因为两个斜板的偏转角度不同

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F-4战机进气道外侧的可调隔板,同时起到进气斜板的作用。

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DSI的原理费了好大劲,把隔板进气道的原理终于说完了,我们再来看看DSI进气道的原理吧。从下面这张计算机。模拟图上可以看到,DSI不需要任何可以活动的斜板部件,也不需要给进气道用隔板将附面层隔开。只是利用这个凸起的鼓包,将附面层大部分直接吹出进气道,让附面层沿着机身上下表面流走。这种进气设计显然结构更加简单,而且不包含可动部件和相关控制软件。而且由于进气道与机身没有缝隙,也减少了一定的诱导阻力。

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DSI进气道,红色线条表征附面层的流动,可见DSI进气道的鼓包可以将大部分附面层吹出进气道

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不过DSI的优点也是它的缺点,那就是:不可调。要知道战机的飞行速度可是一个相当宽的速度范围,亚音速,1马赫,1.5马赫,2马赫。。。而飞行器设计一个固有的难题就是,没有一种固定的进气道能够适配所有进气情况。比如在亚音速状态下总压恢复系数达到0.94-0.98的进气道,到了超音速总压恢复系数掉到0.9以下是完全可能的。这也是为啥各国的航空设计师要搞出可调矩形进气道出来。用可调的斜板来进行调整,使战机在不同速度下总压恢复系数都能有比较好的表现;比如F-15的二元四波系的斜切矩形进气道,在2.0马赫时总压恢复系数还能达到0.92左右[1],而DSI进气道此时只有0.87[2],与F-4D上的矩形进气道相当了;同样使用斜切矩形进气道的F-14在2.0马赫也要比DSI进气道好得多。只有速度小于1.8马赫时,DSI的总压恢复系数才可保证达到0.9以上,与二元进气道差别不大。

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斜切矩形进气道形状[3]

目前除歼20外,其他的几款DSI进气道的飞机:F-35,枭龙,歼10B/C,FC-31,最大速度均在1.8马赫以下。而歼20的出现,意味着DSI进气道技术得到了进一步发展,因为歼20可以做到带弹以2.5马赫战斗巡航,这样的速度意味着歼20的DSI进气道克服了2.0马赫以上时总压恢复系数过低的问题,或者至少有所改善。至于是用的何等技术,笔者无从得知,只能待进一步解密了。但是可以肯定的是网上有种歼20用了Bump形状可变的技术,这肯定是天方夜谭了。因为这个鼓包的曲面面积是一定的,在不改变总面积的情况下,鼓包要进行连续平滑的变化,变形后还要依然能够做到进气适配,而且这个蒙皮的材料还要能满足高马赫数下的气流压力,显然不是这个时代能做到的事情。

F-35的DSI

枭龙战斗机的DSI

歼10B/C的DSI

FC-31的DSI

如果说DSI进气道作为战斗机的进气道还能勉强堪当大任的话,那么3倍马赫以上的冲压发动机的导弹,5倍马赫以上的超燃冲压发动机的高超音速武器,DSI已经无法适配。此时必须采用多个折角的几何结构,通过产生多个激波并在进气口反射形成更多激波,对来流进行减速压缩。所以还是经典的轴对称激波锥进气道,或者是设置了二级甚至三级斜板的斜切矩形的进气道[4]更加适合了。

二代机上常见的激波锥进气道,总压恢复系数最高,但大迎角下进气效率差

好了,以上就是DSI进气道的优缺点和特点的简单介绍。写文不易,如果观众老爷认可请给个赞赏哟!欢迎转发!

参考文献:[1]钟易成等,凸包(Bump)进气道/DSI模型设计及气动特性研究,航空动力学报,2005-10,第20卷第5期,Page740-745.

[2]Aircraft Engine Design,Volume1

[3]John W. Slater*,SUPIN: A Computational Tool for Supersonic Inlet Design,AIAA SciTech 2016; January 04, 2016 - January 08, 2016; San Diego, CA; United States.

[4]徐珊珊,宽马赫数变几何进气道性能快速计算方法,MORDERN DEFENSE TECHNOLOGY,2017-04,Vol.45 No.2,Page74-79.

本文标签:进气道dsi五代战机

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