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殲-20能力升級(jí) 新材料新設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“隱身”新技能

2017-11-29 16:57:07 作者：本網(wǎng)整理來源：科普中國分享至：

在2011年首飛的6年之后，9月27日，國防部發(fā)言人吳謙在記者招待會(huì)上宣布，中國的隱形戰(zhàn)斗機(jī)殲-20已經(jīng)正式列裝部隊(duì)，成為F-22、F-35之后第三款列裝部隊(duì)的第四代戰(zhàn)機(jī)。在11月11日空軍建軍節(jié)上，J20更是與J16組成列隊(duì)?wèi)c賀節(jié)日。

WiseMedia殲-20有可能改變亞太地區(qū)空中格局，美國對(duì)于殲-20也是格外關(guān)心，其中的原因之一在于殲-20是一款隱身戰(zhàn)機(jī)。那么，它到底憑借哪些秘技實(shí)現(xiàn)隱身的呢？

通過外形設(shè)計(jì)優(yōu)化提升隱身性能戰(zhàn)機(jī)隱形并不是指人類肉眼無法看見戰(zhàn)機(jī)，而是指通過減弱作戰(zhàn)飛機(jī)的雷達(dá)反射信號(hào)強(qiáng)度，使對(duì)方雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)，或者即便能夠發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)來襲，也只能在非常近的距離發(fā)現(xiàn)隱身飛機(jī)，根本來不及對(duì)來襲的隱身戰(zhàn)機(jī)做出反應(yīng)。

電磁波反射存在一個(gè)現(xiàn)象，只有照射方向正好和戰(zhàn)機(jī)表面垂直時(shí)，飛機(jī)的雷達(dá)反射截面才最大，而從其他方向照射時(shí)，雷達(dá)反射截面就會(huì)小很多。

為了降低雷達(dá)反射截面，隱身戰(zhàn)機(jī)往往采用特殊的外形設(shè)計(jì)。美國隱身戰(zhàn)機(jī)的先驅(qū)F-117A就采用多個(gè)平面和直線組成的怪異外形。因?yàn)檫@樣的外形，有利于實(shí)現(xiàn)隱身。

（F117A戰(zhàn)機(jī)棱角分明）

從外形設(shè)計(jì)上看，殲-20采用了很多有利于隱身的設(shè)計(jì)。

殲-20采用了翼身融合體設(shè)計(jì)，使機(jī)身和機(jī)翼平滑過渡，在機(jī)翼和機(jī)身之間極大幅度降低了出現(xiàn)角反射效應(yīng)的可能性，有效解決了第三代戰(zhàn)機(jī)的機(jī)翼和機(jī)身、平尾和垂尾之間發(fā)生的角反射效應(yīng)。這樣一來，就能降低被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的可能性。

殲-20的主要機(jī)體部件相互平行。比如機(jī)翼、鴨翼的前緣在水平投影面上相互平行，左右相對(duì)的垂直尾翼和腹鰭相互平行等等。這種設(shè)計(jì)可以將雷達(dá)反射波集中到幾個(gè)窄波束以內(nèi)，使飛機(jī)在其他方向上的反射截面積盡可能最小。

殲-20在進(jìn)氣道上的設(shè)計(jì)也有助于提升隱身能力。殲-20采用了在“梟龍”戰(zhàn)機(jī)和殲-10B戰(zhàn)機(jī)上成功應(yīng)用的DSI進(jìn)氣道設(shè)計(jì)。DSI進(jìn)氣道的一個(gè)特點(diǎn)是在進(jìn)氣道前方的機(jī)身上有一個(gè)鼓包狀突起，通過這個(gè)突起對(duì)進(jìn)入進(jìn)氣道的空氣進(jìn)行預(yù)壓縮。這樣一來，既取消了傳統(tǒng)超音速進(jìn)氣道上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，降低結(jié)構(gòu)重量，還有助于降低正前方的雷達(dá)反射截面。

（殲-20進(jìn)氣道前方有一個(gè)鼓包狀突起）（殲-20進(jìn)氣道前方有一個(gè)鼓包狀突起）殲-20的內(nèi)置彈倉設(shè)計(jì)也有利于提升隱身性。第四代戰(zhàn)機(jī)不同于第三代戰(zhàn)機(jī)的一點(diǎn)就是武器內(nèi)置。之所以采用這種設(shè)計(jì)，原因在于將導(dǎo)彈內(nèi)置于彈倉之后，可以避免因武器外掛帶來的雷達(dá)反射效應(yīng)。此外，殲-20的彈倉艙門、起落架艙門和減速傘艙門均為鋸齒形邊緣，這種設(shè)計(jì)也有助于提升隱身效果。

（彈倉艙門呈鋸齒狀）

使用特殊材料提升隱身性能不僅是外形設(shè)計(jì)，使用復(fù)合材料和吸波材料同樣有助于提升殲-20戰(zhàn)機(jī)的隱身性能。

根據(jù)公開資料，F(xiàn)22、B2等隱身戰(zhàn)機(jī)都涂有一層隱身涂料，這種隱身涂料可以有效吸收敵方雷達(dá)發(fā)射的電磁波，使敵方雷達(dá)能夠探測到的信號(hào)強(qiáng)度大幅衰減，進(jìn)而提升戰(zhàn)機(jī)的隱身性。

由于使用吸波涂層具有方便靈活、吸收性能好等優(yōu)點(diǎn)，而被應(yīng)用在幾乎所有的隱身戰(zhàn)機(jī)上，美國B2隱身轟炸機(jī)、F-22戰(zhàn)機(jī)、F-35戰(zhàn)機(jī)，中國殲-20戰(zhàn)機(jī)和FC-31戰(zhàn)機(jī)都使用了隱身涂層。

由于金屬能較好的反射電磁波，而復(fù)合材料則具有低可探測性的特點(diǎn)。這就使復(fù)合材料非常適合隱身戰(zhàn)機(jī)使用。

采用復(fù)合材料之后，還能有效降低飛機(jī)重量，提升飛機(jī)的飛行性能。

像F-22的復(fù)合材料使用量就占到23%左右，F(xiàn)-35使用了約36%的復(fù)合材料。這些都得益于近年來中國在碳纖維技術(shù)上的突破，殲-20也開始大量應(yīng)用航空復(fù)合材料。

殲-20在隱身性能上超越T-50比肩F-22根據(jù)國外媒體發(fā)布的消息，殲-20的雷達(dá)反射面積大致與美國F-22處于同一個(gè)水平。

Michael J Pelosi博士和 Carlo Kopp博士還使用計(jì)算機(jī)模型對(duì)中國殲-20和俄羅斯T-50的原型機(jī)進(jìn)行雷達(dá)反射截面積模擬。

該模擬結(jié)果顯示，殲-20的原型機(jī)的雷達(dá)反射截面積明顯小于T-50，在隱身戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)上，中國已經(jīng)超過俄羅斯這個(gè)昔日的老大哥了。

必須指出的是，目前，殲-20在一些方面還有一定的改進(jìn)余地。

在超聲速巡航方面，如果換裝了更先進(jìn)的渦扇15，就能大幅提升這方面的性能。

在隱身性方面，殲-20正面的隱身處理得非常好，但在局部還有一定改進(jìn)的余地，比如機(jī)尾部分，F(xiàn)-35戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上就安裝了雷達(dá)屏障，避免雷達(dá)波直接照射在發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪上，F(xiàn)-22也對(duì)尾噴口進(jìn)行了修形。相比之下，殲-20的尾噴口近乎裸露的。

誠然，現(xiàn)階段，中國依舊施行積極防御的策略，在戰(zhàn)機(jī)正面擁有良好的隱身性能對(duì)殲-20來說基本就足夠了。

不過，從精益求精的角度考慮，如果將來的殲-20改進(jìn)型號(hào)在換裝渦扇15發(fā)動(dòng)機(jī)之后，對(duì)機(jī)尾部分重新設(shè)計(jì)，就能夠有效提升殲-20戰(zhàn)機(jī)的側(cè)后隱身水平，使殲-20的隱身性能更上一層樓。