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*停權中*
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它採取了略顯激進的,重視超音速性能的設計。這是對發動機暫不如人的一種彌補(有樂觀的估計認為,甚至只使用中國現有的“太行”發動機或者其改型,殲-20也能實現超巡),也體現了中國空軍一以貫之的追求速度的決心(實際上,殲 -10的高速性能就相當突出,具有截擊機的特點)。
“令人糾結”的鴨翼?似懂非懂的“專家”?
對於殲 -20來說,爭議最大,非議最多,質疑最猛的,無疑就是延續了殲 -10的鴨翼佈局。儘管這種佈局如上所述具有升阻比大,氣動控制強悍等優點,但大部分似懂非懂的“軍事專家”都認為,這也要付出隱身能力下降的代價。
從直觀的感覺上來看,似乎確實如此,由於鴨翼安排在主翼之前,從正面看過去是一小塊複雜的形狀,又不像常規的水平尾翼一樣能夠為主翼所遮蔽,因此擔心其成為雷達回波的主要反射目標是很自然的。因而廣大軍事迷,眾多媒體也都紛紛人云亦云,認定中國殲 -20的性能肯定不如架F - 22,甚至不如採用了“隱形鴨翼”的T - 50型。此言差矣!
實際上,在真正洞悉雷達隱身原理的人眼中,這根本就不是問題。一個好的隱身飛機要處理好上百個問題。所謂鴨翼問題,只不過是個極為普通的次要問題而已。要理解這一點,就必須了解雷達和隱身的原理。
雷達眼中的物體特徵和物體幾何形狀完全不同
雷達是靠接收己身發出的電磁波照射到目標上返回的回波來探測目標的,削弱雷達回波的強度和穩定性是隱身處理的入手關鍵。
理論上說,假如雷達電磁波恰好垂直照射到一塊板上又直線返回,這是最理想的雷達工作模式,但實際上這樣的機會微乎其微,照射到平面上的電磁波大部分會像光線照射到鏡子上一樣,按法線折射原則轉向其它方向。
從雷達原理來說,雷達實際的反射信號中最強的部分,是當雷達波照射到飛機的,尖銳,縫隙,邊緣等突出或凹陷(學名將其稱為角形結構和凹腔結構)的外形不連續處時,經過兩次反射產生的180度轉向返回的反射信號,這種信號才是回波能量的主體。
也就是說,雷達電磁波所“注意到”的物體特徵,和實際的物體幾何特徵差別是很大的。它對“尖銳”,“凹陷”的小構件很敏感,而對大塊的平面相對很“無視”(除非恰好垂直)。
從雷達波長看,鴨翼並非重點反射目標
至於何為“外形不連續,尖銳,縫隙”,則與對方雷達的波長量級有關。與雷達波長相近的物體,就是強反射目標。當雷達波束的波長接近於飛機的構件尺寸時,這些構件就像鏡子一樣,強烈的反射無線電波。而構件尺寸是雷達波長的兩倍的時候,產生諧振效應,反射最強。
對於機載的的厘米波(電磁波長為厘米量級)雷達來說,“外形不連續處”指的主要是飛機上的各種艙門(起落架艙,彈艙,維修開口等)縫隙,天線基座,突起狀物體等。
目前隱身飛機和半隱身飛機電磁處理的第一要務,就是處理這種效應,而其處理方式也較為簡便 - 盡量簡少外置天線,機身艙門即可。
美國海軍的F/A-18大從沒有考慮隱身處理的的A / B型,發展到考慮隱身設計的E / F類型“超級大黃蜂”,儘管整體外觀沒有變化,正面雷達信號卻下降了一個數量級。當然,更進一步的優化還包括將必不可少的縫隙,艙蓋等邊緣處理成鋸齒狀,以求雷達波能折射和散射到其它方向。
物件對不同的雷達有不同的反射特性
而對於地基遠程警戒的米波(波長為米一級)雷達來說,鴨翼,機翼,尾翼等翼面的體量與其波長相近,都算是“外形不連續處”,這也就是米波雷達反隱身能力較強的原因。當然,米波雷達的精度較差,只能提供早期預警和方向指引。
從這個視角,控制翼面是在機翼前面(鴨翼)還是後面(常規水平尾翼),對厘米波雷達來說差別不大,因為翼面和波長差別較大,不屬於最強的反射特徵;對米波雷達而言差別也不大,因為都屬於強反射特徵,而由於照射角度問題(一般都是從下側方入射),翼面無論在前還是在後都會被照射到。
氣動特點和升力特性
按隱身原理的要求,我們從整體到細節逐一檢視殲 -20所採用的隱形措施。首先,整體表面平滑,毫無贅物,甚至到座艙蓋,也是和F - 22戰鬥機一樣的一塊玻璃一體成型,沒有了前風擋框架的反射。這樣一個細節無疑強烈顯示了成飛追求隱身性能的決心。而發動機尾部,殲 -20也和F - 22戰鬥機一樣,基本做到了完全遮蔽,與後半部幾乎敞露的T - 50的完全不同。總之,在外形隱身上,殲 -20與 F - 22戰鬥機採取的措施是完全等同的。
最終隱身值:無法獲知的機密,但應與 F - 22戰鬥機處同一層級
之前所列的種種看得見的隱身措施,可以將戰機的雷達反射截面積(RCS)的從 10平方米以上降至1平方米的量級,但要進一步降低,就進入隱身塗料的比拼範圍。根據美國空軍內部資料披露的數據,F - 22戰機的正面雷達散射截面為 0.1平方米,這些都仰賴隱身吸波塗料的貢獻。
但是,對唯一不能量化評估的,也就正是殲 -20的隱身塗料和複合材料的吸波效果究竟如何。對於隱身戰機而言,這是不願為外人所知的高度機密。而且,隱身塗料,隱身材料的敷設使用量,也與戰機成本息息相關。如B - 2轟炸機為保證對地基米波警戒雷達也實現隱身,噴塗了厚厚的吸波塗層,整機單價也為此高達 20億美元。
在外形隱身措施和F - 22的毫無二致,雷達散射截面已經降至1平方米的前提下,殲 -20在隱身塗料上或許會出於控制成本而減少用量,或許研製功底與美國尚有差異(但也應相去不遠。中國對此也有30多年的跟踪研究)。
我們在此只能推測,殲 -20的最終隱身效果,應與 F - 22戰機處於同一量級。若F - 22戰鬥機的雷達散射截面為 0.1平方米,殲 -20最佳應能達至0.3平方米,最差也不會大於 0.6平方米。無論如何,都會遠勝的T - 50的1-2平方米。
氣動特點和升力特性
不論亞音速,跨音速,還是高音速狀態下,殲 -20的俯仰,側滑,橫滾,盤旋的能力和大迎角操控效率,也就是戰鬥過程中的“佔位”,“搶位”能力,均超過 T - 50型,遠勝 F - 22戰鬥機,可以輕鬆做出種種不符合常規,超乎想像的恐怖動作。
在接敵過程中,殲 -20的機頭可以迅速指向敵機,加上未來配備的可大角度離軸發射的導彈,則可先敵發射,先敵脫離,優勢不言而喻。
融合全球多種優秀戰機的精彩設計於一體
從目前已經曝光的照片分析,殲 -20作為中國第四代重型戰鬥機,融合全球多種優秀戰機的精彩設計於一體。這些技術包括:
美國的F - 22的菱形機頭和整體式黃金鍍膜艙蓋(殲 -20在此基礎上進一步優化了升力體設計),美國的F - 35的DSI的進氣道改進型(殲 -20採用可調式DSI公司進氣道);中國殲 10的鴨翼的改型(中國四代採用了上反鴨翼,與下反主翼等翼面配合,共生渦升效應);多種三代機(如美國的f /的A - 18)採用的大邊條及翼身一體設計的改型,俄羅斯的T - 50的全動垂尾,三維推力矢量(實為殊途同歸);俄羅斯米格1.44的後機身設計(窄間距雙發動機噴口,寬間距外傾雙垂尾及腹鰭等 - 都屬於超音速減阻措施)的改型等等。
全球戰機氣動設計的集大成者
綜合就是創造,這些優秀設計經過消化吸收,經過綜合,最終匯集到以高速為特點,隱身毫不遜色,機動性極為突出的殲 -20之上,可以說,中國的第四代重型戰鬥機集全球優秀三代機和四代機的精粹於一體,是採用現有優秀技術最多,綜合最為完善的機型,是目前全球戰機氣動設計的集大成者,可謂冠蓋群芳。
在2009年年底,中國空軍副司令何為榮在央視節目中透露了中國的第四代戰鬥機將很快首飛。這一消息引起了外界廣泛的質疑,即便是最樂觀的中國軍事愛好者都難以相信,國產重型隱形戰鬥機會來得如此之快。
今天,在成都的機場上,我們已經看到了奮鬥的初步成果,看到中國航空人追踪國際先進技術,自主創新取得的重大突破。正如在去年表示絕對不能相信中國能迅速造出四代機的加籍華裔軍事觀察家平可夫,也不得不客觀的認為,這是相當成熟,有創造力的設計,相關研製企業是成功者,具備了真正的實力,“勝利者是不應該受到批評的” 。
從時間看,自從 1982年殲 10立項到1998年殲 10試飛,從 2004年殲 10量產,到2010年中國第四代重型戰鬥機亮相。中國航空業在改革開放的三十年,走了一條越走越快的快車道,尤其是過去的十年,在國家財力大增的大背景下,注重投入,取得了突飛猛進的跨越。
展望未來,中國的航空業將以四代重殲為突破標誌,必將迎來大運輸機,直升機,水上飛機,無人機等各個方面的整體突破,全面發展。每個關心中國發展的海內外炎黃子孫,無不深為中國航空業和空軍的歷史性進步,歷史性跨越而歡呼雀躍。
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