歼20战斗机为何做得那么精致?指甲厚的凸起,就可能破坏隐身!
作者| 大水来
来源| 科大工场
最近些年,一切看颜值,颜值即正义成了很多朋友的审美标准,赏心悦目是人类的本能,确实顺理成章,对中国战斗机来说,颜值最好的飞机,对于飞机的颜值而言,有两个方面,一个是飞的精彩程度,另外一个则是飞机的外观质量,不管以哪一种标准,歼-20战斗机都跑不了前两位,主要原因是,该机拥有目前中国飞机中最先进的气动外形设计,同时拥有最高的制造标准,线条整齐划一,细节非常精致,几乎无可挑剔。
很多朋友都知道一分钱一分货,歼-20战斗机制造那么精细,绝对会付出很大的代价,飞机造价一定比三代机高一大截,而对于设计师而言,追求颜值,完全是无稽之谈,飞机是一种高科技产品,任何一个细节的设计和制造,都要完全依靠科学,而不是感观,歼-20战斗机细节精雕细琢,背后的科学依据就是:不这么认真搞,隐身就坏了。
歼-20战斗机外观做的特别精致,这是独特的隐身需要,而不是出于审美
大家都知道,雷达作为战斗机最强的探测设备,具有探测距离远,扫描速度快,可以无视天气和昼夜影响等特点,飞机最常用也是最高效的传感器,当然敌方的先进雷达,也就是我方的最大敌人,如何能抵消敌方雷达的效果,让其缩短探测距离,甚至根本看不到,这就是战斗机设计师最近几十年考虑的最重要的一个问题,除此之外,红外探测能力虽然也有一定作用,但是红外探测器存在很多弊端,比如虚警率高,受气象因素影响大,探测距离短,而且扫描空域能力差等,并不作为飞机最主流的探测器。
作为中国最富盛名的隐身技术专家:西工大桑建华教授,就公开了歼-20战斗机表面隐身的一些秘密,这是美国从未公开的设计资料,中国科学家依靠自己的努力,拿到了设计隐身战斗机的细节标准,这些细节包括飞机表面不同宽度缝隙、不同高度台阶 、不同结构形式对缝 (主要包括横向对缝 、锯齿对缝两种 ) 等弱散射源对前方雷达截面的定量式试验结构。
F-22战斗机表面充满了锯齿接缝,这是隐身的特色要求,但是设计标准严加保密
大家都知道,先进隐身飞机有三大雷达前向隐身强散射源,这就是雷达天线舱,进气道和发动机,还有座舱盖,假如不采取措施的话,这三者作用将可能使战斗机的正面雷达反射截面达到10到50平米,这就是典型的三代机设计,但是除此之外,隐身飞机还必须注意不太起眼的细节,假如不认真处理,那就可能导致飞机隐身功亏一篑。
这就是飞机表面的各种缝隙和台阶,这些位置的电磁散射和这三大辐射源不能完全相比,但是麻烦在于,一架战斗机上一共会可能存在500-1000条缝隙和台阶,这些位置不处理好,最终结果,就可能导致前向RCS达到1平米级别,对于追求超级隐身的飞机来说,做到0.01-0.0001平米是必须,所以,这些不起眼的小不点就是大问题,任何一条缝隙或者台阶都会破坏飞机的良好隐身效果,这就是歼-20战斗机设计的外观看点科学依据。
要想获得良好的隐身性能,表面一定要追求超高质量
根据实验结果,采用3CM的电磁波照射,这一波段和目前世界各国最常用的机载火控雷达正好吻合,对于隐身战斗机空战具有极端重要的意义,中国科学家经过研究后发现,常规不隐身战斗机,机身大部分蒙皮接缝宽度为1-2mm,这是二代机或者三代机的普遍状况,而飞机的零件台阶高度大多为0.3-0.5mm,但是某些设备安装座和机身接触面台阶则达到1mm厚度甚至更高,这些不起眼的点点滴滴,在雷达波的照射下,就带来巨大的麻烦。
设计师发现,同样采用锯齿接缝设计,不同的接缝宽度对RCS有极大影响,1.15mm降低到0.5mm宽度,RCS整整降低了5分贝;而直缝隙和锯齿缝隙之间,差距仍然巨大,RCS差距高达6分贝;横向台阶高度从1.2mm降低到0.1mm时候,RCS将下降7分贝之多,而0.1mm比人的指甲还薄许多,这就是歼-20战斗机表面看不到蒙皮的凸起,对缝平滑的根本原因。
当然,这种要求比三代机提高了不止一倍,对工厂的加工能力以及设备能力提出了极高的要求,这也是普通三代机完全无法相比的,这也是中国战斗机里面少见的:表面稍微差那么一点点就可能会被部队拒收的先进战斗机!