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歼-20隐身性能有多强?5大优势独步全球,隐身能力优于美F系战机

歼-20的隐身性能一直是军迷们津津乐道的话题  ,受美国宣传影响  ,许多人认为其鸭翼、腹鳍与发动机等因素极大的破坏了飞机隐身性能  ,远不如F-22和F-35 ,但事实却并非如此 ,这不过是长久以来的以讹传讹罢了  ,今天  ,就让我这五个方面分析歼-20的隐身问题  。


要讨论这个问题  ,首先就要对飞机的隐身理论有个基本认识  。这个理论在20世纪70年代后期才被美国完善 ,内容相当复杂  ,且仍有部分机密内容被“马赛克” ,不过从相关资料中我们仍可了解到隐身最主要是要消减两种雷达波的散射现象:


面散射:当雷达波照射到物体表面时 ,大部分能量会依“入射角=反射角”的原则朝表面形状的反角度散射出去  。这种散射是3D的 ,也就是说表面不论在垂直轴或水平X-Y轴方向倾斜都可偏折反射能量的角度  。




边缘散射:当雷达波照射到两个以上的 “面”交界产生的边线时  ,大部分能量依 “入射角=反射角”的原则会散射形成 “凯勒锥”  。这种散射就会变成2D的  ,也就是边缘对于雷达波方向的垂直轴倾斜是没有用的  ,只有水平X-Y轴的倾斜可以偏折 “凯勒锥”的方向  ,因此隐身飞机外型上最明显的特征就是简化边缘角度来限制边缘散射的方向  。


而边缘散射又可分为前缘散射和后缘散射两种:


前缘散射:意即直接面对雷达波的边缘产生的散射  ,由于战机通常对前方发射武器 ,因此前缘散射方向的控制通常是最首要的课题  。以F-117为例  ,其机翼与机身采取了高达67.5度的后掠角不是为了超音速  ,而是为了确保前半球45度角内有极低的回波  。




后缘散射:当雷达波照射到边缘 ,部分能量会继续沿着表面爬行  ,直到碰上下一道边缘才散射出来  ,爬行波难以预测的特性是早期工程师无法做出隐身飞机的主因之一  。而要注意的是  ,后缘散射一样是2D的 ,其部分能量甚至可以绕着垂直轴180度转向往前散射回去 。


了解了这几个特点  ,我们可以知道 ,气动设计极大的影响了战机的隐身性能 ,那么歼-20又是如何解决的呢  ?


首先是机头 ,五代机为了减少正面RCS(雷达散射截面积)  ,基本上都会采用菱形机头  ,相比圆锥形机头  ,菱形机头面对雷达的方向采用尖锐边缘有利于“劈开”回波  ,向次要方向反射;背向雷达的尖锐的边缘则有利于爬行波到达边缘时的“跌落流散”  。


第二  ,座舱盖方面  。歼-20对座舱盖透明件表面镀制复合隐身膜系 ,屏蔽座舱腔体 ,减缩座舱散射  ,采用一体化结构方案 ,取消传统风挡和舱盖的分隔弧框  ,消除舱盖隔框台阶造成的定向前向反射 ,转变为集中倾斜方向定向散射  。


第三  ,进气道方面  。F-22采用的是传统的CARET进气道  ,而歼-20和F-35采用的是DSI进气道 ,后者取消了附面层隔离板 ,进气口也整合到前机身设计中 ,在进气口前设计有一个三维的表面(鼓包)  。相比前者  ,DSI进气道在超音速机动方面优于CARET进气道  ,而且其鼓包可以很好的遮挡发动机叶片  ,减少被发现的几率 。


再者“枭龙总师”桑建华的《飞行器隐身技术》一书中就对普通进气道、CARET、DSI三种进气道进行过对比  ,DSI进气道的隐身性能综合来看优于前两者 。




第四  ,整体设计方面  。四代机为了隐身 ,整体设计大量采用平行设计  ,F-22和F-35因为是常规布局 ,主翼前缘与后翼前缘平行  ,主翼后缘与后翼后缘平行  ,而歼-20因为其鸭翼布局  ,因此采用的是错位平行  ,即前翼前缘与主翼前缘平行  ,以保持前缘散射方向相同;前翼后缘则与另一侧主翼后缘平行  ,以保持后缘散射方向相同 。


▲F-22与歼-20尾翼面积对比


尾翼设计方面四代机都采用的是双垂尾外倾 ,使侧向入射的雷达波大部分无法沿垂直于表面的方向  ,减弱雷达回波强度  ,又使大部分回波反射到雷达接受不到的方向上  。


而且我们知道  ,为了减少发动机尾喷管的暴露  ,四代机通常会用尾翼遮挡一部分发动机尾部 ,为此歼-20还采用了腹鳍进行遮挡  ,因此有人说歼-20的腹鳍是一大败笔  ,严重影响了隐身性能 ,但其实这种说法是毫无根据的  ,根据上面图我们可以看出  ,歼-20的尾翼面积是要比F-22的小得多的  ,而且歼-20的腹鳍进行过特殊处理  ,完全不用担心增加反射面积的事 。


既然提到发动机隐身的问题  ,那我们不得不说一下发动机隐身的问题 ,很多人觉得F-22的二元矢量发动机隐身性能很强  ,但实际上这是错误的认知 ,根据资料显示  ,矩形喷口的隐身性能是最差的  ,雷达隐身不如经过处理的多边形(或者近似圆形)喷口  ,更不用说二元矢量还会损失相当一部分推力  。




更别说现在歼-20的尾喷口采用了锯齿设计 ,提高了发动机的隐身性能 。


机腹方面 ,五代机的机腹更为简洁 ,这也是为了减少雷达波反射的原因 ,在这一点上 ,F-35相比F-22和歼-20则稍微逊色了一点  。


但是对歼-20认知最错的地方 ,还是属于鸭翼  ,许多人觉得鸭翼影响隐身  ,无非是因为美国没用 ,而中国采用了 ,但这种说法是不符合逻辑打的  ,经过歼-20研发人员的研究  ,实际上鸭翼对隐身的影响很小  ,经过特殊针对完全可以消除 ,而且在战斗机巡航状态下  ,鸭翼的偏转范围大约在0-5°之内 ,不会破坏隐身状态 。


第五点  ,也是最后一点 。歼-20大量使用复合材料  ,使机身重量减轻  ,而且在许多关键部位使用了吸波材料和透波材料  ,从歼-20未上漆的照片中可以发现  ,其前翼与垂直尾翼的前缘、后缘与侧边都有黑色的吸波结构以减弱边缘散射  ,而且使用了锯齿设计 ,翼尖后面也有切边 ,尽量使隐身性能达到最佳 。


从这五点可以看出  ,歼-20的隐身优势是非常巨大的  ,结合了F-22和F-35的优点  ,完全不必美国的差  ,可以说是中国科研人员智慧的结晶  。