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歼20鸭翼布局是否破坏隐身 其隐身优势或超美军F22
送交者: 岚少爷 2017年10月18日21:53:09 于 [军事天地] 发送悄悄话

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  一直以来,有关J-20战斗机的鸭翼是否影响飞机隐身性能的争论不绝于耳,部分网友以J-20鸭翼前置,没有类似F-22那样的主翼遮挡,因此会影响飞机的隐身性能,于是得出J-20的正面RCS必然弱于F-22的结论。这种说法看似很有道理,但根本经不起推敲,今天我们就从飞机的隐身设计来看看,J-20的鸭翼到底会不会影响隐身!

  首先,我们来看看鸭翼在整个J-20正面RCS中占的权重是多大。根据李天院士《战斗机的发展对隐身与气动技术要求》论文的研究成果,战斗机对雷达波的强散射源主要部件为:

  飞机正前方(+/-30°)范围:

  1、雷达天线和天线舱内框架,占全机的40%左右;

  2、座舱风挡、边框及舱盖占全机的5%左右;

  3、进气道(含压气机)及唇口占40%

  4、机身及机翼上的天线,突起物,缝隙,铆钉等占15%。

  如果把鸭翼归入第4条的话,跟主翼加在一起,在飞机正面RCS的比例中,也就占15%,也就是说,首先,鸭翼并不是影响J-20正面隐身性能的关键部位。而占比最大的1和3,J-20处理的都非常不错,甚至比F-22还要好。雷达采用了倾斜式布局,边框边框也采用了隐身设计。而DSI进气道,在隐身上先天比F-22的嘉莱特有优势,因为它没有那两条去附面层的缝隙。

  很明显,J-20的雷达是倾斜布置,而且边缘进行了隐身化处理,F-22同样如此。

  F-22的去附面层缝隙是不避免的,J-20则完全不存在这个问题。

  由此可见,J-20正面两个最对RCS影响最大的地方处理的非常完美,比F-22有过之而无不及!

  鸭翼在J-20的正面RCS中全重虽然很低,但并不代表不重视,因为隐身必须要做全面。接下来再从隐身设计的角度,来看看J-20的鸭翼都采用了那些隐身措施。按照飞机设计对隐身影响的权重,一般来说按照以下排序:

  1、外形设计

  2、边缘处理

  3、表面处理

  首先来看外形处理。J-20的鸭翼外形是后掠式的,采用了隐身化的切边外形设计,极大的降低了RCS。但切边会影响鸭翼的气动性能,该如何解决了?答案就是使用透波复合材料来填平会影响气动的部分,从而兼顾隐身性能和气动性能。如下图,鸭翼在进行切角处理后,在常用角度下,RCS均不高于-30dbsm,这是个什么概念了,换算过来就是RCS不到0.001㎡。部分角度下,甚至可以下探到-40甚至是-50dbsm,也就是0.0001㎡以下!

  鸭翼的外形改变后,RCS从原来的-20dbsm(0.01㎡)降低到了0.001㎡

  典型的RCS边缘处理,隐身设计必然会和气动设计矛盾,解决的方案就是用透波材料来补充气动需求的部位

  最后就是表面处理,这个主要有两点,第一是表面尽量连续,光滑;第二就是采用吸波材料。鸭翼本身面积就不大,而且是整体式的,所以表面尽量连续是没什么问题的。至于吸波材料,一般都是用铁氧体,它的优点在于可以根据达到频率和到达角来量身定制。抗阻匹配可以改善边缘和法线外散射100倍。我国的隐身涂料现在达到了什么样的水平,在这里就不再讨论了。

  已经进入服役状态的J-20,可以看到进气道前缘、鸭翼、主翼、垂尾等,都广泛的进行了边缘处理

  F-22的RCS分布,它也只是正面很小一个角度有0.001的RCS,+/-30°绝大部分区域都是0。

  综上所述,在鸭翼占J-20的正面RCS比例不大的情况下,又采用了切边外形、边缘处理和表面隐身处理。在采用切边之后RCS都已经降低到了0.001㎡以下,再加上后面两种手段,达到-40dbsm以下没有问题的,也就是RCS在0.0001㎡以下。就RCS比0.0001㎡还小的鸭翼,敌方的雷达得多近的距离才能收到它产生的回波?恐怕等敌方雷达能够接受鸭翼产生的回波时,双方的距离都已经近到雷达烧穿距离了,这时候鸭翼的RCS对于J-20的隐身来说还有什么意义可言了?。所以鸭翼到底影不影响隐身,网友们看了这篇文章,自会有个结论。

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