
一直以來,有關J-20戰鬥機的鴨翼是否影響飛機隱身性能的爭論不絕於耳,部分網友以J-20鴨翼前置,沒有類似F-22那樣的主翼遮擋,因此會影響飛機的隱身性能,於是得出J-20的正面RCS必然弱於F-22的結論。這種說法看似很有道理,但根本經不起推敲,今天我們就從飛機的隱身設計來看看,J-20的鴨翼到底會不會影響隱身!
首先,我們來看看鴨翼在整個J-20正面RCS中占的權重是多大。根據李天院士《戰鬥機的發展對隱身與氣動技術要求》論文的研究成果,戰鬥機對雷達波的強散射源主要部件為:
飛機正前方(+/-30°)範圍:
1、雷達天線和天線艙內框架,占全機的40%左右;
2、座艙風擋、邊框及艙蓋占全機的5%左右;
3、進氣道(含壓氣機)及唇口占40%
4、機身及機翼上的天線,突起物,縫隙,鉚釘等占15%。
如果把鴨翼歸入第4條的話,跟主翼加在一起,在飛機正面RCS的比例中,也就占15%,也就是說,首先,鴨翼並不是影響J-20正面隱身性能的關鍵部位。而占比最大的1和3,J-20處理的都非常不錯,甚至比F-22還要好。雷達採用了傾斜式布局,邊框邊框也採用了隱身設計。而DSI進氣道,在隱身上先天比F-22的嘉萊特有優勢,因為它沒有那兩條去附面層的縫隙。
很明顯,J-20的雷達是傾斜布置,而且邊緣進行了隱身化處理,F-22同樣如此。
F-22的去附面層縫隙是不避免的,J-20則完全不存在這個問題。
由此可見,J-20正面兩個最對RCS影響最大的地方處理的非常完美,比F-22有過之而無不及!
鴨翼在J-20的正面RCS中全重雖然很低,但並不代表不重視,因為隱身必須要做全面。接下來再從隱身設計的角度,來看看J-20的鴨翼都採用了那些隱身措施。按照飛機設計對隱身影響的權重,一般來說按照以下排序:
1、外形設計
2、邊緣處理
3、表面處理
首先來看外形處理。J-20的鴨翼外形是後掠式的,採用了隱身化的切邊外形設計,極大的降低了RCS。但切邊會影響鴨翼的氣動性能,該如何解決了?答案就是使用透波複合材料來填平會影響氣動的部分,從而兼顧隱身性能和氣動性能。如下圖,鴨翼在進行切角處理後,在常用角度下,RCS均不高於-30dbsm,這是個什麼概念了,換算過來就是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!
鴨翼的外形改變後,RCS從原來的-20dbsm(0.01㎡)降低到了0.001㎡
典型的RCS邊緣處理,隱身設計必然會和氣動設計矛盾,解決的方案就是用透波材料來補充氣動需求的部位
最後就是表面處理,這個主要有兩點,第一是表面儘量連續,光滑;第二就是採用吸波材料。鴨翼本身面積就不大,而且是整體式的,所以表面儘量連續是沒什麼問題的。至於吸波材料,一般都是用鐵氧體,它的優點在於可以根據達到頻率和到達角來量身定製。抗阻匹配可以改善邊緣和法線外散射100倍。我國的隱身塗料現在達到了什麼樣的水平,在這裡就不再討論了。
已經進入服役狀態的J-20,可以看到進氣道前緣、鴨翼、主翼、垂尾等,都廣泛的進行了邊緣處理
F-22的RCS分布,它也只是正面很小一個角度有0.001的RCS,+/-30°絕大部分區域都是0。
綜上所述,在鴨翼占J-20的正面RCS比例不大的情況下,又採用了切邊外形、邊緣處理和表面隱身處理。在採用切邊之後RCS都已經降低到了0.001㎡以下,再加上後面兩種手段,達到-40dbsm以下沒有問題的,也就是RCS在0.0001㎡以下。就RCS比0.0001㎡還小的鴨翼,敵方的雷達得多近的距離才能收到它產生的回波?恐怕等敵方雷達能夠接受鴨翼產生的回波時,雙方的距離都已經近到雷達燒穿距離了,這時候鴨翼的RCS對於J-20的隱身來說還有什麼意義可言了?。所以鴨翼到底影不影響隱身,網友們看了這篇文章,自會有個結論。