殲20靠啥實現隱身?電科突破RCS技術,隱身性能打破0.001㎡紀錄

2020-12-01 騰訊網

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J-20是我國研製的四代機,而且其綜合作戰能力達到了國外五代機的水平,其最突出的性能就是隱身。而在此前,央視曝光中國電科集團實現了時代性的突破。成功解鎖我國隱身機 RCS測量法,後期的調試運用便能使殲20隱身性能再度提升0.5倍達到領域頂峰讓我們一同來解鎖這一陌生的跨時代概念吧!

首先,大夥可能會問,殲20戰鬥機究竟靠什麼本事,實現了隱身呢?從隱身戰機的基本設計開始,隱身戰機的首要設計目標,就是縮短雷達對它的有效探測距離。為減小雷達回波,應精心設計飛機外形,機身表面應塗覆厚度合理、材質適中的雷達吸波材料,拋光表面應去除反射能力強的毛刺。

所以我們可以看到,現階段的殲20和F-22等隱身戰鬥機一樣,都具有全新的特殊外形,塗層也與以往戰機有了明顯的區別。設計合理,包括採用雷達吸波材料,合理的隱身外形,可以讓殲20戰鬥機對普通雷達產生典型的短波無線電輻射,存在有效的削弱回波效果,敵機、防空飛彈的典型雷達也都有。

但目前的隱身戰機還有致命缺陷,那就是不能應付長波,如地基米波雷達發射的波束,將與更大的飛機各部分,包括機翼、尾翼等產生共振,從而產生強烈的回波,導致隱身戰機被米波雷達發現。但是,米波雷達的定位精度太低,使相關雷達只能對敵機進行預警,不能知道敵機的具體位置,也不能對敵機進行有效攔截。不管是中國還是國外的米波雷達,都存在著類似的問題,還需要很長時間才能解決定位精度問題。

就現階段而言,在四代機、五代機正面隱身設計中,最困難的是座艙蓋板的雷達波反射控制,因為它是透明玻璃,可以像光線一樣穿透進入,直接擊中駕駛艙和駕駛員。所以,殲20除了像F22一樣在座艙蓋上鍍一層寬頻隱身塗層外,還選擇了一種特殊的玻璃材料,這種材料可以使可見光幾乎不受阻礙地透過座艙蓋,從而可以阻擋多種波段的雷達波。

這還不夠,因為座艙蓋至少由金屬和玻璃兩種材料組成,並且在兩種材料之間肯定會有一道縫隙,這對於隱身來說是致命的,所以殲20將座艙蓋加強框直接置於玻璃材料之下,座艙蓋塗層的保護,大大減少了反射面積。

殲20早前參數

而且對於座艙蓋周圍與機體的縫合,無論是F22,F35,還是殲20,都是客觀存在的,無法迴避,只能通過現代工藝將它做得儘量嚴絲合縫,讓雷達波反射面積變得最小。所以現階段能衡量一架戰機隱身性能強弱的就是雷達波反射面積。這也就引出其測量問題。

且在此之前,好消息傳來,央視曝光了中國電科集團成功解鎖中國隱身機 RCS測量法。在這之前很少有國人了解中國隱身機 RCS測量法,至此也是首次向全球人民揭開隱身機RCS測量的神秘面紗。這裡也就衍生出了一個重要概念RCS,是我們耳熟能詳的戰鬥機隱身特性專業術語,指的是雷達散射截面積,這也是戰鬥機能否有效隱身的有力憑證。

簡單地說,就是當飛機受到雷達照射時,機體雷達在尺寸、形狀等方面顯示的物理量,當然是越小越好,意味著很難探測到。在製造隱身戰鬥機的過程中,美俄兩國通常都是圍繞著如何降低 RCS的數值來進行測試,以避免將來敵方戰機或防空系統捕捉和擊落己方戰機。

目前全世界的各大強國都在運用RCS這一技術來測量軍艦、戰鬥機、飛彈等一系列裝備的隱身性能,因此,每個裝備最後一個隱身性能測試都是採用RCS技術測試,RCS技術測試也相對準確,可以測試雷達可以測試裝備的距離。一般而言,RCS增加16倍,雷達可以探測的距離也增加一倍,所以RCS每減小16倍,隱身性能就提高一倍。所以F-22和F-35的隱身性能究竟有多強?

目前最先進的F-22戰機,美方宣稱其隱身能力也是最先進的,在理想的情況下,F-22正面的 RCS就只有0.001㎡,這意味著,雷達能夠捕捉這種戰機的機率非常小。根據美國一位官員的說法,在對戰鬥機的雷達測試中,雷達只能產生一次相當於飛鳥的回波,大約是橄欖球那麼大。

一旦爆發戰爭,F-22就成為美國空軍控制空中的有利平臺。根據公開資料,洛克希德·馬丁開發的F-35隱身戰鬥機的總體 RCS水平比同門"師哥"F-22稍差,約為0.05至0.15之間。常被人詬病的俄羅斯蘇霍伊蘇-57隱身戰鬥機,由於俄軍對它的定位並不是空優戰鬥機,而是一種多功能戰鬥機,所以,目前在世界範圍內,蘇-57 RCS的平均隱身距離,也就是0.1-1之間。因此,印度人最終放棄了與俄羅斯合作研發第五代飛機的計劃,因為他們似乎對隱身技術的需求太大了。

為使數據更加直觀,我們以美軍戰機舉例說明。就像F-15那樣,它的 RCS高達25㎡,無疑是非常引人注目的。輕型戰鬥機F-16的體積只有5㎡,融合了隱形飛機F-16C的體積只有1.2㎡,而 F/A-18中型戰鬥機的體積只有1㎡。可見,這些戰鬥機與F-22/F-35/蘇-57之間有著很大的不同。

然而,我國早在2005年就組織團隊進行 RCS技術研究,直到2007年才小有成果,可以對小型隱身飛機進行 RCS測量,在這次央視的節目中,中國電子科技集團(CETC)的科研人員經過幾年的攻堅,終於成功地掌握了 RCS的測量方法,並將 RCS測量方法應用於殲20的測量評定工作。實現是我國跨時代的突破。

也許許多人都不明白中國殲-20的隱身能力到底有多強,那麼就拿美國的相關型號相比吧,美國的F-35 RCS為0.005平方米,F-16A為2-3平方米,F-22 RCS為0.001平方米,這一點是毋庸置疑的。殲20機頭正面和機身正面30度角之間的 RCS值也達到了0.001平方米,約相當於100公裡外一隻鳥雷達的反射量,與美軍最先進的隱形戰機F22相仿。

特殊的隱身設備

而且為了達到如此出色的隱身性能,殲20也是狠下功夫。不誇張地說,中國殲-20隱身戰鬥機的隱身性能要歸功於美國最先進的F-35,如果再裝備上中國特殊的隱身設備,其隱身性能將遠遠超過美國F-22。而且這一參數還有待提升。

據中國電信相關專家透露,目前他們正在測試一種特殊的隱身裝置,這種隱身裝置的體積幾乎和煙盒一樣大,而這種隱身裝置最大的威力就是雷達對其進行測量時,就能看出它的回波麻雀大小。若將該裝備應用於殲-20戰機,將會大大降低 RCS值到0.001平方米一下,殲20的隱身性能或再提升數倍,但目前對於這種隱身裝備的解釋還不夠充分。

假如有一架被雷達捕獲的飛機看起來和一隻麻雀一樣大,那麼這架飛機就會比蜜蜂還小。這說明,我國最新的第五代殲-20隱身戰機,或正在設計中的第六代隱身戰機,可能最終會採用這種神秘的隱身裝置。通過這種方式,這些飛機的 RCS將大大降低,從而進一步提高其隱身能力。關於採用的離子隱身或量子隱身技術,目前尚不清楚。

此外中國電科集團還展示了 RCS微波測量暗室,暗室中有一組不同直徑的小球,可能是 RCS的標準小球,小球的大小與桌球差不多,這也表明中國殲-20的隱身水平已經達到了F-22的隱身水平,暗室中也有5釐米、3釐米、1釐米大小的小球,這些小球被用於測量設備對電磁波的反射能力。這都是要突破的內容。

整體而言,中國電科在某一次會議上公開了其研製的雷達,以探測 RCS號稱只有0.001㎡的美國空軍F-22戰鬥機,這意味著,中國的地面雷達,在世界領先水平上,更能有效地探測到美日F-22、F-35等亞太地區先進戰機,以及B-2隱身轟炸機等,可見,中國的反隱身系統建設已達到了高水平。

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