隐身战机的“隐身”指对电磁波的隐身,其中雷达隐身可反射雷达波,这方面歼20和F-22都有这样的功能。当你看到歼20或者F-22的时候,一种神秘感随之而来,这是由于这两种战斗机通过改变气动,外形与传统三代机不一样。从其他方面来看,歼20不仅是可以飞行的四代隐形战机,还具备极强的空战对抗能力,对象自然是美国的F-22和F-35,当然其中也有俄罗斯的苏-57战斗机。
隐身还对红外而言,歼20的红外抑制体现在发动机尾喷管上,这方面F-22的二元喷口更优异一些,毕竟歼20目前还处于发展阶段,原型机并不是以批量生产为目的,边生产边改进。歼20是新型战斗机的基础机型,虽然2017年服役,但升级还在继续,新型战斗机的基础机型许多设计和形状的更改,以便成为最强的隐身战机。
第三,隐身还针对可见光而言,可见光隐身与低可视度是相当的,低可视度的涂装有利于目视隐身,让敌方飞行员无法辨别。根据歼11的发展历程,歼20的改进不是一蹴而就的,而是循序渐进的,我们目前看到的歼20就经过了多次改进,越来越好。最后的机型跟原型机会有一些明显的变化,战斗力提升更多。
F-117A实际上是一款轻型的轰炸机,是隐身战机的鼻祖式机型,而B-2显然是重型轰炸机,都是通过外形设计来实现隐身。歼20的形状也具有隐形能力,还有更多的电子隐形来自特殊的材料,这些都是中国航空工业进步的标志。
我国自主研发的新一代隐身战机——歼20,在今年珠海航展上首次官方性质的亮相。向全世界宣告它的存在乃至很可能的小批量试装。隐身战机,是一个国家工业体系的至上皇冠!它的问世,也说明我国这些年来取得的巨大成就。
隐身飞机,并不是什么新话题,但这一次再度引爆了人们的激烈讨论。由于公众对相关专业知识的匮乏以及本身高保密的性质,让很多人对隐身飞机的认识上有偏差,甚至存在很多误区。我对其中一些技术有过一定了解,加上平时搜集整理的一些资料以及和这方面专家有过一些探讨,这里,我就简要列举一些常见的误区,做一个简单的纠误。如有疏漏,还望各位海涵和指正!
隐身飞机,众所周知,是指用雷达等军用探测设备或技术无法进行有效侦测的飞机。雷达隐身,是指飞行器的RCS降低到某种程度,使散射波强度大幅下降,以至于雷达接收到回波时认为回波微弱(信噪比极低),可以忽略(甚至无法提取出回波信号),没有显示出目标来。这是大家都知道的,问题不大。下面就列举几个常见误区。
【误区一】 隐身飞机之所以能隐身,主要(全部)靠吸波材料。
这是一个很多人都容易犯的错误,特别在一些茶余饭后的场合,有人开始装逼讲隐身飞机时,很容易听到类似观点。“因为南联盟打下的f117残骸给了中国,所以中国才能山寨出那种吸波材料,才有j20,所以你看吸波材料咱们落后了20年啊,j20隐身水平肯定不如f22。”
实际上,如果有看过一本教材——《高等电磁理论》(高等教育出版社),就不会说出这种话来。这本书的第43页,里面明确提到“隐形飞机的隐形功能85%依靠外形设计,15%依靠表面涂敷的吸波材料。”也就是说隐身飞机降低RCS,主要是通过外形,将电磁波散射到其他方向,使入射方向的回波大大减少,来实现目的。吸波材料起一个辅助作用,在一些不便进行平滑隐身处理的地方,进行优化。具体吸波材料的用法分好几类,这里不做详细阐述。况且,可以通过合理推导来证伪这种说法。如果通过涂吸波材料就可以大大降低RCS,为什么美国人不给B52,F15,F16涂上,来充当新一代隐身飞机呢,原因很简单,因为光凭涂吸波材料,并不能有效降低它们的RCS,相反,滥用吸波材料造成的阻抗不匹配,可能还会增加RCS。B52即使涂满了厚厚的吸波材料,它在雷达面前依然是个耀眼的大家伙。实际上,非隐身飞机的局部涂敷吸波材料,并不是主要从降低RCS这个角度考虑的。气动布局隐身处理做好了,即使吸波材料落后一点,也能取得较好隐身效果,反之,则不然。
【误区二】 飞机体积越大,RCS必然越大 前几天还看到有网友讲到类似观点,其实RCS 和飞行器体积并没有必然的联系。你要说同等条件下(同一个外形和材料等等),那肯定是RCS随着体积减小会减小,但问题就是飞行器之间的气动布局存在着非常大的差异。所以,即便是体积较大的飞行器也可以比它小几号的飞行器有小两个数量级的RCS。例子很常见,B2隐形轰炸机和F117,都比常见的F16,米格21战斗机大上至少一圈,可是RCS却小很多。这也不难解释,因为隐身飞机通过总体优化布局,同时从多个细节处下手,大大“消灭”掉了很多强散射源,翼身高度融合,机翼机身平滑连接;同时使武器内置,减少鼓包的产生,或者让鼓包尽可能平滑;座舱镀膜;垂尾倾斜,使用先进铆钉等等手段注重各种细节,让飞行器RCS下降两个数量级问题不大,同时飞机的尺寸还可以做的较大。
【误区三】 隐形飞机就是在雷达上看不见
这句话并不完整,因为飞机隐身并不仅仅指在雷达上看不见,就是说光降低RCS还不够。这得回到隐身的定义上来,隐身的定义,是指在主要威胁探测平台面前隐藏自己。换句话说,就是让别人以前用来探测我的东西变得没用,让它看不到我。不同的隐身平台,定义都会有区别。对于战斗机这种飞行器来讲,主要威胁平台是有源/无源雷达,红外传感器。这里顺便说一说直升机和军舰的隐身,对于直升机来讲,雷达的威胁没有那么多,更多的是红外和光学/声学探测手段。而军舰则可能是雷达+声呐探测平台的威胁更大。所以不同平台,隐身的努力方向也不尽相同。回到隐身战斗机来讲,主要威胁平台是雷达,红外,和被动电子侦测手段。所以与之对应的,战机不仅要雷达隐身,就是降低RCS——这是针对有源雷达的,让它回波变得很微弱;有红外隐身——一般是在发动机喷口部位做特殊处理,让喷气流尽快冷却,发动机外表面尽快降温;还有射频隐身——就是想办法让战机辐射出去的电磁波(包括雷达、导航、通信、数据链等等)尽可能的不被对手收到。当然啦,隐形飞机就不仅仅是在雷达面前隐身这么简单咯~
【误区四】隐身飞机是无敌的,注定发现不了的
额,,,这个结论呢,有点军事常识的童鞋都能看出破绽,这个世界上就不存在无敌的武器,毕竟不存在完美的事物。那么隐身飞机是否一定发现不了呢?答案是否定的。可以有实例作为说明:在南联盟装够逼的f117一样被不算先进的防空导弹给撸下来了,很明显,若不是雷达探测到它,是做不到这一点的。就仅对RCS而言,这个值也是会随着电磁波的频率、极化方式、入射方向等等而变化的。某一个频段的RCS很低,在另外的频段可能变化很大。简单来说,隐身飞机在设计时会有个隐身区域的考虑,即从哪个方向入射到飞机时的散射能低于设计值,那么这个方向就是设计方向。一般而言,隐形战斗机都会针对机头±15度左右的区域实现对特定波段的隐身。这里只是简要说明,实际上会考虑很多很复杂的问题。看到这里应该明白了,如果我电磁波不是从这个设计的威胁角度入射,而是从其它角度,比如侧面,甚至后向入射,使用的也不是你隐身带宽内的频率呢?这时候隐身飞机的低RCS特征就没那么明显了,甚至可能不隐身和普通飞机无异。这就好比让一个微波器件在带宽外工作,性能自然会大打折扣。现行的隐身战斗机诸如F22和F35,主要考虑对机载火控雷达波段的隐身,也即在X波段隐身,频段稍低一点C波段我个人估计也有很好隐身效果,至于更低就不好说了。据可靠推算,F22模拟攻击宙斯盾驱逐舰,最后发现现行的宙斯盾系统能勉强对抗F22。宙斯盾系统所用的SPY1雷达工作在S波段,对米格21类的目标最远可以在350km外发现,那么所谓的勉强抗衡,我估计至少也可以在几十,100km外发现吧。当然SPY1人家功率大,所以我认为不好说。不过我个人推测,F22对UHF波段效果是不会好的。这样就是说,针对向F22这样的隐身飞机,可以采用诸如UHF VHF频段的雷达进行早期预警,是可以做到有效预防的。再结合多方向照射,比如多站雷达等等技术的使用,总可以在它的弱点角度区域抓住它。但如果是B2这种隐身区域更广,隐身频带可能更宽的飞机则更难对付一点,不过相信它也总是有漏洞的。这里不好详细探讨隐身飞机的反制措施,因为这毕竟也成为了一个很庞大的课题和具有浓重保密色彩的内容,体系的对抗才是核心而非单个的雷达或者手段。
综上所述,计算出来的RCS 和测量出来的RCS 应为互相印证的关系,两者互为参考,没有高下之分。只要大致在一个数量级,相差不是太大,那就没啥大问题了。其实这个问题也可以这么想,如果计算出来的RCS 不准确不可靠,那还怎么设计呢,设计之初那个RCS指标又怎么去达标呢?