發(fā)布時(shí)間:2021-12-28作者來源:金航標(biāo)瀏覽:6067
隨著我國重型隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲-20的服役和形成初始戰(zhàn)斗力,以及該機(jī)越來越高調(diào)地參加聯(lián)合演習(xí),其高清圖像也越來越多地涌現(xiàn)。在8月1日的建軍節(jié)里,4幅殲-20的高清新照片出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上,讓我們獲得一個(gè)難得的機(jī)會來更好了解這款“游戲規(guī)則改變者”隱身戰(zhàn)斗機(jī)的一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
這架殲-20是[敏感詞]出廠的黃皮機(jī),機(jī)身表面尚未涂上灰色偽裝涂裝,裸露著[敏感詞]防護(hù)底漆和翼面前后緣的灰色吸波材料結(jié)構(gòu),凸顯樂許多之前無法觀察到的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。從照片上可以看到,殲-20的前機(jī)身兩側(cè)和下方蒙皮表面有著數(shù)量繁多的嵌入式共形天線,不再像三代機(jī)那樣大量使用突出于機(jī)身的刀形天線,這對于隱身飛機(jī)來說是基本功。此外,殲-20進(jìn)氣口、翼面前后緣等處還大量使用灰色的隱形復(fù)合材料結(jié)構(gòu),可能與殲-20總師楊偉在兩會期間證實(shí)的殲-20戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)應(yīng)用民營企業(yè)研制的超材料相關(guān)。
殲-20的蒙皮經(jīng)過了細(xì)心的隱身處理,除日常維護(hù)口蓋的邊緣能看到明顯接縫和螺絲結(jié)構(gòu)外,其余蒙皮接縫和鉚釘都被吸波材料填料所覆蓋,表面非常平滑,這樣能維持整個(gè)機(jī)身表面統(tǒng)一的阻抗過渡,避免出現(xiàn)不連續(xù)性,從而最小化整機(jī)的雷達(dá)橫截面。
照片還詳細(xì)展示了殲-20的無附面層隔道超音速進(jìn)氣口(DSI),可以看到壓縮鼓包上的隱形復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這個(gè)3D壓縮鼓包能讓湍流邊界層空氣從進(jìn)氣口上下唇邊緣分離,在很大速度范圍內(nèi)保持有很高進(jìn)氣效率。同時(shí)由于取消了復(fù)雜的附面層分離結(jié)構(gòu)和超音速可調(diào)結(jié)構(gòu),因此在重量和隱身性能上與傳統(tǒng)超音速進(jìn)氣口相比具有明顯優(yōu)勢。
從殲-20降落后的滑跑減速姿態(tài)可以看出,該機(jī)之所以能夠取消傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)上的氣動(dòng)減速板,是因?yàn)槟軕?yīng)用機(jī)翼后緣升降副翼的上下差動(dòng)以及全動(dòng)垂尾的同時(shí)向外偏轉(zhuǎn),形成了氣動(dòng)減速面,其等效減速面積甚至超過傳統(tǒng)的減速板。該機(jī)的鴨翼在飛行中并不參與減速操作,只被用于降落后的滑跑減速。巨大的向前偏轉(zhuǎn)的鴨翼此時(shí)就好似大象耳朵,能提供巨大的氣動(dòng)減速阻力,降低對輪胎和剎車盤的磨損,同時(shí)巨大的尺寸也顯示出殲-20具有的優(yōu)秀機(jī)動(dòng)性。
在殲-20的機(jī)腹左下方,我們能看到一個(gè)龍勃透鏡。這是一個(gè)類似于角反射器的雷達(dá)回波增強(qiáng)裝置,用于幫助地面雷達(dá)和空中交通管制員在試飛和訓(xùn)練中跟蹤殲-20,保證飛行安全。當(dāng)然該裝置的另一個(gè)重要作用是掩蓋飛機(jī)的真實(shí)雷達(dá)特征,避免泄密。
在殲-20的機(jī)鼻,除大口徑有源相控陣?yán)走_(dá)天線罩之外,還能看到機(jī)鼻兩側(cè)的分布式光電孔徑系統(tǒng)的兩個(gè)視窗,類似視窗還分布在風(fēng)擋前方、座艙蓋后方、機(jī)腹右側(cè),形成360度球形全覆蓋。殲-20的分布式光電孔徑系統(tǒng)除了被作為先進(jìn)導(dǎo)彈逼近警告系統(tǒng)之外,還是該機(jī)重要的光電傳感器,可用于發(fā)現(xiàn)空中目標(biāo)和夜視導(dǎo)航。與該機(jī)的先進(jìn)頭盔顯示器相配合后,光電孔徑系統(tǒng)可為飛行員提供外界高分辨率紅外圖像,實(shí)現(xiàn)“透視”機(jī)身,大幅提高飛行員的態(tài)勢感知能力。
除了分布式光電孔徑系統(tǒng)之外,殲-20另一個(gè)重要的光電傳感器位于機(jī)鼻下方。之前的殲-20原型機(jī)大都沒有安裝這個(gè)設(shè)備,機(jī)鼻下方是不透明的多面體結(jié)構(gòu),新照片顯示殲-20機(jī)鼻下方的光電傳感器只有前向的四片玻璃,缺乏后向和下方視野,因此該裝置應(yīng)該被用于對空搜索與跟蹤,類似殲-10C和殲-16風(fēng)擋前方的紅外搜索與跟蹤傳感器。紅外搜索與跟蹤傳感器使殲-20擁有了在關(guān)閉雷達(dá)實(shí)施無線電靜默狀態(tài)下的對空被動(dòng)搜索與跟蹤能力,這種能力對于探測空中隱身目標(biāo)來說已經(jīng)越來越重要,將使殲-20在未來高威脅空戰(zhàn)環(huán)境中更好地對抗其他先進(jìn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)。
隨著我國光電傳感器技術(shù)的發(fā)展以及殲-20向多用途化方向發(fā)展,這個(gè)紅外搜索與跟蹤傳感器最終可能被先進(jìn)光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)取代,在保持現(xiàn)有空空探測能力的前提下增加對地瞄準(zhǔn)能力,使殲-20能夠自主投擲[敏感詞]制導(dǎo)對地彈藥。屆時(shí)其多面體視窗應(yīng)該也會進(jìn)行相應(yīng)修改,以增加下半球視野。
這些高清照片顯示出殲-20在設(shè)計(jì)上已經(jīng)非常成熟,可自信地展示在世人面前。照片透露的各種設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也顯示在隱身戰(zhàn)斗機(jī)研制方面,我國已經(jīng)邁入了世界先進(jìn)行列,成為世界上第二個(gè)啟動(dòng)兩種隱身戰(zhàn)斗機(jī)研發(fā)項(xiàng)目的國家,充分顯示出我國在航空航天材料和戰(zhàn)斗機(jī)制造技術(shù)上的重大進(jìn)步。(作者署名:阿姆斯壯)
空軍對外公開了一個(gè)非常勁爆的消息,我軍的J-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)首次完成了海上方向的實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練,而在軍媒發(fā)布的此次訓(xùn)練的照片中,我們驚喜的發(fā)現(xiàn),J20的飛行員佩戴了一種新型的飛行頭盔,與之前朱日和閱兵中使用的老頭盔相比,這款新型頭盔使用了AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和全息波導(dǎo)顯示技術(shù),它不僅能“看穿”飛機(jī),實(shí)現(xiàn)視野無阻,而且還能直接與空空導(dǎo)彈交聯(lián),實(shí)現(xiàn)飛行員發(fā)現(xiàn)即瞄準(zhǔn),瞄準(zhǔn)即鎖定,鎖定即發(fā)射的目的。
新頭盔
從上圖的新頭盔照片可以看到,它的整體外形與BAE公司給F-35戰(zhàn)機(jī)做備份的打擊者頭盔顯示器很相似,面部的遮光鏡很大,而且有多層,中間一層明顯為透明層,按照打擊者的結(jié)構(gòu)來看,這一層就是全息顯示層。頭盔上的圖像顯示源以這個(gè)透明層為顯示屏,通過小型化的光學(xué)系統(tǒng)將圖像投射到這個(gè)透明“顯示屏”上,同時(shí)再與外部的目標(biāo)景像進(jìn)行疊加,這樣飛行員就能在不看平顯和顯示器的情況下獲得飛機(jī)的飛行信息和對目標(biāo)的瞄準(zhǔn)信息。這不僅能大大減輕飛行員的負(fù)擔(dān),同時(shí)在近距格斗中還能把握先機(jī)。這種波導(dǎo)式的盔顯與之前的折射/衍射盔顯相比,光學(xué)結(jié)構(gòu)更簡單,重量更輕,顯示效果更好,觀察范圍也更大。
J20的老頭盔不具備顯示能力
另外,我們還能發(fā)現(xiàn)這款頭盔的后部有很多的凸起,這些凸起其實(shí)是LED紅外發(fā)光源,它主要是用來與戰(zhàn)機(jī)座艙后部的攝像機(jī)配合對飛行員的頭部進(jìn)行定位的,這種定位的目的是為了實(shí)時(shí)確定頭盔顯示器的瞄準(zhǔn)法線,以便于引導(dǎo)大離軸角的紅外格斗彈進(jìn)行鎖定,實(shí)現(xiàn)飛行員“盯”著目標(biāo)就能發(fā)射導(dǎo)彈。
按照之前國內(nèi)各種媒體的報(bào)道,J-20的綜合顯示頭盔應(yīng)該是在2012年開始競標(biāo)的,由于國內(nèi)在頭盔顯示技術(shù)方面的積累比較厚實(shí),做這方面研究的大學(xué)和研究所也很多,所以出成果也非???,在第二年也就是2013年中標(biāo)團(tuán)隊(duì)就完成了研發(fā)和試制,2014年就完成了設(shè)計(jì)鑒定并開始交付(速度相當(dāng)快)。而在當(dāng)年的珠海航展上也開始有各種頭盔顯示器的產(chǎn)品露面了,有不少可能就是競標(biāo)失敗的方案或產(chǎn)品。根據(jù)珠海航展上披露的信息,新的頭盔顯示器在配合J20的時(shí)候,也具備F-35頭盔顯示器那樣看穿戰(zhàn)機(jī)的功能。也就是說它也能夠利用J20機(jī)身各處的圖像傳感器獲得周邊的無遮擋實(shí)時(shí)畫面,這對戰(zhàn)機(jī)的偵察搜索和近距離格斗也是非常有用的。
隨著J-20的新頭盔顯示器的配發(fā)到位,它在空中的作戰(zhàn)能力和威懾能力又上了一個(gè)新臺階,其所配備的新一代的霹靂10紅外成像格斗彈的大離軸角發(fā)射能力也能得到充分發(fā)揮了,這兩者配合使得J20在近距格斗中能夠不懼任何強(qiáng)敵。而這次出海實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,也標(biāo)志著我軍的J20已經(jīng)開始投入到真正的戰(zhàn)備任務(wù)中去了,這不僅對海峽對岸的頑固勢力是一個(gè)強(qiáng)力威懾,對周邊正在裝備F-35的各方來說也是個(gè)無言的震懾。
在現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布局中,有三大雷達(dá)波強(qiáng)散射源,其中之一就是機(jī)首的機(jī)載火控雷達(dá)艙,其他兩者分別是進(jìn)氣道和座艙。因此,對于隱身戰(zhàn)機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)人員來說,如何盡可能地減小機(jī)載火控雷達(dá)艙的雷達(dá)波反射截面積,是保證全機(jī)隱身性能的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
而機(jī)載火控雷達(dá)艙所形成的雷達(dá)波散射主要有兩部分:一是雷達(dá)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成的結(jié)構(gòu)反射,比如框架、結(jié)構(gòu)附件以及連接件等;二是雷達(dá)天線形成的散射。對于前者,戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)人員可以采取一定的措施予以抑制或者消除。而對于后者,就需要南京14所這樣專門負(fù)責(zé)機(jī)載火控雷達(dá)研發(fā)的技術(shù)人員來想辦法了。
△傾斜安裝的F-35戰(zhàn)機(jī)機(jī)載有源火控雷達(dá)
首先,我們可以注意到,目前中國以及美國空軍的隱身戰(zhàn)斗機(jī),如F-22、F-35、殲-20等裝備的有源相控陣機(jī)載火控雷達(dá)的天線都是向上傾斜一個(gè)角度,這就是出于減小雷達(dá)波反射截面積的需要。根據(jù)研究結(jié)果顯示,如果機(jī)載火控雷達(dá)天線向上傾斜角度達(dá)到15度,其雷達(dá)波反射截面積就可以降低到垂直狀態(tài)的五分之一,甚至更低。
當(dāng)然,這個(gè)傾角也不是越大越好。太大的天線傾角會對機(jī)載火控雷達(dá)的探測方位和精度產(chǎn)生不利影響。所以,目前最為適合的傾角一般為15~30度。
不過,對于大多數(shù)裝備相控陣機(jī)載火控雷達(dá)的非隱身戰(zhàn)機(jī)來說,由于其本身的雷達(dá)波反射截面積就很大,單純降低機(jī)載火控雷達(dá)的雷達(dá)波反射截面積意義并不是很大,所以基本上全部都采用垂直角度。
其次,在機(jī)載火控雷達(dá)天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用吸波材料,也可以減小雷達(dá)波反射截面積。比如,美國F-35戰(zhàn)機(jī)的APG-81雷達(dá)在有源相控陣天線的四周和后部安裝了大型吸波材料遮蔽板,可以有效阻斷從前向射來的雷達(dá)波照射到后部結(jié)構(gòu),避免了強(qiáng)散射效應(yīng)的產(chǎn)生。
此外,機(jī)載火控雷達(dá)天線的外形要盡量與雷達(dá)罩安裝框外形平行一致,提高天線輻射陣子的加工精度,使其保持一致性,雷達(dá)天線的反射陣面也盡可能地采用高性能吸波材料,等等。只有綜合采用多重手段,才能夠達(dá)到最終令人滿意的效果。
從對天線細(xì)節(jié)的追求來看,殲-20在隱身上下的功夫顯然是超出外界想象的,因此對于殲-20的隱身能力我們完全有理由放心!
“Kinghelm”商標(biāo)由金航標(biāo)公司原始注冊,金航標(biāo)是GPS天線北斗天線研發(fā)生產(chǎn)直銷廠家,在北斗GPS導(dǎo)航定位行業(yè)非常高的知名度和美譽(yù)度,研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于bds衛(wèi)星導(dǎo)航定位無線通信等領(lǐng)域。主要產(chǎn)品包括:RJ45-RJ45網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)接口連接器、射頻連接器轉(zhuǎn)接線、同軸線纜連接器、type-c連接器、hdmi接口type-c接口、排針排母、SMA、fpc、FFC天線連接器、天線信號傳輸防水接頭、hdmi接口、usb連接器、端子端子線、端子板接線端子、接線端子排、射頻rfid標(biāo)簽、定位導(dǎo)航天線、通訊天線天線連接線、膠棒天線吸盤天線、433天線4G天線,GPS模塊天線等。廣泛應(yīng)用于航天航空、通信、[敏感詞]、儀器儀表和安防、醫(yī)療等行業(yè)。
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