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歼20进气道空中变形?复合材料反超F22,追求隐身性能的极致

歼20进气道空中变形?复合材料反超F22,追求隐身性能的极致
2020年10月19日 21:16 新浪网 作者 韬钤视界

  近日歼20全视角高清图再一次刷爆了朋友圈,各大媒体争相转发,其升空美照完美的诠释了什么叫“炫、酷、帅、燃”。歼20是我国目前服役的最先进战机,它的每一次升空都会成为相机追随的焦点,其具备一流的隐身能力、一流的超音速飞行能力、一流的机动性和一流的超视距打击能力。歼20的成功入役足以显示了我国航空工业的巨大进步,这也让我国追平了与西方国家的代差,是一款当之无愧的“争气机”。

  

歼20隐身战机

  说到隐身战机就不得不提进气道设计,进气道相当于战机的“鼻子”,负责为发动机正常工作提供足够的空气,但是战机在高速飞行时空气会与机身蒙皮摩擦产生“附面层”,飞行速度越高附面层厚度也就随之加厚,该区域空气会具有很大粘性,使上层空气流速减小,因此流速慢的空气会严重影响进气效率,致使发动机发生“喘震”现象,甚至会导致发动机空中停车,因此为了避免附面层空气吸入发动机,设计师在进气口与机身之间留有一定的缝隙,也就是附面层隔道,用来导出附面层空气。像F16、歼10A、苏27等等大部分三代机都应用了隔道设计的进气道。

  

歼10A战机隔道式进气道

  基于隔道设计的进气道虽然很好的解决了附面层效应,但是伴随而来的有很多缺陷,一个是增加机身重量,传统三代机隔道式进气道一般会设计3-4个斜板和作动筒,也就是上百公斤重量,对载弹量有较大影响。第二个就是不利于隐身,隔道式进气道会形成雷达波的空腔反射,很难处理,因此战机的雷达反射面积会大大增强。

  

F15战机进气道可调部件

  为了解决隔道式进气道带来的一系列缺点,大洋彼岸洛克希德马丁公公司提出了一种无附面层隔板超音速进气道设计方案,也就是DSI鼓包式进气道,采用三维鼓包设计,空气可从鼓包前缘到进气道内部有一个比较长、比较复杂的多激波过渡过程,用来模拟传统隔道式进气道可调斜板,将气流减速,以此形成进气道内外压差,将附面层气流隔离在进气道外,从而空气能够稳定流入进气道,好处就是简化设计结构、隐身能力大大增强。这项新型进气道设计也在2000年率先被运用于F35验证机上面。

  

F35战机DSI进气道

  虽然DSI鼓包式进气道起源于大洋彼岸,但是经过我国科研人员的反复论证,目前已经将DSI进气道白菜化,枭龙、歼10B\C、歼20、FC31等等一系列战机已经全部采用DSI进气道设计,尤其是歼20隐身战机更是达到了炉火纯青的地步。

  

歼10C战机DSI进气道

  网上曾经曝光了一张歼20飞行照片,可以发现其DSI进气道明显凹了进去。据悉这是一种柔性蒙皮技术,由弹性胶膜和高弹纤维复合而成,在最大变形状态下能够达到自适应鼓包进气道的最高型面,根据战机的飞行速度调节变形程度,从而调节进气道口的面积,使空气流量达到了发动机工作的最佳状态,在很大的迎角范围内保持良好的飞行性能,因此歼20DSI进气道材料超过了F22战机,可谓是全球独此一家别无分店。

  

歼20进气道“变形”

  在军民融合的背景下,歼20也得到了民营企业技术的支持,其机身采用了隐身超材料,与传统隐身涂层不同的是,隐身超材料能够实现对雷达波的吸收,可以说这相当于给战机穿上了一身“隐身外衣”,另外在DSI鼓包设计和S型进气道的加持下,发动机涡轮叶片的雷达波反射大幅降低,歼20战机的隐身性得到了大幅提升,据悉歼20正面雷达波反射面积仅为0.027平方米,数据仅次于大洋彼岸装备的F22隐身战机。

  

歼20战机特写

  歼20目前已经小批量装备部队,其主要定位于多功能性,也就是兼具对空、对海、对陆作战能力,这不同于主要夺取制空权的F22和空战能力不强、主要用于对海、对陆打击的F35隐身战机,这一切都得益于歼20在信息化方面具有后发优势,在升力体边条鸭式布局的加持下,不但具有很好的隐身性,而且还有很强的超音速、机动飞行能力,因此可以说歼20是我国航空工业追赶世界先进水平的一大里程碑,也是我国航空技术实现田忌赛马的完美体现。

  

  歼20战机

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