
出品:科普中国
制作:铁流
监制:中国科学院计算机网络信息中心
在2011年首飞的6年之后,9月27日,国防部发言人吴谦在记者招待会上宣布,中国的隐形战斗机歼-20已经正式列装部队,成为F-22、F-35之后第三款列装部队的第四代战机。由于歼-20有可能改变亚太地区空中格局,美国对于歼-20也是格外关心,根据江西省国家安全机关披露了的资料,为窃取中国第四代隐形战斗机"12号工程"的机密,美国曾派特工混入成飞集团窃取歼-20机密情报,只不过未能成功。歼-20之所以能够引起美国的高度关注,并能够改变亚太空中格局,原因之一在于歼-20是一款隐身战机。那么,歼-20到底凭借哪些秘技实现隐身的呢?

(充满科幻感的J-20)

(F117棱角分明)
歼-20在外形设计上别具匠心
从外形设计上看,J-20采用了很多有利于隐身的设计。第三代战机的机翼和机身、平尾和垂尾之间,会产生一种角反射效应;即相邻两个表面接近垂直时,电磁波不管从哪个方向入射,经过一次或几次反射后,最终都将沿入射波相反方向返回到雷达接收机。针对这个问题,J-20采用了翼身融合体设计,使机身和机翼平滑过渡,在机翼和机身之间极大幅度降低了出现角反射效应的可能性。
J-20的主要机体部件相互平行。比如机翼、鸭翼的前缘在水平投影面上相互平行;前机身进气道向外倾斜的侧壁和相同一侧的垂直尾翼相互平行;左右相对的垂直尾翼和腹鳍相互平行;垂直尾翼后缘和腹鳍后缘在垂直投影面上相互平行;进气道唇口外缘线和腹鳍前缘在垂直投影面上相互平行。这种设计可以将雷达反射波集中到几个窄波束以内,使飞机在其他方向上的反射截面积尽可能最小。
歼-20在进气道上的设计也有助于提升隐身能力。还采用了在"枭龙"战机和歼-10B战机上成功应用的DSI进气道设计。DSI进气道的一个特点是在进气道前方的机身上有一个鼓包状突起,通过这个突起对进入进气道的空气进行预压缩。这样一来,既取消了传统超音速进气道上的复杂结构、降低了结构重量,还有助于降低正前方的雷达反射截面。由于雷达波可以从进气口直接照射到发动机的风扇或压气机叶片,产生很强的反射雷达波。J-20将进气道做成了S形,并在局部位置使用了吸收雷达波的材料,使雷达波无法直射到风扇或压气机叶片,而雷达波在S形进气道中来回反射时,又会被吸波材料又可吸收一部分电磁波,使作战飞机的雷达信号强度进一步降低。

(弹仓舱门呈锯齿状)
第四代战机不同于第三代战机的一点就是武器内置。将导弹内置于弹仓之后,可以避免因武器外挂带来的雷达反射效应。此外,J-20的弹仓舱门、起落架舱门和减速伞舱门均为锯齿形边缘,这种设计也有助于提升隐身效果。
歼-20大量使用复合材料和吸波材料
除了外形设计,J-20还大量采用复合材料和吸波材料。由于复合材料具有低可探测性的特点,非常适合隐身战机使用。而且采用复合材料还能降低飞机重量,提升飞机的飞行性能。像F-22的复合材料使用量就占到23%左右,F-35使用了约36%的复合材料。得益于近年来中国在碳纤维技术上的突破,J-20也开始大量应用航空复合材料。
在战机表面涂抹吸波涂层,通过吸波涂层将敌方雷达发射的电磁波吸收,使敌方雷达能够探测到的信号强度大幅衰减,从而实现隐身的目的。
由于使用吸波涂层具有方便灵活、吸收性能好等优点,而被应用在几乎所有的隐身战机上,美国F-117战机、B2隐身轰炸机、F-22战机、F-35战机,中国歼-20战机和FC-31战机都使用了隐身涂层。据小道消息称,J-20还在战机表面涂抹吸波涂层极有可能是具备99%以上吸波率的特殊材料。

(歼-20采用具备99%以上吸波率的特殊材料)
局部还存在改进的余地
诚然,歼-20在隐身上还有一定改进的余地,比如机尾部分,毕竟歼-20的尾喷口近乎裸露的,而F-35战机的发动机上就安装了雷达屏障,避免雷达波直接照射在发动机涡轮上,F-22也对尾喷口进行了修形......在涡扇15发动机换装之后,对机尾部分重新设计能够有效提升歼-20战机的侧后隐身水平。

(F22的矩形尾喷口)
(歼-20全裸尾喷口)
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