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歼20国产航发将采用锯齿形裙边隐身结构 不比美军差

2018-01-13 13:34:47 来源:长沙在线 标签:喷管 喷管 战机

歼20国产航发将采用锯齿形裙边隐身结构 不比美军差

  原标题:谣言终结!F35B核心技术全国产雅克141才是学生熟悉F-35系列隐身战机的童鞋们知道,F-35B是三个型号中唯一一种具备短距垂直起降能力的,不少人认为歼-20采用圆形的三元喷口,天生不利于隐身,没法像F-22的二元喷口那样实现红外和雷达隐身,而且其性能也比不上俄罗斯刚刚露面的第五代涡扇发动机“产品30”以及F-35战斗机使用的F-135发动机,事实是这样吗?歼-20发动机具备与F-35相似的隐身功能歼-20的发动机尾喷管能不能隐身?很多人都注意到了其发动机外部与机身连接处的包覆部分,采用了一种奇特的结构——锯齿形裙边结构,3BSD喷管的作用是将F135涡扇发动机的推力矢量从平飞时的向后变为垂直起降时的向下,所谓锯齿形裙边喷管技术,在三元喷管上又称锯齿形裙边轴对称喷管,在技术原理上与歼-20机身机翼以及起落架舱、内置弹舱开口的锯齿或者平行线外形设计类似,最终目的是使得反射的雷达波能量不会集中在敌机最常出现的方向上,而是尽量集中反射向在敌机较少出现的方向。

  图中展示了F-35B的3BSD从平飞转为悬停模式的连续镜头,表面波爬行到电磁性质不联机的边界时,就会沿垂直于边界的平面发出碟状散射,图为洛克希德当时提出的在F-104基础上改进的CL-704短垂战机想象图。

  因此通过锯齿修形,可以减少发动机正后方的雷达波反射信号特征,这会令尾追或者跟踪的敌机、雷达制导导弹更难难于搜索跟踪,其中由普拉特·惠特尼(简称普惠)研发并测试出了世界上第一台3BSD喷管,图为1967年该公司提出的喷管设计细节图,与此同时,锯齿形裙边喷管技术还能实现很好的红外隐身效果,能达到“一石二鸟”的目的。

  外部电机通过驱动旋转段上的齿轮来让尾喷管向下弯曲,在这个过程中前段和后段保持不动,只是中段旋转180度,怎么降温?就是通过增强外界气流与发动机喷流的掺混,降低喷流的核心温度,1967年,普惠把首台3BSD喷管在JT8D涡喷发动机上进行了测试,测试内容包括发动机在喷管弯曲90度状态时全加力运行。

  不过与它采用相同技术的F-35战斗机曾经有研究人员专门对其进行过仿真测量试验,同时公司还进行了向下喷气测试,用于评估因近地效应增加的压力对喷管性能的影响,由于F-35被公认为具备相当的隐身性能,其RCS雷达反射截面积在0.1平方米左右,很显然,歼-20由于采用了与其原理一致、结构类似的发动机隐身技术,其后机身隐身效果应该与F-35相当。

  图为通用动力康维尔分部提出的Model200短垂战机方案设想图,注意独特的升力发动机布置方式,可看作是后来雅克-141和F-35B的鼻祖,图注:俄罗斯新曝光的新型发动机及三元矢量喷口,被认为很可能就是“产品30”发动机,其尾喷口一样采用了锯齿形裙边隐身设计由此可见,俄罗斯在苏-57和“产品30”上,采取了与美国F-35相同的隐身技术思路,红圈标出的为升力发动机部分。

  首先,有F-35的试验和实践结果在先,足以表明锯齿形裙边隐身技术的确是一种行之有效的隐身技术,遗憾的是,康维尔Model200最终落败并胎死腹中,美海军后来选择了技术成熟度不高的罗克韦尔XFV-12短垂起降试验机,该机采用了引射式增升技术(用折流屏将发动机喷流导向主翼面以提供升力)实现垂直起降,加上三元矢量喷管技术在超机动性方面相比二元矢量喷管的压倒性优势。

  但这期间积累的3BSD喷管技术日后被F-35B所沿用,第三,歼-20、F-35和苏-57系中美俄三国独立研发,在技术上不存在谁抄袭谁的问题,三者在三元矢量喷管的隐身结构上不约而同选择了锯齿形裙边结构,很显然都经过了大量的研究和试验,结果就是三者殊途同归,三个国家的发动机技术专家们一致认为“锯齿形裙边技术是处理三元矢量喷管雷达和红外隐身的最佳方案”,从这张仰拍图可直观看出,雅克-141采用了与当年美国康维尔Model200相同的发动机布置方式(2台升力发动机在前,一台配备3BSD喷管的主发动机在后),而且也借鉴了惠普的3BSD喷管技术。

  但由于在歼-20第一阶段方案上锯齿形裙边隐身技术已经得到了很好的应用,所以虽然涡扇-15尚未有官方图片刊出,我们依旧可以大胆推测未来涡扇-15也将会继续使用“锯齿形裙边隐身结构”这一设计,图为雅克-141机身内的升力发动机与主发动机的布置示意图,起码在隐身性能这一领域,我们的涡扇-15绝不比俄罗斯“产品30”和F-135落后分毫!不久之后即将问世的涡扇-15,肯定将会是一款能够与F-135、F-119和“产品30”分庭抗礼的新一代发动机,它也将会是歼-20逐鹿蓝天的坚实基础和保障!本栏目所有文章目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责