得利娱乐场最新网址 - 鸭翼用复合材料能隐身?F-22隐身总师解析其中真相

2020-01-08 10:21:34 

得利娱乐场最新网址 - 鸭翼用复合材料能隐身?F-22隐身总师解析其中真相

得利娱乐场最新网址,关于歼-20,一直以来有人质疑其鸭式布局的隐身效果。关于该机的隐身性能,其实不光受到鸭翼的影响,还包括那个大型的边条。不过,也有人认为,鸭翼、边条用复合材料不就可以了吗?复合材料作为透波材料,鸭翼和边条在雷达面前不久相当于不存在吗?

其实,关于复合材料对隐身的作用,专业刊物早有定论。这里,我们看一看洛克希德·马丁公司F-22项目特殊技术部经理、F-22 低可观测性综合产品团队负责人Brett Haisty撰写的《负担得起的隐身》。这篇发表于18年前的文献首次公开讨论了成功开发低可探测性空中优势战斗机所必需的技术和技巧。可以说,对当时一些仍然在隐身技术领域苦苦探索的国家,起到了借鉴作用。那么,他关于F-22A战斗机的隐身技术,是怎么说的呢?歼-20依次标准衡量,隐身性能究竟如何呢? 

复合材料不会让飞机隐身。一个常见的误解是使用复合材料蒙皮会使飞机隐身。实际上,许多复合材料对雷达是部分透明的,这会将飞机的内部结构、线路和组件暴露给雷达,这是低可观测设计者需要解决的最后一件事。这些组件加起来会形成非常大的信号。大多数隐身飞机,飞机的外表面涂有金属涂料,因此雷达波无法穿透飞机。

在F-22上使用了几种特殊材料和结构,包括雷达吸波材料(RAM)、雷达吸波结构(RAS)和红外线(IR)涂层。 RAS用于让尖锐边缘的散射降低至最小,而RAM用于减少表面裂缝导致的散射。 IR 涂层用于减少红外信号,确保雷达和红外信号的平衡。早期的低可探测性项目广泛使用RAM和RAS,导致对重量产生重大影响。分析和设计工具的改进以及广泛的测试,使得F-22上RAM的使用降低到最低,同时保持低信号特征。结果是F-22使用的材料远远少于上一代隐身飞机,从而显着减轻了重量并节省了成本。

因此,F-22的隐身特性的关键在于其涂层的应用,即导电涂层、RAM和红外防护涂层。机器人喷涂设备已经开发出来,可以精确地应用这些涂层。机器人喷涂设备具有环境可控、安全的特点,这要求高度精密的机器喷涂机库和子部件喷涂室,以及安装在轨道上的喷涂机器人。

外形错误将无法修正。为了开发隐身飞机,必须考虑到雷达波可以到达的飞机的任何部分。在设计过程中要考虑的第一个、也是最关键的因素是飞机的外形。这一因素必须从一开始就被考虑到飞机设计上。如果外形错误,无论使用多少材料处理也不能修正这一错误。试图将隐身装置改装到传统飞机上是不可能取得很大进展的,这是一个根本原因。

观察F-22,你会发现已经非常小心地尽量让所有边缘相平行,即机翼、尾翼、进气道唇口和喷管边缘,以便让它们的最大雷达信号都指向相同的几个方向。这导致在雷达散射截面积(RCS)分布上出现一些相对较大、但很窄的尖峰,由于这些尖峰很窄、很少,难以被雷达稳定的追踪。而这些尖峰之间的信号是非常小的,又很难被雷达所检测到。同样,飞机的垂直尾翼和机身侧面也要倾斜,以避免直接反射回雷达。

进一步检查表明,F-22的边缘之间的所有表面都是平滑顺畅的,确保电流在表面上流动而不会中断。表面上的任何中断(缝隙)都会将能量反射回雷达,从而增大了飞机的信号特征。光滑表面上的所有不得已的中断,如控制面或舱门,都要与机翼边缘对齐。

精心处理驾驶舱。常规飞机上最大的信号来源之一是驾驶舱。飞行员的头部和头盔、座椅以及驾驶舱内的所有控制和显示设备都增大了飞机的雷达反射信号。减少驾驶员雷达信号的最有效方法是阻止雷达能量进入驾驶舱。F-22座舱盖上的金属膜层可防止雷达波进入驾驶舱,消除了对驾驶舱的担忧。而且座舱可以平滑地融入到飞机的外形中,以最大限度地减少任何雷达波的反射。

F-22 “猛禽”座舱盖的透明件是当时最大的整体聚碳酸酯材料件。它没有风挡弓形框,并为飞行员提供良好的光学特性。F-22的座舱盖长约140英寸,宽45英寸,高27英寸,重约360磅。座舱盖必须耐化学/生物环境侵蚀,并成功地承受了4磅重的鸟以350节的速度的冲击,它还可以保护飞行员免受雷击。其设计挑战是平衡低可探测性、光学(视觉透射率和反射率)、耐腐蚀性、耐久性和结构要求,包括弹射要求。外形和导电材料的组合使得低可探测性设计师致力于可知、容易控制的外表面设计。

发动机是个大麻烦。传统战斗机的进气口和发动机通常是其雷达信号的主要贡献者之一。发动机是主要信号源,其次是进气口边缘,以及用于调节气流的可变几何形状的控制面。对于发动机来说,其高速旋转的风扇叶片对雷达波形成镜面效应,而F-22设计通过将发动机隐藏在S形进气道后面来降低发动机雷达反射信号,这一技术被称为“视线阻挡”。

百分之百的视线阻挡意味着无法从飞机外部看到发动机的前部。“猛禽”的发动机进气口设计基于大量风洞试验。“猛禽”有一个固定的加莱特进气道,进气口有固定斜板;进气口自身的稳定性特征和可变旁路在整个飞行包线上提供稳定的气流,不用对油门或机动做出限制。进气道入口边缘设计与机翼前缘对齐,可减少反射信号。

飞机的发动机还是飞机后向的主要雷达信号贡献者。F-22使用两台普·惠 F119发动机和二维推力矢量喷管。将两台高功率、高温发动机集成到机身中是一项极其困难的设计挑战。发动机的后端很大程度上暴露在雷达之下(其高速旋转的涡轮对雷达波的反射类似于前端的风扇)。由喷管腔和喷管活动部分引起的多次反射效应,以及由热膨胀和喷嘴的运动导致的较大间隙,使情况复杂化。技术人员在全尺寸双喷管模型上进行了广泛的测试,以进行设计妥协并形成最终设计。

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