此前,网络上曾出现过一架特殊轰6飞机的照片。它的大量部件都被黑色材料覆盖。从飞机隐身设计的角度来看,这些部位恰好是反射信号最强的地方,所以应该是隐身技术的验证机。
1:隐身需要很多东西的结合。仅靠吸收材料无法让你真正隐形。
隐身设计的本质在于对自身信号特性的控制。飞机想要隐身,优秀的外观设计是不可或缺的基础。
只有能够保证大部分打到飞机上的雷达波都会反射到对方雷达接收器无法接收到信号的方向;其结构形状不会形成特别强的反射特性;吸收波材料可以起到进一步衰减和削弱反射信号的作用。
在这两个基础上,还需要进一步考虑飞机雷达、通信、电子战等设备既能正常工作,又能暴露尽可能少的信号,以实现相对完整的电磁隐身。
图:F117是之一代隐形飞机。由于当时的计算能力无法支持曲面信号反射特性的计算,因此被设计成多面体形状。它采用金属网遮挡进气口,导致进气效率和发动机推力损失较大。它是所有飞机中入口信号控制最强的型号——但超音速飞机不能采用这种设计。
图片:B1B。这个项目的启动,实际上是时任美国总统照顾军工综合体利益和就业稳定的粮食项目。空军不喜欢它。
从这个角度来看,标题图所示的轰6平台的隐身改装确实可以在一定程度上削弱其可以被对手探测到的信号特征,但它并不能成为真正的隐身飞机。 。
美国的B1B战略轰炸机和超级大黄蜂战斗机也是如此。他们在传统非隐身飞机的基础上引入了部分隐身设计,但与真正的隐身飞机有着本质的区别。
美国空军对B1B评价不高的原因之一是它在与弱国作战时不如B52性价比高、省心。它在与强国作战时与传统飞机没有明显差距,无法与B2这样的真正隐身飞机相比。
2:吸波材料有很多局限性,并不是在所有情况下都具有很高的吸波效率。
吸波材料帮助飞机隐形的原理有两个。首先是它与传入的雷达波兼容。这些电磁波将尽可能地照亮材料的内部,而不是在油漆表面大量反射。
其次,它必须具有衰减特性。照射到油漆中的电磁波会非常迅速,几乎所有的成分都会从电磁能转化为热能,从而完全衰减。
图:轰6进气口与机身之间的边界层屏障,以及进气口内部的直通管状结构,都会造成雷达波反射特性特别严重。因此,消波设备主要集中在验证机上。材料。但由于其本身的角度问题,雷达波进入入口后,与入口内壁的夹角很小,很难形成多次反射衰减,因此整体效果并不理想。
理想的吸波材料必须满足以下要求。除了反射效应小、吸收率高之外,能够吸收的电磁波频段也必须很宽。否则就会出现这样的情况,同一架飞机在这个雷达下非常隐身,但在另一个工作波长不同的雷达下却无法隐身。其次,它的工作角度要大,能够吸收各个方向辐射的电磁波。
图片:隐身涂层受损,F22不那么光鲜亮丽的一面。由于设计较早,F22的吸波材料仍采用油漆的形式。对于非常注重高速飞行的F22来说,气流的冲刷作用对于油漆的损坏和剥落尤为严重;在F35上,吸波材料更换为类似塑料薄膜的形式,可维护性较原来大大提高。这些问题必须依靠大量的飞行来暴露和验证改进工作,并不能完全在地面上完成。
而且必须足够轻。要知道飞机的表面积是非常大的。如果吸波材料的密度非常高,需要涂很厚的层才能有效,那么飞机重量的增加将对飞行性能产生巨大的影响。损失。最后一点是涂层必须具有良好的耐受性,能够经受雨水、紫外线、高温(发动机舱部分),尤其是能够承受高速飞行时的空气侵蚀。
然而,即使以美国的隐身技术水平,也很难同时兼顾这些方面并取得令人满意的效果。例如,在满足低反射、高吸收、对更多波长有效的要求方面,单一材料涂层无法实现,必须采用多层复合设计。这将导致成本和工艺的增加,以及重量和维护难度的增加。
图:B2的进气设计极其巧妙。它将进气道置于上机翼的上表面,使下方的地面雷达波无法到达进气道的强反射源;而入口本身则采用了下沉式S形设计,可以衰减来自前方的传入海浪的反射。到更低。除了隐身效果外,它还通过吸力和喷射大大增强了机翼上表面的气流速度(速度越高意味着压力越低,上表面向下的压力越低,等于向上的压力)位于下表面)。更大),实现强劲的增升效果,大大提高飞机的载重量和航程。如果不出意外的话,我国下一代隐形轰炸机也将采用这种设计。
尤其是角度方面,根据目前公认的规则,雷达波一旦击中油漆表面,就会形成等于或小于30度的锐角;那么涂料本身基本不会有吸收作用,只是直接反射。这就是为什么隐形飞机的进气口必须做成非常曲折的形状,这样涂料才能以合适的角度面对雷达波,并通过至少六次反射来衰减。
三:轰6的隐身改进对于验证下一代隐身轰炸机的技术具有更大的意义。
隐身是一个需要高度关注细节和耐心的项目,测试和修正也极其复杂。其次,现代军机的航电和机载设备特别复杂,尤其是战略轰炸机,未来将担负突防敌方防空系统、对地面和海上目标实施精确打击的任务。而且这两个方面并不是相互独立的。
图:歼20的隐身设计也在一步步变得更加复杂和全面。例如,在2016年的飞机上,DSI进气口的凸起被变成了灰白色的透波材料,这意味着内部安装了新的电子战设备。进气道涉及空腔效应、强反射等问题,是战斗机正面隐身设计中最关键的环节之一。如果没有2001号等以往型号的基础,直接测试2016号这样的产品超火神途,整个隐身试飞试验的难度将急剧增加,排查故障和修改设计的效率将大大降低,并且很多问题甚至将无法解决。解决了
隐身设计的本质在于对自身信号特性的控制。形状和油漆是最关键的方面,但不是全部。它们还受到航空电子系统和机载设备的影响:例如,需要接收和传输大量信号的电子战设备应该以什么方式工作以及将其放置在飞机上的更佳位置?
即使是歼20这样的国产隐身飞机,这种匹配工作也只有在试飞进行到一定程度,了解了基本设计的优缺点和特点之后,才具备全面开发的基础。明白了。
图片:单从目前的隐身设计理论来看,B2布局应该是不注重飞行机动性的战略轰炸机的更佳选择。但如果非要选择另一种方式,像英国“火神”轰炸机这样保留独立机身和垂直尾翼的无尾三角翼布局,也有很好的潜力进一步发展为隐形飞机;当然,在具体的外观方面,火神的基本设计已经不能再保留了。虽然性能不如B2的纯飞翼布局,但飞控系统的开发要容易得多。
轰6平台的隐身性——或者更准确地说,是信号的低可探测性特性,虽然对于轰6家族本身并没有太多的实战性能提升价值,但对于下一代隐身战略轰炸机来说却极具价值基本链接。
目前轰六平台上,一些反射信号特别强的区域,如进气口与边界层分离、机翼水平尾翼前缘、机翼与机身连接处、舱口等都采用了反射信号特别强的区域。提前检测最强的雷达信号。对不连续表面的反光区域和交界处进行隐形处理,无疑是把握涂料本身特性的好方法。
图:图160战略轰炸机,如果不是在对方防空区外投掷远程武器,而是试图突防防空系统,那就会死得很惨。无论是F111还是B1系列,还是 22M3和 160,都已经不再是他们的时代了。在能够拦截弹道导弹的现代先进防空系统面前,它们与轰6平台没有本质区别。他们要么“远距离射击,不愿进村”,要么就死掉。
一旦在轰6平台上彻底了解了涂料本身在飞机上的实际性能,在开发下一代轰炸机时,在协调机身形状、表面结构和涂料的匹配时,设计难度就可以大大降低。以及各种麻烦的风险。
尤其是隐形飞机的研发重点实际上最多占设计的30%。另外70%必须用于合理、科学、明确的工程指导测试(包括在此基础上进行针对性的改进)。只有彻底测试现有轰6平台的隐身改进,测试工作才能在下一代轰炸机研发时少走弯路,直上正路。
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原文地址:《超火神途 改进轰6隐身版:国产战略轰炸机除了学B2还有什么生存之道吗?》发布于:2025-01-10
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