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殲20戰(zhàn)機(jī)如何設(shè)計(jì)隱身座艙蓋?雷達(dá)回波比小鳥還小

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2020-01-22 00:02:30    瀏覽次數(shù):89
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來源:大水隱身戰(zhàn)斗機(jī)最關(guān)鍵的要求是雷達(dá)隱身,因?yàn)槔走_(dá)是現(xiàn)有傳感器中,探測(cè)距離最遠(yuǎn),而且可以全天候工作,這也是戰(zhàn)斗機(jī)生存的大敵,如何做到雷達(dá)隱身,需要在飛機(jī)機(jī)身多個(gè)部件上大做文章,簡(jiǎn)單來說是外形設(shè)計(jì)非常

來源:大水

隱身戰(zhàn)斗機(jī)最關(guān)鍵的要求是雷達(dá)隱身,因?yàn)槔走_(dá)是現(xiàn)有傳感器中,探測(cè)距離最遠(yuǎn),而且可以全天候工作,這也是戰(zhàn)斗機(jī)生存的大敵,如何做到雷達(dá)隱身,需要在飛機(jī)機(jī)身多個(gè)部件上大做文章,簡(jiǎn)單來說是外形設(shè)計(jì)非常重要,外加隱身涂料,才能完成這一使命,就隱身戰(zhàn)斗機(jī)而言,影響雷達(dá)隱身的三大部件是進(jìn)氣道,座艙和雷達(dá)天線罩,其中雷達(dá)天線罩排在第一,進(jìn)氣道排在第二,座艙排在第三,座艙從迎風(fēng)面積來說,占據(jù)整機(jī)并不大,但是在機(jī)頭方向雷達(dá)反射面積貢獻(xiàn)上卻非常可觀,可以達(dá)到10-15%,任何一款戰(zhàn)斗機(jī),座艙不做隱身處理的話,將不可能有任何隱身性能可言。

中國(guó)殲-20戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)隱身性能提出了很高的要求,正前方30度錐角,X波段火控雷達(dá)照射,整機(jī)量級(jí)在0.01-0.001平方米范圍,分配到部件的要求就更低,就座艙蓋而言雷達(dá)反射截面大體在0.001平米范圍,這是一個(gè)非常難于實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)!但是殲-20戰(zhàn)斗機(jī)最終實(shí)現(xiàn)了,比小鳥雷達(dá)反射截面還小,地面測(cè)試時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)飛機(jī),但是一只小鳥站在飛機(jī)上才發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的奇跡!

殲-20戰(zhàn)斗機(jī)競(jìng)標(biāo)時(shí),給的雷達(dá)反射截面要求0.1平米,最終縮小了幾乎100倍!

如何做到雷達(dá)反射截面如此之小,要知道,殲7戰(zhàn)斗機(jī)正前方雷達(dá)反射截面都有2-3平米,分給座艙差不多也有1平米,如何將座艙做到完美隱身,設(shè)計(jì)師想了很多辦法,包括但是不限于!

首先座艙蓋透明件表面鍍制復(fù)合隱身膜系,屏蔽座艙腔體,減縮座艙散射,這是傳統(tǒng)非隱身座艙最大的反射來源,另外一個(gè) 座艙蓋外形采用低 RCS 菱形理論外形,在各威脅扇區(qū)內(nèi)座艙蓋均不會(huì)出現(xiàn)雷達(dá)波的鏡面反射,大家都知道鏡面反射會(huì)幾千上萬倍增加雷達(dá)反射截面,還有采用一體化結(jié)構(gòu)方案,取消傳統(tǒng)風(fēng)擋和艙蓋的分隔弧框,消除艙蓋隔框臺(tái)階造成的定向前向反射,轉(zhuǎn)變?yōu)榧袃A斜方向定向散射!而且由于內(nèi)部增加了支撐隔框,極大減輕了座艙蓋透明件的重量,負(fù)擔(dān)高達(dá)40%!

殲-20戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)隱身技術(shù)基本趕上了美國(guó)技術(shù)

還有 座艙蓋前后緣采用大鋸齒分合面方案;以及采用其它次強(qiáng)散射源控制技術(shù),包括座艙蓋縫隙和臺(tái)階的處理、表面涂覆隱身涂料等措施。

殲-20座艙蓋研制中,也遇到了很多麻煩,其中一個(gè)是要做到良好的隱身性能,就要找到所有主要的雷達(dá)反射源和次要的雷達(dá)反射源,為此設(shè)計(jì)師不得一次又一次從多個(gè)角度一個(gè)個(gè)面,一條條線反復(fù)排查,最終確定“罪魁禍?zhǔn)住保以诶走_(dá)隱身涂層上也遇到了很大的難題,雷達(dá)波隱身效果太好,則容易厚度太大,透光性能差,影響飛行前方火控區(qū)域視野,厚度小一些,又容易造成雷達(dá)隱身效果差,最終花了很長(zhǎng)時(shí)間,找到了一個(gè)電磁性能和光學(xué)性能最佳兼容點(diǎn)

殲-20戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)不容易,隱身沒有外援,全靠自己

除了隱身之外,殲-20戰(zhàn)斗機(jī)也在國(guó)內(nèi)率先使用了監(jiān)控管理技術(shù),在殲-20座艙使用的過程中,各個(gè)系統(tǒng)組件可以容忍常規(guī)溫度下一定的變形量,這對(duì)3.5米長(zhǎng),1米左右寬度的透明風(fēng)擋來說,難度很大,要求不發(fā)生卡滯、不報(bào)警,能有效傳輸信號(hào),無需人工調(diào)節(jié),這是中國(guó)2代3代戰(zhàn)斗機(jī)常見故障。

而且在極端溫度環(huán)境下, 座艙蓋產(chǎn)生較大變形時(shí),超出了座艙蓋系統(tǒng)的變形自適應(yīng)范圍, 在系統(tǒng)監(jiān)控識(shí)別后, 座艙蓋各系統(tǒng)組件必須能有足夠且便捷的調(diào)節(jié)措施,將其調(diào)節(jié)到更優(yōu)、更安全的范圍, 以保證座艙蓋順利上鎖和解鎖, 以及各系統(tǒng)的功能不受影響,同時(shí)滿足隱身對(duì)座艙蓋活動(dòng)間隙的要求。

在部隊(duì)最關(guān)心的定期更換問題,由于采用了先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì),座艙蓋相對(duì)安裝接口精度非常高,殲-20做到了座艙蓋直接更換,而老一代戰(zhàn)斗機(jī),非常難于做到,需要大量的調(diào)試安裝工作,這對(duì)地勤的要求和壓力大大降低。

 
(文/小編)
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