近日,印度空军“轻松”探测到歼-20的新闻成为国内,乃至国际上关注的焦点。很多人不禁会问歼-20的隐身真的不行么?显然不是,仅从外形上看歼-20为了隐身就已经下足了功夫。
日前,《科学中国人》杂志在报道中国电科14所所长胡明春的文章中,更是将歼-20在外形背后的隐身努力展现在了世人面前。文章指出,胡明春在国内首次创造性地提出了相控阵天线隐身的技术路线,使得相控阵天线的RCS与载机的低散射载体相当,比传统的天线阵面低数百倍,为我国研制新一代隐身战机立下了赫赫战功。今天,北国防务就来说说这背后的意义。
△歼-20机头尺寸大,可容纳大型有源相控阵火控雷达。F-22的同类雷达可容纳2000个小天线(T/R组件),相信歼-20也能办到
在现代战斗机的结构设计布局中,有三大雷达波强散射源,其中之一就是机首的机载火控雷达舱,其他两者分别是进气道和座舱。因此,对于隐身战机的设计研发人员来说,如何尽可能地减小机载火控雷达舱的雷达波反射截面积,是保证全机隐身性能的关键点之一。
而机载火控雷达舱所形成的雷达波散射主要有两部分:一是雷达舱内部结构造成的结构反射,比如框架、结构附件以及连接件等;二是雷达天线形成的散射。对于前者,战机设计研发人员可以采取一定的措施予以抑制或者消除。
而对于后者,就需要南京14所这样专门负责机载火控雷达研发的技术人员来想办法了。
首先,我们可以注意到,目前中国以及美国空军的隐身战斗机,如F-22、F-35、歼-20等装备的有源相控阵机载火控雷达的天线都是向上倾斜一个角度,这就是出于减小雷达波反射截面积的需要。根据研究结果显示,如果机载火控雷达天线向上倾斜角度达到15度,其雷达波反射截面积就可以降低到垂直状态的五分之一,甚至更低。
当然,这个倾角也不是越大越好。太大的天线倾角会对机载火控雷达的探测方位和精度产生不利影响。所以,目前最为适合的倾角一般为15~30度。
不过,对于大多数装备相控阵机载火控雷达的非隐身战机来说,由于其本身的雷达波反射截面积就很大,单纯降低机载火控雷达的雷达波反射截面积意义并不是很大,所以基本上全部都采用垂直角度。
其次,在机载火控雷达天线的结构设计中采用吸波材料,也可以减小雷达波反射截面积。比如,美国F-35战机的APG-81雷达在有源相控阵天线的四周和后部安装了大型吸波材料遮蔽板,可以有效阻断从前向射来的雷达波照射到后部结构,避免了强散射效应的产生。
此外,机载火控雷达天线的外形要尽量与雷达罩安装框外形平行一致,提高天线辐射阵子的加工精度,使其保持一致性,雷达天线的反射阵面也尽可能地采用高性能吸波材料,等等。只有综合采用多重手段,才能够达到最终令人满意的效果。
从对天线细节的追求来看,歼-20在隐身上下的功夫显然是超出外界想象的,因此对于歼-20的隐身能力我们完全有理由放心。印度想探测歼-20?来找14所买几部反隐身雷达也许能办到……(作者署名:贞观防务)
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