F-22A与F-35战斗机均采用经典的隐身设计理论

http://www.sina.com.cn 2007年10月16日 07:47 航空世界
F-22A与F-35战斗机均采用经典的隐身设计理论
正在制造中的F-22A猛禽战机

F-22A与F-35战斗机均采用经典的隐身设计理论
F-35座舱盖还采用加强肋这不利于隐身

  发动机

  F一35飞机早期量产型的动力系统为普拉特。惠特尼公司生产的F135涡轮风扇发动机,它是装备在F-22A战斗机上的F119-PW一1 00发动机的改进型号。其最大推力达181.4千牛。超过了F119-PW一100的最大推力(约15.8吨)多达12.5%;F135的最大军用推力达到131千牛,而F119-PW一100的最大军用推力仅为118千牛。因此,F135是有史以来最为强劲的战斗机发动机。

  F135使用了F119的核心机,配合高效的6级高压压气机,1级高压涡轮和高效的风扇(由一个2级的低压涡轮驱动)。F135采用了BAE系统公司的全权数字式发动机控制系统(FADEC),为了提高发动机的可靠性和可保障性,F135大量采用外场可替换部件(LRC),其零部件数量比F119减少了大约40%。按照计划.F135一PW一100将作为F-35A空军型的动力系统;F135一PW一400将作为F-35C海军型的动力;而F135一PW一600将作为F-35B海军陆战队型的动力。

  目前F135发动机的研发工作正在向前稳步推进,目前F135发动机的工作时间已经达到了7400小时,评估F135发动机的耐久性和STOVL型飞机的升力风扇的试验正在进行当中,升力风扇已经进行了1000小时的运行试验。另外连接升力风扇和F135发动机(或者F136发动机,如果后者能保留下来的话)的离合器的500个连接件也即将完成。

  隐身能力对比

  F-22A与F-35战斗机均采用了经典的隐身设计理论:外形上尽量多应用平行设计;机身和座舱盖侧面则采用了斜面设计:各种接合部、舱门和口盖的边缘则被设计成锯齿形;垂直尾翼呈“V”字形布置;采用S行进气道和武器内置等技术。但是在隐身性能方面,F-22A和F一35的差距还是很大的,F-35A的正面最小RCS估计为1平方米,而F-22A的正面最小RCS估计为0.1平方米。“如果说F-22A的雷达反射截面积(RCS)仅相当于一个‘

乒乓球’的话,也许F-35的RCS相当于一个‘篮球…——美国空军某将军语。作为美国全球快速打击特遣部队的主力,为了执行深入敌方纵深完成打击任务,F-22A拥有优秀的全向宽频多波段隐身能力,为了提高后机身的雷达/红外隐身能力。F-22A率先采用了带平行边缘的二元推力矢量喷口,而F-35的隐身性能就要大打折扣了,出于减重和降低成本的考虑。F-35并没有装备矢量喷口,而是采用了带锯齿边缘的环形喷管,这种具有一定隐身特点的喷口对于工作在X/K/Ku波段的雷达具有一定的隐身效果,但是,这种设计使得F-35仅对于工作在特定频段内的雷达具有隐身能力,而且其后向的雷达/红外隐身性能都要大打折扣。而且,F-35的DSI进气道对于短波雷达的隐身特性较好,而随着敌方雷达波长的增加,其隐身效果会逐渐降低。因此,F-35并不适合于深入敌后进行打击,而仅适合于执行战场遮断和近距空中支援任务。

  让我们关注两种战斗机的设计细节,F一22A是世界上第一种采用整体式无肋座舱盖的战斗机,省略座舱盖上的加强肋可以大幅度降低座舱盖的雷达波反射率,出于降低成本的考虑,F-35的座舱盖仍然保留了加强肋,这是不利于战斗机隐身的。

  但是F-35的隐身性能也并非一无是处,其隐身材料和涂层的成本就比F-22A低得多,而且维护起来也更方便。美国空军就是希望在F一22A已经取得了绝对的制空权条件下,让F一35执行近距空中支援任务,而大多数俄制野战近程防空武器系统——例如2K12/9M9(SA一6),9K33(SA-8),9M37M(SA-11),道尔M1(SA-15)和ZSU-23-4P自行防空火炮的的搜索雷达都工作在C/X/Ku波段,而其防空导弹导引雷达多工作在X/Ku波段,这也正是F一35隐身效果较好的雷达波段,这样F-35可以较低的成本和较小的代价,有效地对抗俄制低空防空武器系统。

  但是,在面对俄制战斗机先进的光电传感器时,F-35就没有那么幸运了,由于F-35的红外隐身能力较差,苏-27/30系列战斗机的光电传感器可以在很远的距离上探测到F-35战斗机,并使用先进的中距空空导弹对F-35发起攻击。

  在红外隐身方面,由于飞机的发动机、尾喷管以及蒙皮等部位是红外辐射热量最强、最集中、最易遭到红外制导导弹攻击的薄弱环节,因而美军在F-22A上采取了有效的红外隐身措施,如采用散热量低的涡扇发动机和能够使排气系统的红外辐射源快速消散在大气中的二元扁平式尾喷管,为了避免因增加加力燃烧室而造成发动机尾焰温度升高,F-22A还采用了矢量可调管壁来降低发动机及其尾焰的红外辐射强度。同时在发

  动机尾喷管里装设了液态氦槽来降低喷嘴的出口温度。在F-22A的表面、发动机、后机身及排气系统等红外辐射源集中的部位涂覆低辐射率红外涂料,此外。其二元矢量喷管上应用了昂贵的陶瓷基雷达吸波材料,使该机具有更好的红外隐身特性。在而F-35的环形喷管几乎没有红外隐身性能可言。

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