為什麼F-35隱形戰鬥機採用了鋸齒狀的尾噴口?

少吃點會死嗎

鋸齒狀尾噴口設計的確有利於F-35戰鬥機的隱身性能。F-35戰鬥機的尾噴口可以減少戰鬥機的紅外輻射和雷達回波,這種設計被稱為是低可探測性軸對稱尾噴口(Low Observable Axisymmetric Nozzle,LOAN)。通用電氣(GE)曾為JSF項目測試新型低可探測性軸對稱(LO Axi)排氣系統,洛馬公司和通用電氣飛機發動機(GEAE)團隊共同修改了一架F-16C戰鬥機以適應新型尾噴口,該尾噴口也進行了大量的地面測試。

F-35尾噴口冷卻通風口設計

通用電氣聲稱:與目前生產的尾噴口相比,通用電氣的LO Axi尾噴口是實現低可探測性的一種低成本、輕量級的手段,同時在可靠性、可維護性和可支持性方面有顯著提升。雷達散射截面(RCS)設計和材料技術的進步使得軸對稱尾噴口能夠實現與二維尾噴口(注:F-22採用了二維矢量尾噴口)同等級別的雷達信號特徵。

通用電氣曾經在一架F-16C上測試過鋸齒狀尾噴口

...由於固有的結構簡單性和效率,LO Axi尾噴口與二維設計相比擁有重量和成本上的優勢。除了獨特的幾何造型和被用於降低雷達信號特徵的特殊材料外,LO Axi尾噴口還採用了冷卻通風口的設計(降低了紅外輻射)。耐用性得到顯著改善的同時,易於維護的特性也使得更換組建的時間較少80%以上。

紅外圖像對比:1.傳統的軸對稱尾噴口;2.採用鋸齒狀設計的尾噴口

從通用電氣的表述中可以得知,同F-22戰鬥機的二維矢量尾噴口相比,F-35隱形戰機的尾噴口不僅可以提升戰鬥機的隱身性能,在重量、造價和可維護性方面也有諸多優勢。


攔阻著艦

兩個目的,一個是隱身,鋸齒狀的尾噴口可以減小X波段的雷達反射信號,由於現代戰機機載雷達或者火控雷達基本上就是X波段,所以鋸齒狀尾噴口有利於減少雷達截面,而且也能夠減少尾部的紅外特徵,但是不如F22的矩形尾噴口。

波音787的鋸齒形尾噴口當然不是為了降低X波段雷達隱身,而是排氣降噪措施。

當然比起B2F22F117這些矩形尾噴口來說,其噴口周長遠大於相同截面積的圓形噴管,有利於噴流與周圍的冷空氣迅速混合,從而大幅度降低戰機後向紅外特徵。極其扁平的矩形橫截面噴管,雷達隱形性能極佳,也不僅僅侷限在X波段。

第二個原因就是降低成本的同時,圓形橫截面尾噴管的推力損失仍低於矩形橫截面尾噴管,尤其是像F35這種推重比比較糟糕的戰鬥機來說,二元矢量的13%推力損失,簡直是要老命了。


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