爲什麼殲20要裝龍勃透鏡?

雨中飛鷺


這裡有一個誤區,殲-20並沒有在雷達屏幕上“隱身”看不到,而是雷達系統沒有與之對應殲-20的RCS(Radar cross-section,雷達截面積)“指紋記錄”!使得殲-20夾雜在雷達系統的雜波中被過濾掉,達到“隱身”的效果。如果某國一旦掌握了殲-20的RCS,那麼我們的殲-20即被“破功”。

注意W君給大家標記的那條藍線,當飛機延一定路徑飛行時RCS的角度會有一個持續細微的變化,從而形成一定的規律。這就是這架飛機的RCS數據線,依靠這條信息,雷達系統比對數據庫中的數據,從而判斷出飛機型號。

記得有一期娛樂節目中(最強大腦),局座說參賽的選手記憶力驚人可以參軍當雷達兵,說的就是分析上邊這些細微曲線的變化後,研判飛機型號。

隱身飛機同樣有這樣的雷達簽名RCS數據。只是比較弱,看上去是背景上的其它雜線,一定記住這不是不能識別!

清楚這點後再說龍勃透鏡

龍勃透鏡很貴;製造很精密;專門用來反射電磁波;並且每一個龍勃透鏡的反射信號圖形固定。(因為它是用來校準微波天線和雷達信號的)

那麼網上傳播隱形飛機帶龍勃透鏡是因為隱身特性讓雷達找不到,必須藉助“透鏡”才能讓雷達找到的說法是顛倒黑白,本末倒置的!

真正的原因就是因為目前我軍還在收集殲-20的RCS信息(這個工作時間很長),帶龍波透鏡可以定位殲-20後在雷達“雜波”中尋找殲-20的RCS進行多次的比對用來確定!

一旦收集完成,龍勃透鏡的功用就只剩下“暴露”飛機位置的存在了。那時中國軍用雷達數據庫中對殲-20的識別已經完成,殲-20可以隨便飛。

以色列接受的F-35I機背處是龍勃透鏡(目前處於收集RCS狀態)

那麼,這裡W君搞一個保密培訓。就是如果軍迷們看到我們的新型號飛機在天上飛行,還想在互聯網上發佈。一定要注意塗抹背景!不要發出明確的時間、地點等信息!!國外的情報機構會根據這些信息拿回去比對同時間、地點的雷達數據,記錄下這款戰機的RCS數據!!這種監聽雷達會無時無刻的接受著這些重要機場起飛的空域信息的!!

歲月靜好,只是有人負重前行啊!

接下來W君說這樣一件趣事,收集這樣信號的雷達站官兵。如果發現一個新的信號並確認成功,那時要記戰功的喲!

還有人會說這樣如何能預防這樣的監聽呢?很簡單,新型飛機在日間飛行時往往會有其它高速戰機貼身緊密伴飛。這種伴飛機除去護駕外,最重要的功能就是-----干擾機場周圍的監偵!


軍武數據庫


作為中國第一款第五代全隱身重型戰鬥機,其最大的特徵就是全機身都做過了隱身化的處理,這也使得該機型在平常的飛行訓練與演習時,會遇到一個尷尬的情況,其機場航跡雷達,面對只有0.0001不到RCS的殲-20,實在是捕捉不到也極難跟蹤,這本身戰時殺敵的利器,但在眼下這麼多戰鬥機飛行在同一個空域裡,保證其自身殲-20的安全,也保證其它戰鬥機安全飛行的前提下,殲-20只好給自己帶上一個特殊的身份指示牌,告訴機場的雷達自身時刻的方位,以避免該機型在空中發生撞機事故。

這個身份指示牌,就是由美國人首先發明的龍伯透鏡,該裝置安裝在其戰機的機腹下,其形狀類似於一個小球,其內部有多面的折射透鏡,地面或空中的雷達發出的電磁波,通過其透鏡兩側,可以形成兩個相互折射並無限放大的電磁影像,讓其搜索的雷達能捕捉到,從而來判明與掌握其戰鬥機的高度位置與方向,確保其它戰機不與它在空中不發生碰撞。

攜帶龍伯透鏡可以說是其世界上五代戰鬥機顯示隱身能力的標配,其美國的F-35與F-22就經常攜帶該裝置出現在大眾媒體的鏡頭裡,但同樣是五代機的俄羅斯的蘇-57卻至今未見過,該機攜帶過這樣的裝置,出現在公眾的視野裡過。


航空君


中國研製的殲-20戰鬥機是一款具備雷達隱形的戰鬥機,是繼美國F-22A,俄羅斯蘇-57,美國F-35之後第四款五代戰鬥機。五代戰鬥機的標準是美國的F-22A制定的,隱身能力,超音速巡航能力,超機動性和超視距打擊能力。美國的F-22A出現之後建立了一個與其他國家的優勢技術代差,這是相當具有威懾力的一款裝備,其最大的優勢就是雷達無法發現,或者很難發現。

目前世界的防控系統基本都是依靠雷達來進行探測,F-22A之類的戰鬥機的出現使得這類系統幾乎無法對付隱身戰鬥機。中國裝備的殲-20戰鬥機也是如此,其外形設計已經充分考慮戰鬥機的隱身,而且還在表面塗敷了雷達隱身塗料。

F-22A的雷達反射截面積有多小呢?其實按照美軍的說法,其反射面積都沒有一隻小鳥大。普通的雷達根本就無法對隱身戰鬥機進行探測。


在平常的訓練中,如果雷達無法獲知隱身戰鬥機的動向是一個麻煩事。為了增強戰鬥機的雷達反射能力,於是就有了龍勃透鏡這個裝置,其實這個原理很簡單,就是把雷達波經過透鏡進行放大集中反饋,這樣雷達就能捕獲信號了。包括現在的F-35閃電II戰鬥機也是如此。

殲-20戰鬥機安裝龍勃透鏡說明隱身效果好,而俄羅斯的蘇-57就是反例,因為沒有安裝類似的裝置。日常訓練中安裝龍勃透鏡是為了讓地面人員可以看到殲-20的飛行狀況,不然真隱身了。


航空愛好者AMR


主要還是為了隱藏自身的“諧振頻率特徵”,防止被敵方探測到殲20各角度姿態下的“諧振特徵信號”,以建立反隱身“目標特徵數據庫”。



首先還是要糾正大家的一個認知誤區,那就是很多人都認為隱身戰鬥機掛載龍勃透鏡,是為了放大隱身戰機的雷達探測截面積(RCS),隱藏其真實的(RCS)數據。這個觀點只能說有一半正確;

因為根據龍勃透鏡的原理:“球形多面折透鏡在覆蓋金屬反射層後可以相互折射並放大電磁波”來看,掛載龍勃透鏡的戰鬥機確實可以放大其自身的雷達反射信號。
圖注:F22所用的“龍勃透鏡”


,它表面是透波材料,裡面是多層半球形的雷達反射材料,可以將雷達波平行反射回去,雷達反射信號特別強。

但是其作用,並不是為掩蓋真正的戰鬥機雷達(RCS)反射數據,因為隱身戰鬥機的真實雷達反射截面,並不是靠龍勃透鏡可以藏的住的而且也沒有必要;

隱身戰鬥機的隱身性能,只是相對普通戰鬥機來說,雷達反射截面(RCS)更小,比如普通三代機例如蘇27、F15的雷達反射截面在3㎡-5㎡左右,而像F22這種四代機就可以做到0.01㎡,這樣在同等雷達功率下,隱身戰鬥機就可以大幅縮短雷達的有效探測距離,利於隱身戰鬥機的突防,所以隱身戰鬥機的隱身並不是讓雷達“看不到”,而是讓雷達“看的近”。

所以只要隱身戰鬥機執行作戰任務一次,或者被對方雷達照射過,對方就可以大致估算出這個隱身戰鬥機的雷達反射截面(RCS)的數據,比如原先可以在5000米高度下探測100公里範圍內雷達反射截面1㎡目標的雷達,在30公里還沒發現F22,那F22的雷達反射截面就肯定<1㎡,以此類推就完全可以推出F22的實際雷達反射截面(RCS)了。
圖注:毛子反導系統雷達對各型“雷達反射截面面積”目標的探測距離,可見雷達反射截面(RCS)越小,雷達發現距離越近,並不是看不見。

其次飛機的隱身性能與飛機的氣動外形設計是有極大關係的,它要比隱身材料所佔的比重還要大,一般要在80%-85%之間,所以很多時候僅根據隱身飛機的氣動外形設計,經過建模測算,也能將隱身飛機的雷達反射截面(RCS)推算的八九不離十。
圖注:澳大利亞鬼子根據殲20氣動外形,在150MHz(VHF波段)下測算的殲20各部位雷達反射截面積,其中顏色越冷雷達反射信號越弱,可見殲20機頭正面的雷達反射截面積(RCS)還是很低的。

所以隱身飛機掛載龍勃透鏡,並不是為了掩蓋隱身飛機的真實雷達反射截面(RCS),但是龍勃透鏡卻可以起到遮擋隱身飛機自身“諧振頻率特徵的效果”。

正如前文所說,隱身飛機可以讓同樣功率的雷達探測距離變近,那麼現代雷達想要有效探測隱身飛機,除了用“笨辦法”佈置大量的地面雷達外,就是要加大雷達的功率孔徑積,但是這樣做雷達的成本又受不了。

根據監視雷達方程:

當雷達散射截面積(RCS)σ下降2-3個數量級後,若雷達的工作頻率和其他條件不變,要使雷達獲得同樣的作用距離,就需要增大雷達的功率孔徑積2-3個數量級,假如一部同等的平板陣列天線雷達,在接受與發射共口徑且單元數都相等的條件下,增大功率孔徑積2個數量級,相應的雷達單元數就要增加1-1.5個數量級,而根據雷達成本與列陣雷達單元數量的關係,雷達的整體成本就要上升一個數量級,而且耗電量也要上升一個數量級。

這個成本就太龐大了,而由於雷達電磁波的“瑞利”和“諧振散射模式”對飛機外形不敏感,而隱身吸波材料吸收電磁波效果,又要受到其厚度與波長關係的限制,所以雷達採用米波長甚至更長波長的地頻段來反隱身,是最直接、最高效的手段,所以這也就是為什麼目前反隱身雷達都是米波雷達的關係。
圖注:中電科38所的YLC-8B反隱身雷達。

但是隱身飛機的雷達反射截面(RCS)在米波雷達工作的高頻段(30MHz-300MHz)的諧振區大小,是成“波峰-波谷”震盪變化的,所以米波諧振雷達的反隱身關鍵,就在於尋找適當的頻率點,使雷達工作頻率與隱身飛機的諧振在“波峰”相遇,所以米波雷達就需要“自適應的頻率選擇系統”,專門從備選的頻率中選擇與隱身飛機相關的“諧振頻率”,來作為米波雷達當前的工作頻率探測隱身飛機。


圖注:目標RCS在米波雷達諧振區
的大小,是隨雷達工作頻率呈“震盪變化”

而米波雷達光有“自適應頻率選擇系統”還不行,因為它只能提供覆蓋各種隱身飛機目標的諧振區“頻率點”,並不能直接提供準確的諧振頻率探測隱身飛機。

而由於隱身飛機的不同、隱身飛機在空中飛行姿態的不同,其諧振頻率也不同,所以就需要對各隱身飛機目標諧振頻率範圍建立龐大的“諧振頻率數據庫”,而要想建立完備“諧振頻率數據庫”,就需要對隱身飛機目標進行多次的探測統計。



而殲20掛載龍勃透鏡就可以放大自己的雷達反射截面(RCS),這樣別人就很難統計殲20真實的“諧振頻率數據”,無法建立有效的“諧振頻率數據庫”,這樣即使別人也能研發出類似“YLC-8B”這樣的先進反隱身米波雷達,它也沒有辦法有效探測出殲20。

當然啦,殲20掛載龍勃透鏡在轉場的時候也可以方便我們自己雷達“發現”它,便於我們引導,但這個原因就相對小一些了。


天真小科普


不僅殲-20,隱身戰機安裝龍勃透鏡的原因都一樣,就是便於己方雷達的實時觀測、避免麻煩,沒有其他理由。

至於”隱藏匿蹤能力“、“隱藏諧振頻率”,全都是外行的臆想。

龍勃透鏡是什麼,和角反射器有什麼不同,有些回答裡連這一點都分不清楚,才會弄的貽笑大方。

如果殲-20要隱藏自身的RCS,掛載角反射器才最簡單,由三個相互垂直反射面構成的角反射器,可以將任意角度、任意頻率的雷達波原路奉還,等效RCS十分巨大,掛載到隱身飛機上,在雷達眼中就像一個黑夜裡的電燈泡般晃眼,可以很好的遮蔽隱身飛機自身的雷達反射特性。

而龍勃透鏡呢,則是一種加工難度較高的微波器件,核心部分是一個介電常數漸變(變化率決定了工作頻率)的球體,在電磁波面前,相當於一個透鏡,可以將

任意角度、特定頻率的電磁波原路奉還,提供非常巨大的等效RCS值,便於觀測。

看了上面的說明,馬上可以發現,龍勃透鏡和角反射器的根本區別,在於頻率

後者可以反射任意頻率的電磁波、什麼頻段都能工作,而前者只能反射一個特定頻率的電磁波,其他頻率的電磁波概不理睬!

殲-20掛載龍勃透鏡,透鏡的工作頻率顯然是絕密、僅供己方雷達探測使用,敵方的雷達對這一工作頻率懵然不知、根本發現不了掛龍勃透鏡的殲-20(頻率不對應,沒有反射波),還用得著“隱藏匿蹤能力”、“隱藏諧振頻率”?

當然,敵方雷達如果採用掃頻方式、逐一嘗試不同的頻率,長年累月的探測,早晚可以獲得龍勃透鏡的工作頻率。

但,透鏡只是一個掛件,殲-20隨時可以換其他工作頻率的透鏡,迷惑敵方雷達,事實上空軍也是這樣安排的,就是讓敵方雷達找不到規律、也拿不到數據,我方雷達則事先知道龍勃透鏡的工作頻率,可以很容易的觀測殲-20,我方能看見,敵方卻看不見,達到一種“單向透明”的效果。

龍勃透鏡的工作頻率唯一,殲-20掛載,是為了方便自己人,敵方則連透鏡的工作頻率都不清楚、根本探測不到殲-20和龍勃透鏡。

既然都沒敵方什麼事,又談何“隱藏特徵”、“隱藏RCS”呢!

——


炎黃軍武


首先我們瞭解一下什麼是“龍勃透鏡”,龍勃透鏡真實對用途其實是雷達反射器,原理是通過對平面波束進行聚焦,產生非常大的雷達截面積,它的體積很小,重量也很輕,但雷達截面積大,方向圖和頻譜寬度大,它並非只是為隱身戰機放大雷達反射截面積而誕生,更廣泛的用途是用於靶標,導航,測量等,也作為假目標來欺騙雷達,或用於電子對抗中,對真假雷達對試探。

殲-20裝龍勃透鏡,一方面是由於其隱身性能出色,需要在日常飛行中,讓己方雷達能看到它,另一方面,出於對殲-20真實雷達反射面積數據對保密,在邊境地區飛行,或出海飛行,這已經在新聞報道中可以看到,殲-20經常進行跨區域對訓練,這時,其他國家雷達就會看到一個不真實的殲-20雷達反射面積數據,避免真實數據被別國掌握,這對今後作戰時真正發揮殲-20的隱身性能是非常重要的。

我們可以看到殲-20即使在掛載4個副油箱時,仍掛有龍勃透鏡,這也是一個道理,避免其他國家使用技術推測手段得到殲-20真實的隱身數據。

F-22和F-35平時也都掛載龍勃透鏡飛行,這架F-35還掛在了好幾個,目的都是一個,隱藏真實的自己。(N)


聯合防務


因為要防止敵軍知道我方戰機的底細。

什麼叫龍勃透鏡?簡單說,就是一個雷達信號反射器。

下面這種概念圖就是龍勃透鏡的原理圖。這種裝置可以最大限度上反射照射過來的電磁波,所以說任何東西只要裝上了龍勃透鏡,在雷達面前都是一個巨大的信號。

下面這幅圖的紅圈裡面就是殲20裝備的龍勃透鏡。一般來說,現在殲20都是要隨時裝備著龍勃透鏡的,無論是訓練、演習還是什麼時候。

殲20戰機不要要隱形嗎?裝上龍勃透鏡還怎麼隱形?

確實,裝上了龍勃透鏡的殲20戰機在雷達面前是無法隱形的,但是這也迷惑住了一切雷達,因為任何雷達發現了殲20的蹤跡之後,根本沒有辦法判斷這家戰機實際上隱身能力有多強。

殲20是國之重器,屬於最先進的那種武器,任何敵人都想知道殲20具體的隱身能力並且研發應對方法。一般來說,在殲20的飛機駐地,周圍可能就是無數的間諜,有些間諜就負責彙報殲20什麼時候起飛、什麼時候降落,大概是什麼方向,如果這個時候配合上敵方雷達的掃描,在沒有配備龍勃透鏡的情況下,殲20的雷達信息就都暴露給敵人了。

比如說今天J20起飛了,敵人的雷達沒有跟蹤到J20,那就換一個雷達方案,明天還沒有追蹤到,那就再換……直到有一天,發現雷達可以追蹤了,那麼敵人自然也就知道對付J20的辦法了,到真正開戰的時候,這件大殺器就相當於不戰自敗。

所以在和平時期,這種隱身飛機都是要配備龍勃透鏡的,正所謂是國之重器,不可輕易示人。不僅僅是殲20,F22和F35這樣的隱身戰鬥機同樣要裝備龍勃透鏡。下面的兩幅圖就分別是F35上的還有F22上的龍勃透鏡。

所以說,隱身飛機真正的雷達反射面積數據屬於絕密資料,所以必須要通過龍勃透鏡這種“能而使之不能”的裝置來隱藏真實的實力。


SilentTurbine


殲-20隱身戰鬥機安裝龍伯透鏡,主要有以下兩個作用:1.避免該機的隱身特性暴露。2.提高飛行安全。

安裝了龍伯透鏡(紅圈內)的殲-20隱身戰鬥機

龍伯透鏡,是一種增大隱身戰鬥機雷達散射截面(RCS)的設備。它由好幾層電容率不同的材料製造,通常就是一個球形多面折射透鏡。它能把入射的電磁波,通過透鏡聚焦在金屬反射內表面,在放大後反射回發射源方向。下面來說說殲-20隱身戰鬥機為何要安裝龍伯透鏡。

殲-20隱身戰鬥機安裝龍伯透鏡,主要有以下兩個作用:

安裝龍伯透鏡(紅圈內)的F-22隱身戰鬥機

1.避免該機的隱身特性暴露。

隱身戰鬥機的雷達散射截面(指的是雷達波照射到物體表面,物體表面按原路徑返回的電磁波的多少。雷達散射截面的面積越小,雷達對目標的信號特徵就越小,探測距離也越短),這是一個需要保密的數據。在和平時期,各國的隱身戰鬥機,在進行飛行訓練或者是執行任務時,都會加裝龍伯透鏡來迷惑對手,龍伯透鏡可以增大戰鬥機自身的雷達散射截面,簡單的說就是故意讓你看見,以防止對手提前知道己方隱身戰鬥機的雷達散射截面。

安裝龍伯透鏡(紅圈內)的F-22隱身戰鬥機

例如美國空軍的F-22“猛禽”隱身戰鬥機,在執行任務時,就會加裝龍伯透鏡,以防止被俄羅斯的雷達發現,避免洩密。

2.提高飛行安全。

因為隱身戰鬥機的雷達散射截面面積非常小,一般地面的空管雷達很大發現它,所以在和平時期的訓練中,隱身戰鬥機都會安裝龍伯透鏡來增大自身的雷達散射面積, 便於地面的空管雷達看到自己。

安裝龍伯透鏡(紅圈內)的F-35隱身戰鬥機

例如俄羅斯的蘇-57(T-50)戰鬥機,雖然該機是一款隱身戰鬥機,但是它的機體設計、機身做工並不好,這導致其雷達散射截面的面積非常大(全世界各種隱身戰鬥機中最大的)。所以蘇-57戰鬥機,從來都不會安裝龍伯透鏡(本來雷達散射截面的面積就大,地面空管雷達看的一清二楚,就不用安裝昂貴的龍伯透鏡了)。


鼎盛軍事


殲20,是新型隱身戰鬥機,雷達反射面積極小,在高空高速飛行時,可能地面雷達都捕捉不到其信號特徵,這絕對是好現象,證明了殲20隱身效果非常好。

但凡事都有利有弊兩個方面,正因為殲20隱身效果太好了,所以就又有了不利的一面,譬如平常在飛行訓練時,已方地面雷達卻看不到它的綜跡,指揮所不掌控其飛行狀況,那就比較麻煩了,萬一發生空中故障等險情呢,就不利於地面指揮所採取應急應對措施了。

為便與地面指揮所能及時掌控殲20的飛行狀況,就在機上加載了一套龍勃透鏡,此鏡一般裝載在機腹位置,便與地面雷達捕捉到殲20飛行信號。

所謂龍勃透鏡,是一個球形的多面折射透鏡,在透鏡兩側形成兩個相互折射,並無限放大的影像。

(龍勃透鏡工作原理圖)

殲20上安裝的是圓柱形龍勃透鏡,裡面有兩個球型透鏡,不論雷達波從機頭還是機尾部射來,都會被折射放大後,沿原軌跡反射回去,讓雷達可以收到反射波。

龍勃透鏡本身是物理原理,但在當代被引入了電磁領域,給透鏡的部分表面塗敷金屬反射層後,讓其可以折射並放大電磁波。

殲20隱射效果太好了,地面雷達很難探測到,戰時不但敵方找不到,而且己方也找不到。

但平常飛行訓練時,地面指揮所卻找不到殲20飛哪裡去了,終歸不是很妥,所以都給殲20機腹處裝上一個龍勃透鏡天線(戰時可拆除),讓其反射雷達波,以方便地面指揮所掌控殲20飛行狀態。

2018年7月9日於杭州。


國平軍史


簡單來說,“龍勃透鏡”裝上的作用,就像單于一個“頻率增幅器”,他可以將“反射頻率只有幾個點的頻率,放大的十幾甚至幾十個點。(就好比真正發出的噪音頻率只有幾分唄,但是使用它後可以提高到十幾、十幾分唄,並且還能在聲波頻率上有所改變!)

這樣一來,在真正戰爭時,計算機智能系統沒有相關的數據信息,在頻率探索中就存在極高幾率將低反射頻率信息過濾掉,因為這一類反射物體、物質相對在地球上太多,這就牽涉到對計算機事物判別程序的編輯、設定了。

換句話說,就是如果獲得了飛機相關的反射波信息,就可以通過對應的設定來提升分析、識別幾率(加上移動速度,位置變化的進一步確定),就可以在掃描顯示屏幕上顯示飛機的大致運動軌跡了。

……


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