五代机有鸭翼隐身性能差?歼-20鸭翼采用吸波结构和涂料消除影响

歼-20是中国在21世纪研制的一型具备隐身能力的第五代战斗机,是继美国F22、F35和俄罗斯的苏-57战机之后,世界上第四款五代机,也让中国成为第三个具备研制第五代战斗机的国家。

与美国和俄罗斯的第五代战机相比,虽然歼-20战机在隐身思路上偏向于美国,但是在气动布局方面却也是独具特点,是目前唯一一款采用鸭翼布局的第五代战机,歼-20战机使用了远耦合鸭翼、边条翼、前后襟翼和全动垂尾的气动布局,不同于世界上其他几款五代机,歼-20独一无二的气动布局可谓是走出了自己的道路。

五代机有鸭翼隐身性能差?歼-20鸭翼采用吸波结构和涂料消除影响

歼-20

不过由于歼-20是目前在第五代战机中唯一一个使用鸭翼的,加之中国在军用战斗机研制领域起步较晚,比起美国和俄罗斯等强国来说我国一直处于追赶的状态,使得不少人对于中国在五代机上使用的鸭翼布局提出了一些看法,认为鸭翼用在第五代战机上将会对其隐身能力造成影响,而美俄等国的五代机并没有使用鸭翼,这也更印证了鸭翼并不适合用在第五代战机上传言。

这个争论从歼-20在2011年首飞惊艳亮相后,就一直存在着,不过最近歼-20的研制单位在航空学报上发布的一篇论文中,提到了很多鸭翼对战机隐身性能的影响和具体解决方案的研究。

五代机有鸭翼隐身性能差?歼-20鸭翼采用吸波结构和涂料消除影响

歼-20的两片大鸭翼

论文里提到飞机的翼面(包括鸭翼)的边缘散射会对高量级的隐身目标的前部隐身造成显著影响,解决方案是可以应用吸收雷达波的涂层或者结构来抑制翼面的边缘散射,其中吸波涂层因为主要针对高频设计,所以在低频时吸收雷达波的效果有限,而吸波结构则可以兼顾高频和低频吸收雷达波的性能要求,所以隐身飞机翼面上的边缘部件都应用了吸波结构来抑制边缘散射,达到隐身的目的。

从目前歼-20战机的图片也可以看到,在其鸭翼、边条翼、主翼面甚至进气道的边缘都设置了吸波结构,来抑制边缘散射。

五代机有鸭翼隐身性能差?歼-20鸭翼采用吸波结构和涂料消除影响

鸭翼、边条翼、主翼和进气道边缘都设置了吸波结构

虽然鸭翼作为飞机前部的一个翼面,也存在着边缘散射的问题需要设置吸波结构来抑制,而常规气动布局飞机虽然没有了鸭翼,但是常规布局飞机的水平尾翼同样存在着边缘散射,需要设置吸波结构,所以在翼面的边缘散射特性上鸭翼布局飞机和常规布局飞机在整体上是一样的,并没有因为有了鸭翼而比常规气动布局的飞机差。

除了边缘散射这一飞机翼面共有的特性外,鸭翼还有一个自身独有的特性就是对缝散射,由于不同于水平尾翼在飞机后部,鸭翼是设置在飞机的前部,所以鸭翼与机身之间的连接缝隙会暴露在正前方,会形成对缝散射对飞机的正向隐身造成影响,但是由于对缝散射只对高频雷达波敏感,前面提到吸波涂层就是针对高频设计的,所以只需要涂上吸波涂层就可以消除。

总的来说鸭翼布局飞机前部的鸭翼作为一个翼面,有着和主翼面和水平尾翼一样的边缘散射特性,解决方法也和常规布局飞机一样采用吸波结构就可以抑制,在整体上并不会比常规布局飞机差;而在飞机前部的鸭翼独有的对缝散射特性,因为其只对低频雷达波敏感,则可以之间涂吸波涂料就可以解决。

所以说比起常规气动布局鸭翼并不会对隐身性能造成多大影响,美国、俄罗斯等国家在对第五代隐身战机的探索时,也设计和提出过多种有鸭翼的方案,所以最终采用什么样的气动布局则是多方面平衡后的考虑,而并不是隐身性能问题。


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