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    殲20用等離子隱身?新增六邊形結構隱藏秘密

    2014-04-17     來源:

    殲20用等離子隱身?新增六邊形結構隱藏秘密

     

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    資料圖:2011號殲20進氣道外側總價的兩個六邊形結構

    2011號殲-20是我國最新研制出的一款第四代戰斗機,相比之前試飛的殲-20型號,2011號很不一樣,也因此備受關注。光從外表上看,就能很明顯地看出2011號殲-20的獨特之處:主翼動作筒縮小、進氣口形狀改變、機頭下方安裝有EOTS(光電瞄準系統)傳感器、垂直尾翼切尖、發動機尾噴管縮短、座艙蓋加裝加強框等等。

    近日,更多的2011號殲-20新圖曝光,軍迷們的關注點也從那些顯而易見的“大改”處轉移到了更為細節的地方。一張2011號殲-20進氣道外側的神秘六邊形裝置的圖片,就引起了不少軍迷的高度關注。從外形上看,這個裝置以規則的六邊形附著在進氣道外側,內部有類似網格的構造,一前一后共有兩個,如同兩扇小窗。那么,這個神秘的六邊形裝置到底為何物?又有何功能?

    1、“高大上”的等離子隱身裝置?

    等離子隱身技術的名號聽起來就讓人倍感科幻,其實已經不是什么新鮮概念。早在上世紀60年代,美蘇兩國就開始著手等離子體吸收電磁波的研究。其基本原理是將等離子體放電管作為天線元件,當放電管通電時就成為導體,能發射和接收無線電信號;當斷電時便成為絕緣體,基本不反射敵探測信號。

    目前我國在等離子隱身技術理論研究方面已經獲得突破。國內有關研究單位提出了將高氣壓強電離氣體放電方式產生的非平衡冷等離子體用于隱身。并展開了相應的研究,認為利用強電離氣體放電方法產生非平衡冷等離子體的實用型等離子體發生器,可望解決當前等離子體隱身技術普遍存在的一些主要問題。

    數年前的一篇關于等離子隱身技術的文章曾引起不小轟動,據說作者是西部某大學的博士生,該文章披露,2005年,大連海事大學環境工程研究所下屬的高氣壓強電離放電遼寧省重點實驗室,在高氣壓強電場電離放電理論及方法的研究取得了突破性進展,強電離放電間隙中大多數電子具有的能量足以把氨、氧等作為空氣成分的氣體分子電離成高濃度等離子體。其等離子體濃度也可能達到1015/cm3左右(而用于隱身技術的臨界電子濃度在1012/cm3這個量級),遠高于弱電離放電7個數量級。

    文中寫道,大連海事大學環境工程研究所下屬的高氣壓強電離放電遼寧省重點實驗室,研制的等離子體產生器件是一種薄片式器件。外型尺寸為:厚0.15cm。寬 4cm,長5cm、10cm、20cm三種規格,根據要求選取,它可貼附在電磁波強散射部位或進氣壁上。

    從以上信息來看,殲-20采用等離子隱身技術并非是絕無可能的,至少有一定的理論基礎;而且從這個神秘六角形裝置的大小、安裝位置來看,也與我國目前制造出來的等離子隱身器件吻合。

    認為新一架殲-20采用等離子隱身技術的網友分析,從神秘六邊形裝置出現的位置來看,也可以得出是等離子隱身設備的結論。眾所周知,翼面的大幅扇動會造成隱身暴露,而這兩個“等離子貼片”的位置剛好位于殲-20鴨翼的前下方,可以在必要的時候開啟,用等離子層對鴨翼形成“包裹”以達到隱身的目的。

    不過,綜合來看,殲-20采用等離子隱身的說法有點太過于“浮夸”,作為我國第一款第四代隱形機,中國軍工走的還是踏踏實實、一步一個腳印的路子。雖然等離子隱身技術在理論上已經實現,但畢竟沒有大規模使用的先例,殲-20采用此等超前技術的可能性不大。而且相比發動機尾噴口直接裸露造成的隱身性能下降,用等離子層包裹鴨翼得來的補償也是不足以對整體有大的影響。與其花費心思去做“高大上”的等離子隱身,還不如在發動機噴口的進一步改進上下功夫來得值。

    2、普通的進氣/排氣道?

    2011號殲-20進氣道側面的這兩塊神秘六邊形裝置,仔細觀察我們可以看到這是兩個被網格覆蓋的開口。對比F-22、F-117A、B-2等幾款機型可以發現,也有類似的設備,不過一些是做成網格狀,一些是可開閉的多邊形窗口。不同的開口都有著不同的功能,主要分為以下幾類:

    (1)進氣道輔助進氣門、放氣門;

    (2)機體附面層泄放口;

    (3)輔助動力裝置(APU);

    (4)環控系統散熱進、排氣口;

    (5)嵌入式大氣數據傳感器;

    戰斗機的進氣道輔助進氣/放氣門主要用于調節發動機的進氣量,當戰斗機在低速時,開啟進氣門以彌補進氣量不足;而在高速進氣量超過發動機需要時,打開放氣門。所以進氣道的輔助進氣/放氣門一般做成可開閉的窗口狀,只有在使用時才會打開??砷_閉式的設計比網格的隱身性能更好,從這一點來看,可以排除2011號殲-20進氣道兩側的六邊形裝置是輔助進氣/排氣門的可能。

    同樣,為飛機在地面提供電力和壓縮空氣輔助動力裝置,如果采用網格設計的同樣對隱身性能造成影響,一般也設計成可以開閉的結構。而殲-20的大排除是嵌入式大氣數據傳感器的可能。而附面層泄放口不需要進氣,因此也能排出。那么,剩下的就是環控系統散熱進、排氣口,那么是否如此呢?

    3、小“窗口”隱藏大秘密

    從目前曝光的圖片來看,有一點很值得注意,就是從不同角度看2011號殲-20進氣道側面的這兩個六邊形的窗口,都呈現出不同的深淺顏色。比如從后方觀察,后面的窗口顏色會比前面深,從前方看則相反。這說明這兩個六邊形窗口的網格是具有方向性的,其原理類似百葉窗,而兩個窗口的朝向正好是,前面的向前,后面的向后。這就說明,前面的窗口是用來進氣的,后面的窗口是用來排氣的。

    再來對比2001和2002號殲-20我們可以發現,雖然在進氣道兩側沒有類似2011的六邊形網格窗口,但在機背處,卻有四個方形的小窗。這些小窗同樣采用了網格設計,通過顏色對比后發現,同樣是前方進氣、后方排氣。這樣就有一種可能,是2011號殲-20將2001、2002號殲-20在機背上的這四個窗口移到了進氣道兩側。

    明確是這幾個窗口的由來,我們繼續來分析它們的作用。前面提到這兩個窗口很可能是環控系統散熱進、排氣口,我們從F-22來看,F-22戰斗機的環控系統散熱排氣口位于機背上,其位置與2001、2002號殲-20在機背的窗口位置大致相同;而F-22的環控系統散熱進氣口,位置比較隱蔽,位于進氣道附面層隔道內。F-22的隔道內有上下兩個進口,一個連接到附面層泄放口,一個連接到燃油空氣熱交換機。

    將環控系統散熱進氣口設置于進氣道與機體間的隔道內是目前大多數第三、第四代戰斗機采用的做法。而殲-20采用的DSI無附面層隔板進氣道技術,因此無法在此設置進氣口,所以在進氣道側面的小窗中,向前開啟的更有可能是環控系統散熱的進氣口,向后開啟的小窗是排氣口。

    與殲-20一樣采用DSI技術的F-35戰斗機,就把燃油空氣熱交換機安裝在了進氣道的外側,這也說明燃油空氣熱交換機的大小足以安裝在這一位置。

    然而,對于一款設計精密、構造復雜的戰爭機器而言,任何一個改動都是“牽一發而動全身”的,2011號殲-20環控系統散熱系統位置的改變,意味著其他內部裝置也要做出相應變動,那么這種這種變動是否會對戰斗機的整體性能造成影響呢?

    有網友給出了如下的分析,首先,相比2001、2002號殲-20,2011號機取消了減速板,這意味著機背下方的空間更多了,現在如果再把熱交換機移到進氣道兩側,省下來的空間和形狀位置很適合再放置一個整體油箱,這么一來殲-20的載油量將得到提高;其次,戰斗機的背部屬于低壓區,在大迎角情況下壓力會更低,熱交換機進氣不易,對戰機的散熱不利。放到機身側面,可以有效解決這一問題。對比之前試飛的殲-20型號,2011的進氣道向前收縮的角度更加明顯,機身側面弧度更大,兩個進氣口實際上是向前傾斜的,進氣效率更高。

    殲-20四代機的每一個改動都牽動著軍迷的心,這些不斷的大改小改中也蘊藏著中國航空人的細心與認真。一款尖端武器裝備的研制就是一個國家最優秀工人的智慧結晶,是一個國家整體工業實力的展現。我們也期待中國的第四、第五代戰斗機能夠越來越好,構筑起堅不可摧的的空中鋼鐵長城。

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