飞机隐身设计:如何看待轰-6的隐身化改进?

来源:腾讯军事2015-10-08 16:55 作者:候知健
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  二:吸波材料有很多限制,并非任意情况下都有高的吸收效率

  吸波材料帮助飞机隐身的原理有两个。首先是它与照射过来的雷达波之间具备匹配性,这些电磁波会尽可能的照射到材料的内部,而不是在涂料表面就被大量反射掉。其次是它必须具备衰减性,照射进涂料的电磁波会非常迅速、而且几乎是全部分量的,都被从电磁能转换成热能,从而彻底衰减掉。

  图:轰六进气道和机身之间的附面层隔道,以及进气道内部的直通管状结构,都会使雷达波形成特别严重的反射特征,因此在验证机上被重点安排了吸波材料。但是由于本身的角度问题,雷达波入射进气道以后,和进气道内壁的夹角非常小,也很难形成多次反射衰减,因此总的效果不会太理想。

  理想的吸波材料,要能满足以下几个要求。除了反射效应要小,吸收率要高以外,能吸收的电磁波频带要宽。不然就会出现同一架飞机在这台雷达下隐身效果很好,另一台工作波长不同的雷达下却无法隐身的情况了。其次它的工作角度要大,能吸收各个方向上照射过来的电磁波。

  图:隐身涂层破损,F22不那么光鲜亮丽的一面。由于设计年代较早,F22的吸波材料仍然是涂料形式。对于非常强调高速飞行的F22,气流的冲刷效应对涂料的破损剥离特别厉害;而在F35上,吸波材料就被换成了类似于塑料薄膜的形式,维护性比原来有大幅度的进步。这些问题必须依靠大量的飞行来暴露、并验证改进工作,并不能完全在地面完成。

  而且它必须足够的轻巧,要知道一架飞机表面积很大;如果吸波材料的密度很高,而且要涂很厚一层才有效果,那对飞机的增重将会给飞行性能带来巨大的损失。最后一点则是涂料必须要有很好的耐受力,能耐雨水紫外线,能耐受高温(发动机舱段),尤其是能耐受高速飞行时的空气冲刷。

  然而即使是以美国的隐身技术水平,也很难同时兼顾这些方面,并且获得都很满意的效果。比如在满足反射小,吸收高,而且对更多波长都有效的要求方面,单一材质的涂料是做不到的,必须采用多层复合设计。这就要带来成本工艺的提升,以及重量和维护难度的增加。

  图:B2的进气道设计极其巧妙。它将进气道放在上机翼上表面,下方的地面雷达波根本照射不到进气道这个强反射源;而进气道本身通过下

  陷的S型设计,又将正面的来波反射衰减到最低。在除了隐身的效果以外,它通过吸气、喷气,极大的强化了机翼上表面的空气流动速度(速度高压力就低,上表面向下的压力低了,就等于下表面向上的压力大了),实现了极强的升力增加效果,让飞机载重量和航程都改善非常大。如果不出意外,这一设计也会被我国下一代隐身轰炸机所吸取。

  尤其是在角度问题上,按目前公认的规律来说,一旦雷达波照射到涂料表面的角度,形成了一个等于、小于30度的锐角;那么涂料本身基本就起不到什么吸收作用,而只是直接反射了。这也是为什么隐身飞机的进气道一定要做成非常曲折的形状,就是为了让涂料能以合适的角度面对雷达波,并且通过至少六次以上的反射将它衰减殆尽。

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