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J-20隱身效能驚人:澳洲空軍稱贊其隱身能力

2024-07-08軍情

超音速巡航能力已被官方證實,自2011年1月11日首次亮相以來,J-20戰鬥機最常受到質疑的兩個效能指標之一就是其超巡能力。如今,東部戰區已明確表示,J-20能「輕松實作超音速巡航」,這一點已不再是疑問,我們對東部戰區的正式聲明深信不疑!

另一個受到廣泛質疑的效能是J-20的隱身能力。許多人認為,由於鴨翼的存在,J-20的隱身效能會受到影響。在美軍的三翼面設計中並未采用鴨翼,理由是其對隱身性有負面影響。然而,僅在J-20公開後不久的2011年3月,澳洲空軍便對J-20進行了建模和詳盡分析,並行表了一篇研究論文,得出結論稱鴨翼並未對J-20的隱身效能構成影響。

J-20的基本效能數據和氣動布局

J-20是繼F-22和F-35之後的第三種第五代戰機,其研發國為中國。2011年首飛時,J-20的出現給全世界造成了巨大震撼,一直是國際軍事關註的焦點。J-20主要是一種空中優勢戰鬥機,與F-22在作戰定位上相似,但也具備多工能力,如對地攻擊等。J-20的體型比F-22更大。

J-20采用三翼面設計,包括一對全動鴨翼和全動尾翼,進氣道采用DSI設計,氣動布局流暢優美,所有接縫均采用防反射電磁波的鋸齒設計,其航程相當可觀,主要結構參數如下:

在這些效能參數中有幾個關鍵數據需要特別指出:

巡航速度:1.8馬赫,最高速度2.0馬赫;

實用升限:20000米;

最大航程:5500千米(裝備副油箱時,不裝時約4000千米)

作戰半徑:2000千米(不裝副油箱時約1500千米)

最大過載:-3/>9G

在外界的討論中,關註焦點主要在隱身效能和超巡效能上。J-20的非傳統氣動布局令許多不專業的觀眾感到困惑,因此對J-20的效能分析多有誤解。

鴨翼與隱身?這似乎是個笑話。然而,在全球軍迷看來,隱身和超巡是第五代戰機的兩大關鍵效能。盡管J-20采用了非傳統的三翼面設計,很多人認為其鴨翼是破壞隱身的最大敗筆,認為J-20難以達到第五代戰機的隱身標準。

這一話題在國際上也引起了熱議,比如在QUORA上的討論非常激烈,你可以搜尋"Is the Chinese J-20 stealth fighter actually stealthy, despite its large canards and long frame?"找到相關討論。觀點兩極分化:

一位名叫Kurt Tesch的網友認為,雖然隱身塗料可以降低飛行器的雷達截面積(RCS),但任何額外的表面積都會增加RCS。他認為鴨翼對隱身效能的影響是負面的。

而另一位網友Dominik Schachtsiek則認為,飛機的大體型並不是RCS的關鍵,像B-2雖大但RCS極小,這主要得益於優秀的氣動布局和隱身塗料效能。他認為中國在這方面的進展迅速,J-20的RCS應符合第五代戰機的標準。

另一位網友Joe Duarte建議參考澳洲空軍的Carlo Kopp的研究成果,他對J-20的氣動布局進行了詳細建模。追隨這條線索,可以找到Boven Tan提供的澳軍方研究論文連結,這是極其珍貴的資料。

這篇論文的建模和內容篇幅較大,感興趣的網友可以直接存取澳洲空軍網站檢視,或留言給我索取中文轉譯的PDF檔。直接檢視論文結尾的結論即可,澳軍方的研究表明,J-20的設計在多個射頻波段下具備低可探測設計的基礎,是真正的超低可探測設計。

因此,在QUORA上參照澳軍方的研究結果後,對J-20隱身效能的質疑大為減少。這確實有些諷刺,即使美國也未預料到,中國的J-20隱身效能竟是由澳洲空軍辟謠的!

國內也有關於鴨翼對隱身效能影響的研究,成飛設計研究所在2019年發表了一篇題為【鴨翼的雷達散射截面影響研究】的論文,從尖點、邊緣及對縫等多方面論證了鴨翼對RCS的影響,得出的結論是:

鴨翼的邊緣設計遵循邊緣俯視投影平行原則,以減少RCS峰值數量,並利用主翼面邊緣的較強峰值掩蓋鴨翼邊緣的較小峰值。

鴨翼後緣的尖點在滿足氣動和隱身要求的基礎上進行適當切角,以削弱尖點散射。

對邊緣包括前緣、後緣和翼尖套用吸波結構,結合飛機對低頻和高頻的隱身要求選擇吸波結構的效能參數和確定吸波結構的尺寸參數。

鴨翼與機身之間的對縫區域套用高頻吸收效能優異的吸波塗層抑制對縫散射,並制定合理的塗覆區域。

這些結論表明,鴨翼對RCS的影響確實存在,但可以透過適當處理將其影響降至最低。論文指出,透過采取措施消除鴨翼散射的影響後,鴨式布局完全適用於高隱身飛機的設計,其隱身效能與常規布局相當。與澳洲空軍的研究結論不謀而合。

關於鴨翼對J-20隱身效能的影響,現在應該沒有更多的質疑了。如果有需要,可以向我索要這兩篇論文的PDF檔或原文連結,有興趣的朋友可以在文末留言索要。

盡管國內軍迷對J-20已經有些審美疲勞,畢竟J-20的曝光率確實較高,但我們回到2011年1月11日的首飛時,那確實是非常震撼的一刻。因為當時的情境是,美軍的隱身五代戰鬥機F-22已經服役十幾年,F-35也已開始大量裝備,而中國的主力戰機仍是三代機與少量四代機,與美軍相比差距懸殊,國內媒體充斥著F-22在演習中擊落144架假想敵戰鬥機的報道,各大軍事論壇也是一片哀聲。

然而,更加令人絕望的是1990年海灣戰爭的影響。美軍徹底拋棄了傳統戰法,轉向制空權、反導及精確制導武器打擊的新時代,隱身攻擊機F-117攜帶精確制導炸彈精準打擊伊拉克目標,F-15、F-16和F-18在預警機的指揮下,準確擊落伊拉克戰機,甚至設立禁飛區,將伊拉克戰場當做訓練場。

對於當時以國土防空為主的中國而言,主力戰機還是二代機殲-7和少量的殲-8,這種情況下面對美軍,簡直無法招架。但誰能想到,美軍的F-22首飛14年後,中國也首飛了五代戰機J-20,即使面對質疑聲一片的國際環境,J-20的首飛仍然震驚了全球。