歼-20巨大鸭翼高清写真 全方位揭露“十万个”隐身细节

攝影：酒色財氣呂洞賓

八一建軍節將近， 軍迷網友自然也會用各自的方式熱烈慶祝人民軍隊誕生的節日。 近日， 一張殲-20隱身戰斗機的最新照片在網絡上公開， 引起了大家關注。 這架殲-20鴨翼下偏到了極限位置， 幾乎與地面垂直的角度， 巨大的鴨翼面積從正面看過去十分夸張醒目。

當然， 這個角度不是第一次出現了。 但是， 由于這架殲-20剛剛完成總裝生產下線， 還沒有涂覆隱身面漆， 而是以黃色防銹底漆涂裝現身， 因此表面蒙皮結構設計細節得以清晰地展示出來。

所謂隱身戰機， 目前一般是指雷達截面積（RCS）比較小的戰機。

雷達的探測距離與RCS值呈現1/4的關系， 即RCS每減小10dB， 雷達的探測距離就減小大約44%；如果RCS減小40dB， 那么雷達的作用距離將減小90%。 這就是為什么要不惜代價降低飛機RCS值的根本原因。

F-22標志著隱身和機動的兼顧設計， 照片中尾翼同樣處于極限偏轉角度

殲-20一經問世， 就以科幻激進的外形震撼世人。 其在追求超音速飛行性能的同時， 很好地兼顧了低速機動性， 并且還做到了跟隱身性的完美統一。 據國外技術專家評測， 殲-20正面方面的RCS值可低至0.001平方米以下， 跟F-22完全處于同一水平。

首架裝載“太行”的殲-20正在試飛

一直以來有個觀點， 就是懷疑殲-20巨大的鴨翼會造成殲-20前向隱身性能惡化， 甚至有人說殲-20隱身性有缺陷云云。

其實， 這是對隱身技術一知半解造成的誤解。 全機散射源可以分為強散射源和弱散射源兩種， 在設計時應該徹底消除強散射源， 盡可能地減小弱散射源。

誠然，

鴨翼這類大尺寸全動翼面對隱身性的確有不良影響；但是殲-20通過外形、結構、材料等方面的綜合設計， 讓鴨翼設計沒有成為強散射源， 弱散射源也得到了有效抑制， 對全機RCS的影響降到了最低。

殲-10（上）與殲-20（下）進氣道對比， 可見殲-20進氣道散射源明顯減少

首先， 得益于兩側無附面層隔板式三維進氣道（DSI）的運用， 殲-20比F-22減少了一個巨大的雷達散射源， 僅剩鼓包處和唇口邊緣有少量散射溢出。 這就使得殲-20正面RCS整體數值先天降低了一個數量級， 為鴨翼在隱身高機動飛機上的運用打下了良好鋪墊。

兩側進氣之所以被F-22、F-35以及殲-20、殲-31先后采用， 隱身設計上的便利也是重要的原因之一。 相比之下， 蘇-57先天繼承了蘇-27那倆巨大突出的腹部進氣道， 再要搞隱身優化就很難了。

殲-20機身對兩側進氣道的遮蔽作用， 有益于減小前向RCS

殲-20進氣道設計俯視示意圖， 唇口回波特性已經很小

其次， 在滿足平行設計原則， 消除掉高振幅反射的散射源之后， 接下來就是對個別孤立狹窄的波峰點進行優化了。 對于鴨翼來說， 主要有兩個地方， 一是前緣和后緣， 二是鴨翼根部轉軸與機身結合處。 對此， 殲-20也采用了多種辦法， 外形上很直觀地能夠看出， 整個鴨翼由一個單塊復合材料結構作為主體， 前緣、后緣和翼尖都采用了特殊的多層復合材料構型。

這種結構是由多層吸波材料和蜂窩狀內芯與特殊導電材質的蒙皮共同組成的， 從而使得鴨翼在各個方向上的邊緣散射降低到最小， 最大限度地降低鴨翼偏轉時可能產生的額外散射。

在鴨翼轉軸根部， 殲-20也利用進氣道邊緣形狀優化的“前邊條”進行了部分遮擋， 轉軸接口所在平面很小， 而且同樣是傾斜的整塊平面， 散射基本可以忽略不計。 不過， 當殲-20進行劇烈的機動、鴨翼大幅度下偏時（不會向上圖中那么夸張， 但是偏轉方向一樣）， 則會在鴨翼內源和進氣道外側形成“剪刀”結構， 增大散射源。 但是， 這種劇烈機動本身就很少在任務中發生， 一旦發生也就意味著進行近距格斗， 隱身的重要性下降，

所以也可以忍受。 F-22格斗的時候平尾一樣要劇烈偏轉， 只是可以被主翼屏蔽不少。

左邊是殲-20最初的設計， 右邊切角是現在的設計

鴨翼切角后的RCS測試結果對比， 3G Hz

還有一條， 那就是從2001、2002這兩架驗證機， 進化到2011號原型機之后， 鴨翼進行了后緣切尖處理。 上面這張圖是切角前后鴨翼的RCS值對比， 就可以發現切角后鴨翼的尖點散射進一步消除， 整體RCS數值降低到了-35dB之下。 從側面也可以推測， 因為尖點散射屬于弱散射源， 但對全機正向RCS占了不算小比例， 必須進行消除。 也就是說殲-20整體RCS值已經非常低， 否則沒有必要再做這么細致的隱身細節改進。

戰斗機的主要散射源分布示意圖， 實際上每個鉚釘都可能是一個獨立的散射源

飛機的隱身設計是一門十分復雜的新興學科，遠不只是軍迷喜聞樂見的平行設計原則、光滑折線表面等粗略的描述。單從外形散射機理來說，就分為鏡面反射、邊緣繞射、尖頂繞射、角點繞射、爬行波繞射、行波繞射、非細長體因電磁邊界突變引起的繞射、腔體散射等幾種。飛機表面的零部件一般都有上萬個之多，而每個表面部件都可能同時造成多種散射，部件之間也很可能會構成新的額外散射條件。盡管原理理解起來其實也不復雜，但是應用到實際的工程當中，還是會造成海量的計算和優化工作。

每一個設計背后都有“十萬個”細節，這句話在航空領域毫不夸張。

因此，隱身戰機的外形設計遠比一般人想象的復雜，每個機體表面零部件都要單獨進行優化處理，裝機成型后還要進行上萬小時的綜合測試，全部測試項目數量甚至可以高達十萬個以上。可以想象，除了上文提到的這幾條，殲-20在鴨翼細節上的優化處理遠遠超過這些，只是由于本文篇幅所限，無法一一詳述。

（文/妹子楊）

飛機的隱身設計是一門十分復雜的新興學科，遠不只是軍迷喜聞樂見的平行設計原則、光滑折線表面等粗略的描述。單從外形散射機理來說，就分為鏡面反射、邊緣繞射、尖頂繞射、角點繞射、爬行波繞射、行波繞射、非細長體因電磁邊界突變引起的繞射、腔體散射等幾種。飛機表面的零部件一般都有上萬個之多，而每個表面部件都可能同時造成多種散射，部件之間也很可能會構成新的額外散射條件。盡管原理理解起來其實也不復雜，但是應用到實際的工程當中，還是會造成海量的計算和優化工作。

每一個設計背后都有“十萬個”細節，這句話在航空領域毫不夸張。

因此，隱身戰機的外形設計遠比一般人想象的復雜，每個機體表面零部件都要單獨進行優化處理，裝機成型后還要進行上萬小時的綜合測試，全部測試項目數量甚至可以高達十萬個以上。可以想象，除了上文提到的這幾條，殲-20在鴨翼細節上的優化處理遠遠超過這些，只是由于本文篇幅所限，無法一一詳述。

（文/妹子楊）