即先進的航電系統以及動力系統,以蘇-27這類雙發重型戰機RCS約10~15平方米計,還差不少,采用了獨樹一幟的設計,T-50是全新戰機可以用新的設計,那氣動布局沿襲蘇-27的蘇-35該怎么辦呢,雷達
談到三代半戰機,人們首先會想到的往往是兩個標志性的元素,即先進的航電系統以及動力系統。其實在此之外,三代半戰機在其它各個方面都有明顯的提升,如為了提高生存能力會盡可能的在飛機隱身方面下功夫。
雖然這種“隱身”與四代機相去甚遠,但往往比早期的同類機型提升非常明顯。像美國的F-18E/F雖然比早前的F-18C/D尺寸大出一圈,但雷達反射面積僅有后者的三分一,“陣風”、“臺風”等典型三代機雷達反射面積也與之相當,在1平米左右,甚至可能更小。
那么剛剛進入我國,同為經典三代半戰機的蘇-35在隱身方面又做了什么呢?今天北國防務(微信ID:sinorusdef)特約撰稿人楊政衛就來說說這個問題。
關于蘇-35的隱身性能,俄官方資料曾有過數度提及。2007年的資料指出,蘇-35加強了正面+/-60度內對X波段的隱身措施;2009年莫斯科航展的廣告牌上指出,蘇-35的一系列隱身技術使其雷達反射面積(RCS)減少5-6倍。
以蘇-27這類雙發重型戰機RCS約10~15平方米計,也就是說蘇-35的RCS約在1.6~3平方米左右,雖然相比美國的F-18E/F、歐洲的“陣風”、“臺風”還差不少,但已經與輕型的米格-21相當,進步不小。
蘇-35的一系列隱身措施中,有一些是相對“常規”的。蘇霍伊公司在上世紀末就跟進了隱身技術的發展,并且在蘇-27M上進行了大量實驗,這些成果無疑被用到了蘇-35上。如座艙蓋用專門的鍍膜阻止雷達波進入座艙;具有隱身外形的雷達透波罩,它可藉由等離子濃度選擇屏蔽的波段;機身、進氣道、發動機前緣葉片、外掛武器、發動機噴嘴等處都涂有吸波材料。
△蘇-35的是座艙蓋有專門的鍍膜 此外,蘇-35也許還在進氣道上下了大工夫,采用了獨樹一幟的設計。
蘇霍伊的設計師認為,不論是美式的短S型進氣道還是用在舊機改良的進氣道屏蔽器,都會破壞效率。在T-50戰機上,他們就用傾斜安裝發動機的方法,形成一種氣動力上幾乎是筆直進氣道,卻有S型遮蔽效果的進氣道。
T-50是全新戰機可以用新的設計,那氣動布局沿襲蘇-27的蘇-35該怎么辦呢?十幾年前計劃初期盛傳它要像F-18一樣用屏蔽器,而俄羅斯自己的文獻上提到用在葉片上的隱身涂料。不過葉片上的涂料要承受機械應力,而且也會影響發動機性能(因為為了騰出空隙給涂料用,會影響氣動效率)。
△F-18E/F進氣道前端有個雷達屏蔽器
最終,蘇-35發動機的制造商“土星”科研生產聯合體提出了一種巧妙的設計,發動機軸承前端的整流罩用透波材料制造,里面是有特殊設計的幾何形狀,可以將來自正面的雷達波,以及從葉片多次反射出來的波集中反射到進氣道壁的特定區域,在那有吸波涂料將其吸收。
這樣一來,除了風扇葉片前緣無可避免有正向回波外,雷達波會輾轉彈到吸收區而被吸收。 用這種做法,吸波材料只要用在進氣道壁即可,這里的涂料不須負擔應力,也可以用厚一點,這樣不論吸收能力還是可靠性都會很好,而且絲毫不損氣動效率。這一技術很可能已經用在了蘇-35上。
△蘇-35的117S發動機
“土星”為何會采用這種設計?我們可以首先來理清一下進氣道與隱身的關系。
像蘇-27這樣的直進氣道,約占正面RCS 的60%。介紹隱身技術的文獻一般都簡單的說直的進氣道會直接反射回波,所以RCS很大。雖然結果是這樣,但真實機制不是介紹的這樣。
當雷達波從進氣道直直地打進去時,除了轉子前端以及風扇前緣會直接反射回波外,打到葉片上的波不可能直接回彈,因為葉片是有角度的。這些波會在風扇結構反射來反射去,有一些也許往里面鉆,就不會構成回波,有一些則往回彈,但很難剛好跟進氣道平行,他們通常打到進氣道壁。類似地,轉子前緣整流罩的回波有些也會往進氣道壁彈。
△一般所指的飛機RCS通常是指飛機正面且未外掛武器的情況下
如果進氣道壁沒有處理,這些回波最終離開進氣道,也就是回到接收機方向。這時風扇葉片、進氣道壁、轉子前緣都會“貢獻RCS”。
這種復雜腔體的RCS有時還比幾何截面積更大。因此說“雷達可以直接看到葉片”大致上是對的。但那主要是復雜腔體多次反射結果,并非真的直接由葉片反射而成。
如果用蘇-35這種措施,就可以將筆直進氣道、發動機在正面的RCS局限在由葉片前緣所造成。