歼-20有哪些本事呢?
有源相控阵雷达就不用说了,先上道开胃菜。
比如材料,歼20采用了我国稀土里的一种成分,化学反应后生成另一元素,可以使一架起飞重量40吨的飞机减轻到9吨,这就意味着我们的歼20可以装比F-22多两倍的武器系统。
另外,是不是没看见歼-20的外挂?
通常战斗机的机身下会外挂武器,好处是有足够的空间实现多种武器搭配,便于使用维护,必要时还可以挂几个副油箱。
所以大家一直用,直到有一天隐身技术出现了。
因为外挂阻力太大,影响超音速巡航,关键会使雷达反射截面成百上千倍的增加,严重破坏隐身性能,一肥毁所有。
后来出现半埋,就是把武器一部分埋进机体凹槽里,一部分露在外面,能减少阻力。但问题是只能安装特定外形的武器,VIP专座,别人用不了。
于是出现了弹仓,外号内埋式,就是把武器完全装进机体。
但这玩意并不好搞。
比如武器投放分离过时,武器舱会演变成大尺度空腔。
什么意思呢?
出现的现象如果用专业术语来说很抽象,你可以想象在高速行使的轿车里,你突然摇下玻璃会发生什么?
后果是很容易造成武器舱破坏,电控系统失灵;舱门打不开或关不上,甚至武器没法出舱和投放。
美国的F-22和F-35战机,到现在也不一定解决了这个问题。
比如2012年,F-22和F-35B战机在声疲劳试验中,武器舱及舱门壁板出现了裂纹,试验被迫中止。
所以,这玩意看似简单,真不好搞。
但我们的歼20实现了内埋式武器系统,优势是不但实现飞行阻力小,关键能避免外挂带来的雷达反射表面,实现------
歼20的隐身
不过要隐身先需要一件”护身衣“。
通常工程师会在飞机外机上镀一层蒙皮,民用机上的蒙皮大多是金属或复合材料。但军用飞机不行,发动机会产生大量的热量和电磁波,很容易被敌人雷达监测出来。
于是我们用了一样好东西,在机身上涂了一层:石墨烯。
它的功能是,雷达不是通过电磁波来测定位置嘛,石墨烯先是很好地接收信号,然后把吸收的热量转移到空气中,也就完全打破了雷达探测电磁波的模式,很难探测到被石墨烯“包裹”的飞机了。
但这东西可不是阿狗阿猫随便能造出来的。
石墨烯是一种新型纳米技术,被称为“新材料之王”。先是从石墨中一层一层地分离出来,得到最薄的一层就是石墨烯。非常的轻薄,薄到什么程度呢?
这么说吧,石墨烯是目前地球上已知最薄的材料-----厚度仅仅只有一张A4纸的十万分之一。
但别看它这么薄,韧性和拉伸能力却很强;还有硬度,很硬,是钻石、钢铁的10倍!
所以,普通国家想搞这种技术,自己想想吧。
当然,仅靠石墨烯隐身还远远不够。
想确保雷达波不按原路返回,还要精心设计战机外观的几何斜面,提升隐身性能。这个没别的好办法,只能靠大量的实验,这就用到一个叫“巨型微波暗室”的大型密室。
里面很魔幻,密恐症者看了会绝望。那些布满像钉子一样的东西,是一种吸波材料,目的是防止测试信号反弹。
工程师把做好的飞机(不是模型)放进去,然后用雷达从各个角度对飞机照射,看哪个部位雷达反射波达不到要求,就修改哪里,修改后再照射。
经过无数次照射和反复修改,反射信号最小的就是最终外形设计。
因为太贵,这种能放下整架飞机的“巨型微波暗室”目前只有中美才有,连俄罗斯也没有。所以俄罗斯的五代机苏-57外形上就有很多问题,隐形效果比四代机强不了多少。
隐身效果有了,但是一个问题---战机在空中搏斗的最理想境界是什么?
很简单,就是“先敌发现,先敌发射,先敌命中”。
飞机本质上就是一个“导弹发射架”,我能先发现你,打击你,然后就跑。
所以,折腾隐身飞机时并不是单纯凭借隐身性能就可以吊打天下,还要配合机动、灵活。歼-20在设计上,在隐身的前提下尽可能的追求速度与机动性。
因此,隐形性能上F22更强一些,但灵活机动性歼20更胜一筹。
提到机动灵活,就要说-----
超音速巡航
其实这东西并不是五代机的专利,很多三代机也能实现超音速,不过一脚油门下去,一辆奔驰就没了。更麻烦的是,这是拿发动机寿命来玩的,开足马力持续5分钟,发动机非散架不可,所以这种瞬间的爆发很像吃兴奋剂,不适合日常,只能紧急时刻用。
而五代机的要求是超音速巡航,巡航的意思就是不开加力就能超音速。目前毫无争议达到这个水平的,只有美国的F22和中国的歼20。
当然,歼20也有不足。目前最大的缺点就是航空动力问题,有点小马拉大车的感觉。不过别担心,我国五代机专用的涡扇-15”峨眉“发动机,已经处在研制的尾声,服役后就彻底解决歼-20 动力不足的问题了。
所以,五代机标准之一的超音速巡航,就是快速到达、快速撤离的能力。这就又关乎到飞行器的另一个核心技术---
外形。
我国很多新式武器通常会保密,这样解释:过于先进,不便展示。
但我们的歼20经常在航空展上亮相,难道说不够先进吗?
当然不是。恰恰是太过于先进。
特别是五代机的外形,就是放在你面前拿着尺子量你也造不出来!
根据空气流动和产生的阻力,最优的外形有助于实现超音速巡航,但这玩意太复杂,靠当前的科技水平没法通过计算得出战机外形的最优解。
理论不行,那就只能靠最笨的办法:不断反复试验把最优答案解出来。
也就是说你照葫芦画瓢,即便造出来也白搭,要靠反复的实验不断的进行修改。这时候就需要另一个关键设施,风洞。
但战斗机的风洞可不是造汽车的那种风洞,也不是普通飞机风洞那么简单。
因为战斗机是要超音速巡航的,就需要风洞能吹出几倍音速的风来作实验。例如超音速风洞,风速会达1.4~5倍音速,高超音速风洞,风俗5倍音速以上。所以风洞的尺寸必须要大,便于持续地观察气流变化;再就是为了效果吹风的时间越长越好。
但同时满足这两点,风洞的建造难度和成本就会指数飙升。
比如必须配套建造专用的发电站和冷却水水库,占地面积不亚于一座村庄或小镇。那些5倍音速以上的高超音速风洞,光是一根喷管就值几百万元,而这样的风洞往往需要同时配备N多根喷管……
再就是看你能不能承受起巨大的能源消耗。以超音速风洞为例,实验一次,可能要消耗一个小城市一天的耗电量。
问题是,一两个风洞是远远不够的。你需要大量不同类型的风洞来对各种各样的飞行器进行实验,你得准备一整套风洞群。
算下来,当今世界上能建造和承担起费用的就凤毛麟角了,其中就包括我国。
所以,我国的歼20不是一般的厉害!
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