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歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂

  歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  

图:歼20采用全动垂尾,总面积明显小于F22

  

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  图:F22的垂尾面积非常大,阻力和重量、对侧面的信号反射都比歼20要大

  在遵循相同的电磁学隐身设计原则的基础上,歼20和F22都在正面范围内,避免了雷达天线、座舱、进气道等大多数强信号散射源形成的强暴露特征;而在弱散射源的细节设计上各有优劣,其总信号特征处于同一个级别。

  而在侧向和后向上,情况又有不同:后向由于发动机本身没有隐身设计、也无法进行良好的喷口隐身化处理,歼20和F22差距极大,可以说没有可比性。

  而侧向由于歼20采用了总面积小得多的全动垂尾,因此虽然存在腹鳍这个F22所没有的构件,但是总信号强度特征依然与F22处于相同的级别并且要更低一些。俄罗斯T50虽然也采用了全动垂尾,但是该机的后机身发动机舱段根本没有做任何隐身化处理,军事天地其性能和F22、歼20完全不可相提并论。

  

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  图:F15侧面反射面积巨大,机翼/机身,水平/垂直尾翼等平面以直角相交是核心因素之一

  在战斗机上,由于机长大于翼展、特别是侧向常常存在大量直角相交、形成强烈角反射器效应的结构外形;战斗机在侧向的雷达反射信号是非常强烈的,远远大于正向的特征。比如F15在入射波长λ=5cm的情况下,90±5度范围内的雷达反射面积达到400平方米。

  

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  

图:B2取消了垂尾

  因此对于隐身机来说,必须取消垂直尾翼,或者至少采用倾斜垂尾、并尽可能缩小其面积的设计。而对于现在的战斗机设计技术来说,完全取消垂尾,将会导致飞机的操纵能力无法满足高机动飞行要求,是无法接受的。

  缩小垂尾面积的好处是显而易见的,重量和阻力都会随之减小——特别是持续超声速飞行阻力。但对于歼20和F22这样的五代机来说,它们都要求非常高的大迎角飞行控制能力——这通常需要更大的垂尾面积才能实现。

  在大迎角的飞行状态下,五代机会相对迎面的气流,处于高高翘起的飞行姿态;而且会从机头的棱边、进气道的边沿以及鸭翼/边条上,撕裂迎面气流形成笼罩整个飞机上表面的巨大强烈漩涡。

  

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  

图:F22高机动飞行,垂尾被笼罩在漩涡中

  

歼20侧面隐身为何比F22更好 只因F22不敢用全动垂尾

  

图:注意垂尾卷入涡流中

  在这种情况下,更大面积、更坚固结构的垂尾设计——比如F22那种传统的垂直安定面+方向舵设计;通常来说,更容易获得设计上的成功。更大的面积,使得垂尾即使是因为处于机身背风区域的乱流和漩涡中,气动效率显著降低时,依然能提供足够的稳定作用和操纵能力。

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