摘要:所谓超材料,指的是人工设计微纳结构来呈现自然界中不存在的超常物理性质的人造材料,它能够以普通材料无法企及的方式控制声波或者电磁波的传播。说简单点,就是超材料可以控制或者改变电磁波的折射、反射和散射,用在飞机上就可以降低雷达的反射截面积,让敌方雷达无法有效探测。
近日,央视发布的一则视频披露了歼-35的隐身性能,称其使用了“超材料”这种黑科技,雷达反射截面积比人类手掌还小,这则消息迅速引起各方关注。
所谓超材料,指的是人工设计微纳结构来呈现自然界中不存在的超常物理性质的人造材料,它能够以普通材料无法企及的方式控制声波或者电磁波的传播。说简单点,就是超材料可以控制或者改变电磁波的折射、反射和散射,用在飞机上就可以降低雷达的反射截面积,让敌方雷达无法有效探测。
【歼-35A战斗机正在机库中进行整备】
据央视介绍,歼-35采用了先进的超宽频行波抑制超材料,实现了传统涂料无法解决的低频到红外的全频段覆盖,隐身性能相比涂料提升了一到两个数量级。
而且与传统的涂覆方式不同,该材料通过依次叠层的方式叠加在结构件表面,不仅解决了传统吸波材料易于脱落的问题,也显著提升了维护便利性。
相比之下,F-22与F-35由于设计年代较早,仍采用传统的羰基铁型涂料。这类材料在低频行波抑制方面存在一定困难,限制了其全频段隐身性能的发挥。
此外,羰基铁型涂料属于涂敷型吸波材料,需将粘结剂与羰基铁等吸收剂混合后涂敷于机体表面。这一工艺过程不仅复杂耗时,还存在附着力不足、易脱落等实际问题。
图:F-35喷涂隐身涂料
而除了超材料外,歼-35在气动外形的隐身设计上也下了不少功夫,很多设计都为了“减少雷达波反射”而做了特殊处理。
比如,歼-35的所有关键边缘都实现了“对齐”,不给雷达乱反射的机会。它的进气口上下边缘、尾翼的前缘和内侧后缘,甚至尾翼外侧后缘,都跟机翼的前缘和后缘“平行”。
这在隐身设计里叫“平行原则”,其主要目的是减少边缘散射的分布,并利用主翼边缘产生的较强回波,来遮蔽其他边缘所产生的回波,从而实现降低整体雷达散射面积的效果。
图:歼-35平行原则的运用(要用)
而除了边缘对齐外,歼-35也在蒙皮接缝处也采用了锯齿化处理,且锯齿边缘严格与主翼前后缘保持平行,这同样是平行原则的应用。当机身受到雷达波照射时,表面产生的爬行波在经过锯齿接缝时会发生绕射,其绕射方向会与机翼前后缘的散射方向一致,从而被主翼边缘的回波遮蔽,同样有利于降低雷达反射面积。
另外,歼-35还对垂尾和平尾等机翼翼面进行了切尖处理,这种设计有效避免了雷达波照射时产生的角点散射,从而进一步降低了整机的雷达散射截面积。而F-35没有进行相同的处理,所以其尾翼会产生角点散射,降低隐身效果。
图:歼-35有切尖处理,腹部平坦,F-35没有处理
除了翼面切尖外,歼-35的腹部设计也比F-35更优秀。它的腹部极为平坦,与F-35形成鲜明对比。F-35出于整体气动性能的考量,在腹部设计了大量曲面鼓包,而这些鼓包会引发曲面散射,导致整机雷达散射截面积增加。而歼-35的平坦腹部则成功规避了这一弊端。
除了基本的气动外形之外,进气道也是决定飞行器整体隐身性能的关键因素之一。当受到雷达波照射时,进气道作为一个封闭腔体,容易产生强烈的腔体谐振散射,这通常是飞行器整体雷达散射截面积中占比最大的部分。
为有效抑制进气道引起的腔体谐振散射,歼-35采用了DSI进气道。与传统的超音速进气道相比,DSI进气道省去了附面层隔道、泄放系统及旁路系统等结构,从减少了雷达反射源。
图:DSI进气道示意图
图:DSI进气道和尾翼切尖对比
此外,DSI进气道在唇口设计上,进行了进一步优化,并在唇缘部分进行了削尖处理,其截面厚度和曲率显著减小,进一步降低了在关键威胁扇区内出现镜面反射的概率,增强了整机的隐身能力。
尽管F-35与歼-35同样采用了DSI进气道,但其鼓包设计却属于上一代的双锥鼓包。该鼓包的凸起程度比歼-35采用的先进等熵鼓包更大,这导致F-35在侧面隐身效果上相对逊色。
综合来看,无论是隐身材料的性能、工艺,还是气动外形的细节处理,歼-35都优于F-35,体现出后发技术优势,而这也标志着我国在隐身战机领域已跻身世界顶尖行列。有了极致的隐身性能,相信在未来的海天之间,歼-35这把利剑,将更加无声且致命。
来源:兵器肖宁