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蘇-57進(jìn)氣道隱身并非主要靠雷達(dá)屏蔽器,而是垂直彎曲進(jìn)氣道

先從下面這張著名圖片說起,這是當(dāng)年普京視察并進(jìn)入蘇-57原型機(jī)時(shí)拍的圖片,蘇-57右下方進(jìn)氣道內(nèi)雷達(dá)屏蔽器清洗可見,當(dāng)時(shí)部分人還認(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇扇葉。所以給蘇-57打上了沒有采用S型進(jìn)氣道,用的是直通式進(jìn)氣道,進(jìn)氣道內(nèi)雷達(dá)隱身主要靠雷達(dá)屏蔽器來實(shí)現(xiàn)的標(biāo)簽。但個(gè)人認(rèn)為這是不正確的,蘇-57只不過采用的是垂直向的彎曲進(jìn)氣道為主,雷達(dá)信號(hào)屏蔽器等加以輔助的方式。

▲蘇-57的名場(chǎng)面,需要注意的是當(dāng)時(shí)這架是蘇-57的第二架原型機(jī),也是第一架試飛的機(jī)型,更像是架驗(yàn)證機(jī),跟殲-20的2001號(hào)機(jī)一樣,與后續(xù)機(jī)型有較大差別,不足以說明蘇-57的進(jìn)氣道布局。

▲從蘇-57后續(xù)機(jī)型來看,其進(jìn)氣道雷達(dá)遮蔽情況明顯改善,進(jìn)氣口正面大部分都是彎曲坡道,只有內(nèi)上角大約1/4位置顏色較深。從發(fā)動(dòng)機(jī)噴口對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝位置來看,也可以應(yīng)證這一點(diǎn)。

實(shí)際上蘇-57采用的是進(jìn)氣道垂尾完全的布置方式,受制于蘇-27整體氣動(dòng)構(gòu)局的限制,蘇-57機(jī)體中間位置要空出來留作升力隧道和武器艙,進(jìn)氣道水平防線設(shè)置彎曲缺乏空間,只進(jìn)行了個(gè)收縮。其主要完全方向是設(shè)置在垂直方向,與YF-23、F/A-18E/F和臺(tái)風(fēng)等戰(zhàn)斗機(jī)類似。

▲蘇-57腹部,在水平方向上進(jìn)氣道入口與發(fā)動(dòng)機(jī)出口幾乎一致,只在腹部進(jìn)行收縮


▲與之最接近的是F/A-18E/F超級(jí)大黃蜂,也是采用垂直方向上的彎曲進(jìn)氣道布置,這種布置方式并不能完全遮蔽進(jìn)氣道入口,所以超級(jí)大黃蜂也設(shè)置了道雷達(dá)信號(hào)屏蔽器

▲當(dāng)年與YF-22競(jìng)爭的YF-23實(shí)際上也是采用這樣的進(jìn)氣道布置模式,當(dāng)初YF-23的隱身性能還被稱為要強(qiáng)于YF-22,當(dāng)然YF-23的彎曲幅度最大。

▲蘇-57生產(chǎn)線圖片,進(jìn)氣道垂直方向上彎曲幅度非常明顯。

▲另一方面,在飛行過程中,這一位置一定程度上也會(huì)受到加萊特進(jìn)氣口氣流調(diào)節(jié)擋板的遮蔽

綜合來講,蘇-57并非采用進(jìn)氣道屏蔽器作為主要進(jìn)氣道隱身方式,還是以S型彎曲進(jìn)氣道為主。但受制于這種垂直彎曲進(jìn)氣道的先天性不足,并不能完全遮蔽發(fā)動(dòng)機(jī)扇葉位置,再佐以雷達(dá)信號(hào)屏蔽器。

最佳貢獻(xiàn)者
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我們知道評(píng)價(jià)一架五代戰(zhàn)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)無外乎F22戰(zhàn)機(jī)創(chuàng)立的”4S標(biāo)準(zhǔn)“,也就是所謂的超機(jī)動(dòng)性、隱身性、超視距打擊和超音速巡航這四個(gè)特性。所以自打世界上第一款五代隱身戰(zhàn)機(jī)F22首飛以來,后面出現(xiàn)的五代戰(zhàn)機(jī)基本都以4S標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)條件,其中尤其以隱身性能高低最主要判斷依據(jù)。但是在現(xiàn)有的五代戰(zhàn)機(jī)中,卻有一款戰(zhàn)機(jī)的隱身性廣被吐槽,這就是俄羅斯研制的蘇57隱身戰(zhàn)機(jī),見過蘇57戰(zhàn)機(jī)的朋友可能都會(huì)有這樣一個(gè)疑問,就是從蘇57戰(zhàn)機(jī)正面看的話,是直接可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的,而葉片只反射雷達(dá)波的主要貢獻(xiàn)者,所以剛開始大家普遍認(rèn)為蘇57沒有采用隱身戰(zhàn)機(jī)普遍采用的S型進(jìn)氣道,其隱身性能相比蘇35戰(zhàn)機(jī)強(qiáng)不到哪去。但是后面隨著蘇57的原型機(jī)T50戰(zhàn)機(jī)的多次試飛,T50的研制單位蘇霍伊表示,T50戰(zhàn)機(jī)因?yàn)槟承┰驔]有采用S型進(jìn)氣道是有原因的,但是這并不代表著T50正面隱身性能差,因?yàn)門50戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi)安裝了俄羅斯最新研制的雷達(dá)波屏蔽裝置,所以T50戰(zhàn)機(jī)雖然沒有采用可以直接遮擋雷達(dá)波的S型進(jìn)氣道,但是其正面隱身性能并不差。那么蘇57戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙前端安裝的雷達(dá)波屏蔽裝置性能到底如何呢?首先從五代戰(zhàn)機(jī)的隱身設(shè)計(jì)需求來說,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片屬于金屬材質(zhì),具有很強(qiáng)的雷達(dá)發(fā)射能力,但是受限于其運(yùn)行過程中上萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速限制,根本不能給發(fā)動(dòng)機(jī)前端的風(fēng)扇葉片噴涂雷達(dá)吸波涂層。再加之風(fēng)扇葉片在運(yùn)行過程中會(huì)形成固定的定向回波,有點(diǎn)類似我們?nèi)庋劭锤咚傩D(zhuǎn)的葉片產(chǎn)生的紋路,這些定向回波更容易被敵方的雷達(dá)發(fā)現(xiàn),甚至能根據(jù)雷達(dá)波回路判斷出戰(zhàn)機(jī)型號(hào)。所以對(duì)于強(qiáng)調(diào)隱身性能的五代戰(zhàn)機(jī)而言,降低甚至消除發(fā)動(dòng)機(jī)葉片雷達(dá)波發(fā)射直接影響著戰(zhàn)機(jī)的生存能力。但是受限于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的高吞吐能力又不能縮小進(jìn)氣道直徑,所以F22隱身戰(zhàn)機(jī)從一開始就采用了S型進(jìn)氣道來降低發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片的雷達(dá)波發(fā)射信號(hào),由于S型進(jìn)氣道內(nèi)部曲線復(fù)雜,所以進(jìn)入進(jìn)氣道內(nèi)的雷達(dá)波逐步會(huì)被削減并被噴涂在進(jìn)氣道內(nèi)壁的隱身涂層吸收,從而實(shí)現(xiàn)了進(jìn)氣道隱身需求。但是對(duì)于蘇57戰(zhàn)機(jī)而言,不是說蘇霍伊沒有掌握S型進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)能力,畢竟早在20年前的蘇47戰(zhàn)機(jī)就采用了S型進(jìn)氣道降低雷達(dá)波反射信號(hào),前面也說過蘇霍伊官方明確表示蘇57之所以沒有采用S型進(jìn)氣道是有其他原因的。而這個(gè)原因就是因?yàn)樘K57太過于注重機(jī)動(dòng)性了,所以采用了天生機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)更明顯的寬間距氣動(dòng)布局,這樣一來由于機(jī)翼為了突出高速機(jī)動(dòng)性后掠角度較大,所以縮短后的進(jìn)氣道很難再設(shè)計(jì)成S型進(jìn)氣道了。再加之S型進(jìn)氣道除了隱身性好一點(diǎn)外,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣影響很大,不光會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)喘振風(fēng)險(xiǎn),而且容易導(dǎo)致進(jìn)氣畸變,繼而影響戰(zhàn)機(jī)高速飛行時(shí)的安全性。所以早期三代機(jī)時(shí)期,像F15、F16、F18、蘇27等戰(zhàn)機(jī)都是直接能在戰(zhàn)機(jī)正面看到發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片的。

就這樣為了強(qiáng)調(diào)蘇57戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì),蘇霍伊只能放棄S型進(jìn)氣道,但是蘇57畢竟定位于五代隱身戰(zhàn)機(jī),沒有隱身能力還能算是五代戰(zhàn)機(jī)嗎?所以蘇霍伊給蘇57戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙進(jìn)行了小幅素的傾斜,也算是比較直的S型進(jìn)氣道吧,更重要的是在其風(fēng)扇葉片前端增加了一個(gè)獨(dú)立的雷達(dá)波屏蔽器,這個(gè)雷達(dá)屏蔽器說白了就相當(dāng)于渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的靜葉片,只不過葉片傾轉(zhuǎn)角度更大,再加之在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中處于固定狀態(tài),在保證發(fā)動(dòng)機(jī)足夠的進(jìn)氣需求下,剛好遮擋住了后面的風(fēng)扇葉片,從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)前端隱身需求。所以我們仔細(xì)看蘇57進(jìn)氣道的話,還是能看清最前面的部件并不像是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)葉片。其實(shí)這種設(shè)計(jì)思路也不是蘇57首創(chuàng)的,美帝五代戰(zhàn)機(jī)競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目中落榜的兩兄弟都采用過這種技術(shù),比如當(dāng)年的YF23原型機(jī)在隱身設(shè)計(jì)上可是要比像如今的F22高不少的,而YF23隱身戰(zhàn)機(jī)在正面也是可以直接看到發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的,當(dāng)然我們看到的實(shí)際上還是和蘇57一樣的雷達(dá)波屏蔽器;再有像波音落榜的X32隱身戰(zhàn)機(jī)從正面也是可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的,所以波音公司為了降低X32原型機(jī)的正面雷達(dá)波反射面積,也給發(fā)動(dòng)機(jī)前段安裝了雷達(dá)波屏蔽器。其次我們仔細(xì)放大看蘇57戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙前端的話,還能看到其前端有可以開合的可調(diào)斜板設(shè)計(jì),這種發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi)斜板設(shè)計(jì)早在蘇聯(lián)時(shí)期就有了,像米格29戰(zhàn)機(jī)為了滿足野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)起降,在發(fā)動(dòng)機(jī)短艙前端設(shè)置了起降時(shí)可關(guān)閉的斜板,而斜板上的密孔在滿足進(jìn)氣需求下,也能將野戰(zhàn)環(huán)境下的泥土隔擋在外。所以蘇57發(fā)動(dòng)機(jī)短艙前端也安裝了這種有密孔的可調(diào)斜板,但是這個(gè)斜板則是用于在高速狀態(tài)飛行時(shí)放下用來遮擋住短艙內(nèi)部屏蔽器葉片,實(shí)現(xiàn)更為徹底的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙隱身需求。當(dāng)年的米格25戰(zhàn)機(jī)就有這個(gè)設(shè)計(jì),不過這種設(shè)計(jì)由于大面積影響了發(fā)動(dòng)機(jī)正常進(jìn)氣需求,所以很可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生喘震,甚至空中停車的嚴(yán)重事故。最后再說一點(diǎn),這種固定式的雷達(dá)波屏蔽器其實(shí)不光可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前端,也可以安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)噴口內(nèi)用來降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口內(nèi)部的雷達(dá)波。畢竟發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口內(nèi)我們?nèi)庋劬湍苤苯涌吹桨ɑ鹧娣(wěn)定器、加力噴嘴、導(dǎo)流葉片、支撐支板等活動(dòng)部件,所以這些部件也是后向雷達(dá)波反射貢獻(xiàn)者。所以包括F22隱身戰(zhàn)機(jī)使用的F119發(fā)動(dòng)機(jī)和后面更進(jìn)一步的F35隱身戰(zhàn)機(jī)使用的F135發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口內(nèi)部都裝有雷達(dá)波屏蔽器,也就是我們從尾噴口能直接看到的這個(gè)類似渦輪的東西,就是尾噴口內(nèi)部的雷達(dá)波屏蔽器。

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蘇57戰(zhàn)斗機(jī)作為俄羅斯性能最先進(jìn)的隱身戰(zhàn)斗機(jī),其性能還是非常出色的。相比于美國的F22和F35,蘇57更為重視超機(jī)動(dòng)性和超視距作戰(zhàn)能力,對(duì)于隱身性能的重視要相對(duì)遜色一些。這也讓外界對(duì)蘇57的隱身能力存在一定的質(zhì)疑,特別是蘇57的進(jìn)氣道設(shè)計(jì),其并沒有采用隱身戰(zhàn)機(jī)廣泛采用的S型進(jìn)氣道,而是采用了在進(jìn)氣道內(nèi)布置雷達(dá)屏蔽裝置的方式。實(shí)際上,蘇57采用這樣的設(shè)計(jì)主要與其設(shè)計(jì)思路有關(guān),而采用了雷達(dá)屏蔽裝置后,其整體的隱身性能還是不錯(cuò)的。

(蘇57戰(zhàn)斗機(jī))

隱身戰(zhàn)機(jī)之所以使用S型進(jìn)氣道,主要是為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片的雷達(dá)反射信號(hào)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇葉片具有較強(qiáng)的雷達(dá)反射信號(hào),因此是非常強(qiáng)大的雷達(dá)發(fā)射源。而且由于發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片會(huì)高速旋轉(zhuǎn),因而不能采用普通的隱身設(shè)計(jì),這也導(dǎo)致S型進(jìn)氣道的出現(xiàn)。所謂S型進(jìn)氣道,簡單來說就是通過改變進(jìn)氣道的形狀來隱藏發(fā)動(dòng)機(jī)的雷達(dá)葉片,以降低發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的雷達(dá)反射,來提升戰(zhàn)機(jī)的隱身能力。S型進(jìn)氣道最大的好處是可以提升戰(zhàn)機(jī)的隱身能力,但存在較大的技術(shù)難度。首先,就是對(duì)進(jìn)氣道的材料要求較高,需要較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,還要具備良好的雷達(dá)吸波能力,因而通常采用的是高性能的復(fù)合材料。其次,就是S型進(jìn)氣道對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的要求較高。由于S型進(jìn)氣道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其對(duì)進(jìn)氣能力和空氣流場(chǎng)的變化影響較大,因而如果設(shè)計(jì)不好肯定會(huì)影響進(jìn)氣道的進(jìn)氣效率,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,這會(huì)影響戰(zhàn)機(jī)的飛行性能。

(S型進(jìn)氣道設(shè)計(jì))

對(duì)于蘇57來說,其在設(shè)計(jì)上繼承了蘇27系列的中央升力體設(shè)計(jì),在性能上比較強(qiáng)調(diào)超機(jī)動(dòng)性能。其在進(jìn)氣道設(shè)計(jì)方面,由于機(jī)體中央需要留出升力體隧道和主武器艙,使得蘇57并不能使用橫向的S型進(jìn)氣道,否則會(huì)影響整體的氣動(dòng)能力和武器艙布置。因此,蘇57采用了縱向S型進(jìn)氣道設(shè)計(jì),其橫向也有一定的S型角度設(shè)計(jì)。不過,其發(fā)動(dòng)機(jī)葉片依舊沒有得到完全的遮擋。正因如此,蘇57采用了進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置來降低葉片的雷達(dá)反射信號(hào)。

(蘇57采用了中央升力體設(shè)計(jì),機(jī)體中央需要留出升力體隧道和主武器艙)

蘇57采用了進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置后,其在性能方面有了一定的提升。一方面,蘇57可以保持良好的進(jìn)氣效率,避免蘇57發(fā)動(dòng)機(jī)性能的下降。這就使得蘇57可以獲得良好的機(jī)動(dòng)能力,這也是蘇57比較看重的性能指標(biāo)。另一方面,蘇57可以在一定程度上提升自己的隱身能力。由于蘇57在整體設(shè)計(jì)上并未將隱身能力作為首要的設(shè)計(jì)指標(biāo),其隱身能力相比于F22還存在一定的差距。因此,結(jié)合蘇57的中央升力體設(shè)計(jì),如果不提升進(jìn)氣道的隱身能力,無疑將會(huì)進(jìn)一步降低蘇57的隱身能力。而采用了進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置,蘇57的隱身能力顯然得到了一定程度的加強(qiáng),對(duì)于蘇57隱身能力的提升有很大的幫助。

(蘇57的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)不能完全遮擋發(fā)動(dòng)機(jī)葉片)

其實(shí),蘇57的這種進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置設(shè)計(jì)并非其所首創(chuàng)。像美軍的F/A-18E/F就采用了這樣的設(shè)計(jì),其縱向S型進(jìn)氣道同樣不能有效遮擋發(fā)動(dòng)機(jī)葉片,因而采用了進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置。而當(dāng)年的YF-23也同樣采用了這樣的設(shè)計(jì),其進(jìn)氣道也為將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片完全遮擋,但采用先進(jìn)的進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置后,YF-23的隱身能力還要強(qiáng)于F22。其實(shí),俄羅斯曾在蘇47的身上進(jìn)行過S型進(jìn)氣道設(shè)計(jì),但由于蘇57的設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)機(jī)動(dòng)性,因而采用進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置也就成為提升蘇57隱身能力的重要組成部分。

(YF-23戰(zhàn)斗機(jī))

綜合來看,蘇57的進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置非常適合其強(qiáng)調(diào)超機(jī)動(dòng)性的設(shè)計(jì)。而采用進(jìn)氣道雷達(dá)屏蔽裝置對(duì)于采用縱向S型進(jìn)氣道的戰(zhàn)機(jī)也是非常有用的,可以有效彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片遮擋不全而造成的雷達(dá)反射面積增大。對(duì)于提升蘇57的隱身能力有著重要的提升作用。

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俄毛擅長出其不意!經(jīng)常小小裝置帶來無比巨大的效果!存在即道理!尤其是戰(zhàn)斗機(jī)!沒有一寸是多余的!多余的早飛掉了![耶][耶][耶]


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主要是作減速板用。

6

這個(gè),大概只有被擊毀的飛行員才知道吧

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