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J20的外形隐形设计,除了尾喷口,其他没有让我不满意的

只看楼主收藏回复

这次J20出来,我开始都没怎么关注,从主观上说我不相信这么快能造出四代战机,但最近看了图片和一些资料后很有感觉,觉得应该说点什么。。又看了主流媒体和网民的评论,主流媒体肯定是大赞特赞的,当然一些技术类的分析一般人也看不懂,网民骂街的也较多,说吹嘘啊,骗人的面子工程啊,跟某某国差至少五十年啊,只能压迫P民的国家机器啊。。。那这款飞机究竟如何呢,个人认为,要有自己的判断能力,首先就得从基本原理入手,只有自己清楚的明白他好在哪里差在哪里,才能保证自己不被忽悠。。不管是媒体还是P民,最多作个有限的参考。。那么这个帖子,我想简单从简单的技术环节入手介绍下如何从外形上判断飞机的隐形性能,和用这些原理对J20做个判断
从一个飞机的外形上,可以看出很多东西,甚至可以基本决定这架飞机的实力,这和看武侠剧是一样的,其实一部武侠剧的好坏,只要看个3分钟,看看他的气质,看看他的服装、场景、音乐、道具,台词,还有技术水平。就能看出八九成了,反正我是同意杨不及和杜车别的说法,不需要研究剧情,也不需要港迷所谓的内涵和演技,光看外表即可立判高下。我还记得吧里有人说过看服装就能看出一个民族的文明程度,这个我同意80%,服装确实能看出文明程度。。记得某位西方的飞机设计师说过,战斗机的外形一定要好看,如果你觉得外形不好看,流线过渡不平滑,那么这架战机可能就不是优秀的。所以尽量相信自己的眼睛
如何从外形上看出飞机的隐形能力,首先得介绍雷达波隐形的基本原理,我尽量说得简单通俗些,其实我自己也懂得很少
雷达波就是一种电磁波,高中都学过,光也一种电磁波,所以拿光来类比就很清楚了,可见光有的性质雷达波几乎全部拥有。所以你就假设拿个电筒去照他,他的反射会怎么样
1。雷达波的镜面反射,如果正对着一面镜子用电筒照射,那么几乎所有光线都会原路返回,雷达波也一样,这种情况物体就是最强的反射源。当然正好垂直照射这样的几率非常小,而且飞机是运动的,相对角度也会变化,最多只会闪闪,没法锁定。。如果有个入射角照射,那么雷达波按反射定律 入射角等于反射角 射到其他区域,那么飞机是安全的

镜面反射还有一种情况,就是雷达波射到曲面上会产生漫反射,但是有一部分雷达波会反射回来,或者偏移一点角度。可以类似于镜面反射,曲面的曲率半径越大,镜面反射效果越明显,因此,曲面是强散射源,飞机应尽可能的避开曲面,用倾斜的平面代替

2.边缘反射,如果一束光线照射到物体的边缘上(可以把边缘看做一条线段),这时候,雷达波会形成一个像圆锥形的散射方向,那么整个边缘的无数个锥形散射点就是一个较强的反射源
边缘反射示意图

3。尖顶反射,如果一条光线照射在椎体的尖点上,那么就会形成尖顶反射,是一种散射,其实和边缘反射类似。但是由于尖顶反射面积很小,只有一个点,所以比起边缘反射的整条线段的反射面积还是小很多。。因此他只是一种弱反射源



1楼2011-02-04 22:23回复
    以上是雷达波反射最基本的简单原理,复杂的我也不会。。
    下面就这些原理对飞机外形的隐形设计做些归纳,顺便拿J20来对比
    1。按照反射源的强弱来分,正面的镜面反射 > 二面角反射 > 凹腔反射 > 曲面镜面反射 > 爬行波绕射 > 边缘反射 > 尖顶反射 > 倾斜平面镜面反射。。当然这些强弱大小排序很可能实际情况并不是这样,拿曲面反射来说,曲面与入射光线的相对方向、曲率不同,反射强弱相差很大的说。爬行波绕射的情况也很多很复杂,相差也非常大。。
    2。二面角反射一定要避免,如机翼和机身的连接可能是相互垂直面,要用翼身融合技术改掉,翼身融合技术简而言之就是机身和机翼用一体化设计,两者用平滑的曲面连接,看不出明显的界限,这样就消除了二面角,在三代战机上有广泛应用。。水平尾翼和垂直尾翼也是相互垂直的表面,也要改,方法1是让垂直尾翼向外侧倾斜一个角度,使两平面不垂直,方法2采用可动垂尾,垂直尾翼可沿翼根转动

    翼身融合的图示,翼身融合不仅可以大幅度提高隐形性能,而且大幅度减小阻力,增大机身容积。在三代战机上已经应用广泛,如歼10。J20当然是继承这个优点了

    F22的垂尾向外倾斜一个角度,这是为了避开二面角反射,采取的隐形设计方案
    


    3楼2011-02-04 22:28
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      J20采用全动垂尾设计,垂尾的可绕翼根任意转动角度,彻底避开了二面角反射,这可是独家首创哦


      4楼2011-02-04 22:29
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        3。机身,机身本身就是个较大的反射源,机身本身多为曲面,圆柱等结构,会产生曲面镜面反射。因此,尽量用倾斜的平面连接代替曲面,一定要用曲面的,最好用直面遮掩。
        J20机身大量采用倾斜平面代替曲面,这是隐形的设计方案
        4。机翼,机翼的前缘,以前都用曲面,现在考虑隐形设计最好改成锐边设计,简而言之就是把曲面镜面反射改成边缘反射,将反射源降低一个数量级。雷达波往往从前部照射,如果机翼为水平就是正面的镜面反射,为了避免这种情况,机翼最好采用大后掠角的三角翼,这样可以使雷达的反射角增大。。机翼还有个叫襟翼的东西,这个东西如果不了解可以百科一下,他对隐形性能影响很大的说。他既有凸起结构又有凹腔结构,还有焊缝,开口等缺陷。。解决的方法我也不知道,据说F22用了一种计算方法精确设计出襟翼翻转正好将菱形凹腔盖住达到隐形效果,这个具体我看不明白。。当然可以把焊缝磨平,用涂料补补,这些工作是该做的
        这是两种机翼反射方向的比较,明显的后一种 大后掠角的三角翼增大入射角和反射角,是隐形战机设计的主流
        普通机翼

        大后掠角的三角翼

        J20的襟翼本该有焊缝,但图上几乎看不到任何焊接的痕迹,这些细节上的工艺体现出对隐形性能的精益求精
        


        5楼2011-02-04 22:33
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          6。武器架,武器架以前用于挂载武器,机体内容积不够为增大武器载重设计的,但是这个东西现在严重影响战机的隐形性能。。所以新一代的隐形战机都用内置武器舱,取消了武器架
          7。起落架,起落架和武器舱一样,用内置的


          7楼2011-02-04 22:45
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            8。座舱。座舱内部有很多复杂的仪器设备,雷达波的反射情况五花八门,各个角度都有,而且本身就是个凹腔结构,是个强反射源。如果座舱玻璃是透波材料,雷达波就可以直接进入座舱。隐形设计的改进方法,可以在座舱玻璃表面镀一层金,很薄,不影响视觉。。这样这层镀金可以把雷达波在座舱外部就反射掉。。虽然座舱玻璃为曲面,也是曲面镜面反射 强反射源,但比起座舱内部的复杂结构,反射强度还是降低了很多
            这是J20舱盖的锯齿边缘设计

            J20的座舱玻璃如何,肉眼看不出是否镀金,但这对隐形性能影响很大,也较简单的技术,镀金而已。。所以定型后肯定会表面镀金的
            


            8楼2011-02-04 22:48
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              9。机头的整流罩,形状为椎体,如果整流罩为不透波材料就是尖顶反射,是弱反射源。。如果透波,那么内部就有很多二面角、凸起、凹腔、边缘反射等结构。。因此,整流罩得用不透波的材料制成
              这个肉眼看不出来,不做评价
              10。舱门、舱盖。。这些东西,首先跟机身都有缝隙,开口,会造成爬行波的绕射。其次,舱门、舱盖的边角会产生边缘反射。。隐形设计的改进方法,第一部,就是尽可能的减少这类不利于隐形的表面不连续结构,优化设计,例如J20的起落架和维修仓的舱盖采用合二为一的整体成型,减少这类舱盖的数量,足可看出对隐形性能精益求精的态度。。其次,对于边缘反射,可以采用锯齿形设计,就是舱盖的边缘为锯齿形,这是一种隐形战机的设计方法,让边缘雷达波散射变成让雷达波从上下45°两个固定的方向反射出去,并且这个方向与机翼外缘的直线平行
              这是J20舱盖的锯齿边缘设计

              这是F35的座舱中间用了加强筋,这个加强筋会影响玻璃的隐形效果

              而J20,座舱玻璃采用整体成型,提高了隐形能力
              


              9楼2011-02-04 22:56
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                说到最后,我就谈谈J20外形隐形设计上的不满意之处
                主要是尾喷口,F22用的是矩形尾喷口,上下有两块矩形板可以移动,调节喷气的方向,同时冷却气流温度,减小红外线辐射。。而J20用的是圆形喷口,这样降温效果不好,红外线辐射还是较大的
                我不想上图了
                其实还有个不满意之处,就是机翼的波瓣特性,这个有点复杂,也不提了


                10楼2011-02-04 23:01
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                  不懂= = 小许我给你加精吧


                  IP属地:河南11楼2011-02-04 23:24
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                    不用加,我还没写完呢,不过后面的波瓣反射特性我自己懂的也很少,不知道该怎么写了。。
                    如果谁有兴趣,看看二战吧这个帖子,里面有些大神讨论比较专业
                    http://tieba.baidu.com/f?z=974322475&ct=335544320&lm=0&sc=0&rn=30&tn=baiduPostBrowser&word=%B6%FE%D5%BD&pn=0
                    


                    12楼2011-02-05 00:01
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                      我先给你加吧,弄到惊风雨那一栏,你以后也好找帖子


                      IP属地:河南13楼2011-02-05 00:04
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                        我就说说对J20的总结吧
                        这款战机起初我没有关注,现在细看后着实让我吃惊,他首飞的时间比我最乐观估计的还早,他的气动布局设计,比我预期最好的还要好。。没想到很多最先进的设计理念都用到了这款战机上面,甚至比F22还要超前
                        机身采用大量倾斜平面,机翼前缘锐边设计,舱门盖锯齿边缘设计,座舱玻璃整体成型,气泡化座舱,内埋式武器舱。。以上都和F22用了同样的设计方法。。估计是窃取来的技术吧。。
                        而全动尾翼,全动鸭翼,可调DSI进气口。。这些是比F22还要超前还要前沿的设计方式也用上了
                        但是有两个不足之处。。一个是尾喷口,圆形尾喷口,红外线隐形性能打折扣了。。第二是鸭翼对整机隐形的影响,也不小,但估计也是没有办法克服的。。鸭式布局的缺陷。。还有个波瓣反射特性,波瓣的数量多了一些
                        总的来说,光从外形的气动布局上看,不亚于F22。。但是内部怎么样我就不清楚了


                        14楼2011-02-05 00:23
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                          小许,我终于彻底觉得自己是个文盲了…


                          15楼2011-02-05 00:32
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                            小许,赶紧把这个贴子发到老张吧去,我要给你加精,每次看到你这种贴子,我都想亲你一口,嗷嗷


                            16楼2011-02-05 04:30
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                              美国新型无人机首飞成功 能直接从航母上起飞
                              http://news.xinmin.cn/rollnews/2011/02/07/9209315.html


                              


                              17楼2011-02-07 16:22
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