歼10能否隐身和飞机形状关系大吗?

10是中国自主研制的第三代战斗机,具有较高的机动性和对地攻击能力。歼10的隐身能力与飞机形状有一定的关系,但不是唯一的因素。飞机形状影响飞机的雷达散射截面(RCS),即飞机在雷达上反射的信号强度。一般来说,飞机形状越复杂,表面越不光滑,RCS越大,隐身能力越差。反之,飞机形状越简单,表面越光滑,RCS越小,隐身能力越好。

歼10的飞机形状并不是专门为隐身设计的,而是为了提高飞机的气动性能和稳定性。歼10采用了中单翼、鸭式布局、带中心激波锥的二元可调进气道等设计,这些设计都有利于提高飞机的升力、降低阻力、增加操纵性。但是,这些设计也使得歼10的RCS较大,难以实现有效的隐身效果。

除了飞机形状外,还有其他因素也会影响飞机的隐身能力,如涂装、材料、发动机、电子设备等。这些因素都会产生不同类型和频率的电磁信号,被敌方雷达或其他传感器探测到。因此,要提高飞机的隐身能力,需要综合考虑各种因素,采用多种手段来降低飞机在各个方向和频段的RCS。

一个类似的例子是美国的F-22和F-35战斗机,它们都采用了钻石形或三角形的飞机形状,表面光滑无缝,进气道内部有S形弯曲,发动机尾喷口有特殊涂层等设计,这些设计都是为了降低飞机的RCS,提高飞机的隐身能力。




前不久,据央视7台报道“歼10家族将迎来下一位更加威猛的兄弟”,这极有可能就是换装“矢量发动机+具备隐身能力”的歼10D。而如图上所示,将歼10拍扁后,进气道改为两侧,机首部位菱形化设计,外倾式的双垂尾气动布局动布局,这一系列的改进的确可以大为减少歼10D的RCS。所以说,单看图中的信息,歼10D完全可以成为一款单发版的隐身战机,如果再加上涡扇-10矢量发动机的话,那就拥有了与F35相抗衡的能力。

众所周知,隐身战机最重要的就是气动布局设计,而图上所示的歼10隐身版,也完全符合隐身战机的要求。具体来说就是,将进气道设置在机腹下两侧可以有效的遮挡发动机叶片,使入射而来的雷达波无法照射到发动机叶片,从而造成强烈的雷达回波信号。其次,菱形机首与歼20,F22的设计如出一辙,可以显著减少侧面的雷达波。外倾的双垂尾,也可以减弱侧面照射到垂尾雷达波的反射。总而言之,图上的歼10隐身版,是一架完全具有隐身能力的战机。

不过图上的歼10隐身版本的内置弹仓直接被设计在机腹下面,而且还突出下机身不少。这样一来,就不如将内置弹仓集成到机身内部有利于隐身了。此外,歼10隐身版的腹鳍被设计成垂直机腹的,又增加了一个不利于隐身的因素。另外,图上的歼10隐身版的外形棱角分明,也不利于隐身。紧接着还有一个问题,起落架设计在何处?副起落架安装在机首下面是没问题的,那么两个主起落架的位置就有点尴尬了。机腹被弹仓占据了,基本上没有安放主起落架的位置。

此外,油箱的设计位置突出机翼的部分就是与机翼垂直的,比较影响隐身性能。从图上歼10隐身版来看,其采用了下单翼气动布局。这点事完全继承了歼10系列的特点。最终,图上的歼10隐身版的隐身性能是不会好于歼20,F22,F35的。毕竟深度改进的三代半,也没有原本就为隐身设计的机型隐身性能好。从图上看来,隐身版的歼10更像是为了隐身随便改变设计的型号,根本上就没有整体的考虑隐身问题。

在空军有歼20,海航有歼31的前提下,大量改进歼10使之成为隐身战机,这样的性价比针对歼31是否有优势也难说。若果说,空军需要中型隐身战机的话,那完全可以采购双发的歼31,没必要去下大力气升级大改歼10。毕竟还是专门设计的隐身战机隐身性能更好,也更全面。而报道中的下一代歼10,个人觉得应该是“换装太行矢量发动机+新型航电+有限度隐身”的歼10,而不会是专门为实现隐身性能而大刀阔斧改进的隐身版歼10。




题主绝对是受到俄罗斯苏-57被外媒戏称为“拍扁了苏-27”之调侃语的影响,所以才会有把歼-10拍扁就能实现隐身的脑洞大开的想法,这个理念在实际实施中很难实现,因为战机气动隐身是一个系统工程,不仅仅只是将其拍扁就能实现的。

战斗机气动布局隐身是一个系统性的工程,涉猎数十个专业学科,是一个多项技术综合导致的一个结果。在隐身技术白菜化的今天,从气动隐身原理上来看,进行气动隐身修形并不难,原理很简单,无外乎以下两种途径,即靠外形弹走雷达波和靠材料吸收掉雷达波。

在了解隐身原理的同时,还需要了解到隐身与气动之间的关联性,同样存在这两个突出的矛盾:第一个过分强调外形隐身,隐身效果好了气动必然受到影响,最有说服力的例子就是世界上第一种影响飞机F-117,棱形八面体的构型保证了隐身效果,但机动性就不行了,成了一款没有制空能力的战斗轰炸机;第二个过分依赖材料隐身,一种材料难以吸收所有的雷达波,过多的应用带来的是重量和造价的飙升。

上述我们讲了战斗机气动隐身的两种途径和隐身与气动之间的两个突出的矛盾,结合这两点理论我们来看看将歼-10拍扁修形后是否能够实现隐身。

从气动布局设计角度来看,歼-10采用的是典型的中距耦合鸭翼+大三角翼布局设计,按照气动隐身惯用的平行法则,歼-10的气动布局需要大幅度的修正,即保证机身的轮廓尽量设计成平行线,细化点讲就是飞机的进气道、机翼、水平尾翼(歼-10是没有的)、垂直尾翼的前缘是平行的,水平尾翼、垂直尾翼以及机翼的后缘也是平行的,只有如此才能最大限度的减少可能发生雷达垂直反射的方向。

歼-10按照平行法则进行修形,其实并不难,也就是完成鸭翼与主翼的前后缘平行线修正。歼-10鸭翼和主翼的前缘本身就是一组平行线,主要问题在于后缘上,由于歼-10主翼是典型的大三角翼设计,因此鸭翼也就必须进行修正,原本带有一定后掠角的鸭翼也必须改成三角形,也就是对鸭翼后缘进行直线切角处理。

对于歼-10的外形处理,包括机头菱形处理、进气道修正(歼-10B/C已经完成)以及鸭翼和主翼的平行法则处理都不是太大的问题,在实施上也相对比较简单,但垂直尾翼将是一个硬伤,神仙也没办法。这是由于歼-10单发布局决定的,因此其只能使用单垂尾设计;单垂尾设计压根就没法进行隐身处理,尾翼可行的就是降低高度,但降低高度带来的则是飞机的安定性出现问题,从而影响到整体的气动特性。

这不仅仅是拍扁就能解决的,上述的只是隐身修形的一些具体的方法,也仅仅是理论层面上的设想,修形后对于歼-10的气动特性影响有多大,这还有待于实际风洞试验才能知道,一般认为,气动布局大幅的改动的难度无疑于重新设计一款新飞机。

除了上述的问题之外,还有一个最知名的问题就是内置弹舱处理。我们要知道歼-10本身就是一款中型机,其机体空间本身就有限,当前国际上进行过非隐形战机隐身处理的只有F-15重型战斗机,其内置弹舱设计是通过进气道旁边的保型内置弹舱实现的,显然歼-10不具备同类改进的特性。

歼-10受制于机体空间的限制,如果和当前四代机将机腹部掏空的方式布设内置弹舱,那么歼-10有限空间会直接导致两个方面的问题:第一的内置弹舱的深度不够,因为歼-10采用的是腹部进气设计,原本留给腹部的空间就不多,强行开一个内置弹舱要么增加机体的厚度,要么就是开一个尺寸很小的弹舱;机体厚度增加必然破坏歼-10整个气动特性,飞行阻力增加;小弹舱武器挂载能力大幅下降。第二严重影响到歼-10的内部载荷,尤其是歼-10的内油搭载量;原本歼-10在同类机中机内油载量就偏少,内置弹舱的开设将严重的影响到其机内油箱布置,就算是搞个机翼油箱或者垂尾油箱,这对于战斗机整体的重心会产生很大的影响,需要对歼-10的整体结构进行全新的设计。

由此可见,歼-10想要实现隐身,并非一件容易的事。这涉及到歼-10飞机整体的设计,一个地方处理不好,将会对整个机型产生巨大的影响,其工作量绝不亚于重新设计一款隐形战斗机。最致命的是,歼-10隐形化处理后,载弹量下降、作战半径降低,作为一款中型机来说,这无疑是在打压其生存空间,改了没有多大的实际效果,反而性能大打折扣,显然有些得不偿失,如此又何必呢?

歼-10想要实现隐身并非拍扁那么简单,这是需要伤筋动骨的全面重新设计的。




把现有的歼10拍扁不就是为了隐身需求吗?那么对于拍扁后的歼10而言就得设计有内置武器弹舱。为了容纳内置弹舱,整机的气动布局肯定不单单只是将气动外形设计为菱形平面几何形状即可。因为额外增加了内置弹舱,那么机身内部的结构框架、内置油箱和很多机载设备也得挪到其他位置,那么整机的质心会发生改变,气动中心和重心以及整机结构质心之间的关系会发生改变。也就是说把歼10拍扁成为隐身战机的工作量,甚至比重新研发一款单发隐身中型战机的工作量还大不少。其实从一架战机的研发历程来说,整机气动布局的研发和后续测试是整个研发工作中占比最大的一个环节,从设计初期采用哪种气动布局?到气动布局设计好以后,开始对缩比模型吹风洞检验气动布局设计是否完善,后面再根据风洞数据修改。到最后整机原型机生产出来以后,因为不同气动布局的战机有不同的内置结构设计,到这个时候原型机还得先进行结构强度测试,再到后面多架原型机五六年的试飞定型工作下,其实不亚于完全研发一款新型隐身战机的工作量了。再一个对于五代隐身战机而言,由于隐身需求不再可能随时挂载外置副油箱来提升作战半径了,所以对于机身内置载油量很看重,比如相比上代机型F15战机最大6吨的内置载油量而言,F22隐身战机的最大内置载油量直接提升到8.2吨以上,单发的F35最大内油也有8吨以上。所以对于隐身化的歼10战机而言,最大5吨的内油意味着其最大作战半径只有900公里左右,只能算是一个机场保卫者了,这显然丧失了歼10作为国土防空拦截的重要优势,那么唯一最好的方式就是给隐身版本的歼10设计一个内部空间巨大的驼背用来增加内油量,比如从座舱后在不影响整机气动布局的前提下额外增加内部空间以增大内置载油量。最后就是标题中的图片中的歼10设计图有很多错误点存在,比如现下的歼10为什么没有和F16一样采用保型油箱设计呢?不是说歼10当下没有这个需求,而是歼10整机的气动布局决定了其机身两侧根本不能设计有其他东西,当年歼10为了降低整机的空气阻力,优化其超音速飞行下的诱导阻力,机身两侧还内收了一些来避免鸭翼脱体涡流和下洗气流对飞行速度的影响。所以歼10战机虽然在初期改进过程中也曾和F16一样打算在翼根两侧设计有保型油箱,并且还进行过吹风洞测试,但是最后却因为保形油箱的整体长度受到了翼根弦长的限制,其次为了避免影响鸭翼脱体涡流和下洗气流,保形油箱只能被做得较薄,两个因素结合起来实际上保型油箱的内置载油量很有限,而且外置保型油箱虽然将空气阻力降至最低,但是毕竟相比原版有很大差距,而且额外增加的保型油箱也增加了一定的空气阻力,对于发动机推力有了更大的要求,所以在歼10翼根位置布置保型油箱还不如趁着气动布局的大改直接设计一个更大的内置油箱呢?其次在不改变现有机身结构和整机气动布局的情况下,歼10根本无法通过在机身腹部挂载外挂弹舱的方式实现隐身弹舱需求,因为从进气道到机身中后部位置有前起落架和两个主起落架,实际在这个空间下可用的空白空间只有一个1000升副油箱的体积,也就是说如果不重新设计整机气动布局和结构框架只想着拍扁歼10的话,一个副油箱的空间最多也就携带两枚格斗弹/中距弹或者一枚格斗弹一枚中距弹的能力。毕竟这么大点空间还要留有格斗弹发射导轨等辅助性零部件。当然随着隐身化时代的到来,虽然当下我国已经批量装备服役歼20这种双发重型隐身战机,但是从军队发展来说未来也是需要一款价格更为低廉的单发隐身战机来替换歼10这些单发非隐身战机。所以如果真的有打算设计一款和现有歼10一样采用鸭式气动布局、单发中型隐身战机的计划,那么从设计初期就将内置弹舱、内置保型油箱等因素考虑在内的话,肯定能“全新设计”出一架性能依旧先进的单发中型隐身战机。




歼10飞机确能隐身与飞机外形设计有关!现在中国空军已装备升级为歼20飞机,性能更优,外观似蝙蝠状,还能携带各种导弹和火炮!连美国和西方国家都很羡慕歼10,歼20新型战机性能和质量!

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页面更新:2024-02-23

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