详解中国歼-20的隐身设计，真和F-22差10倍？丨杨叔洞察
来源： 最后更新：23-01-03 08:23:24
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来源：军武速递官方
前阵子的文章，咱们主要从气动布局和飞控系统的角度和大家聊了一下歼20设计上的两大关键技术。反正综合来看：歼20的总体方案就是建立在发动机不如对手的情况下，为了获得更强的超机动和超音速巡航能力，以牺牲部分隐身性为代价采用高度复杂的气动设计和近乎变态的飞控系统打造的超机动隐身四代机。
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虽然依靠独步全球的“升力体边条鸭式布局”，歼20在超巡、超机动方面超越F22肯定是个不争的事实，但是如此复杂的气动外形也必然对隐身设计带来更大挑战。
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比如咱们就拿四代机都要遵守的平行原则来说：机体表面所有边缘都要尽量与主翼保持平行，以便优化反射角度，将入射的雷达波合并集中到几个特定的安全方向，偏离主威胁方向。
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对比歼20和F22的气动外形：由于前置鸭翼不能完全与主翼面平行，歼20的雷达反射为12波系，就是将入射雷达波集中反射到12个主要方向，而F22则是8波系。从隐身设计最基本的原则来看：反射波系越少被发现的概率越低。这方面做得最好的是采用飞翼布局的B2隐身轰炸机：机身前后缘平行，各种接缝锯齿化后同样平行，整个机体棱边只有两个朝向，甚至干脆连垂尾都不要了，整个机身做成扁平的一体，以获得极致的隐身效果。
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那歼20的鸭翼在偏转过程中肯定会增加雷达发射面积，即使可以通过控制偏转角度或者使用吸波材料降低这个影响，但从隐身设计越光滑越好的基本原则来看：鸭翼是一定会破坏隐身的，这个是无论如何也跑不了的。那按照美国方面的估计：歼20的正面RCS要比F22高出一个数量级，F22的公开RCS数据是0.0001平米，歼20可能是0.001。
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但是这点差距对隐身战机来说不是0和1的问题，而是1和1.3的问题，甚至是1和1.2的问题。最简单的道理：以歼20的RCS水平，超视距空战100多公里外，F22的雷达是根本无法有效锁定的，只能到近距离内用雷达长时间精确搜索才能发现，但这就相当于在黑夜开手电筒自暴。因为隐身战机，除了雷达隐身、红外隐身还有一个电磁隐身：要尽量避免长时间打开雷达，被对方的电子侦察手段发现，毕竟F22唯一的败绩就是被EA-18G用不讲武德的方式来骗来偷袭嘛。
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而且对于隐身战机来说：你都能用雷达发现了，这意味着什么？印度空军前参谋长曾有个著名的神言论：苏30MKI的雷达可以在数公里外探测到歼20，当然这个距离我也能探测到。所以歼20对抗F22并不是很多军迷想当然认为的斗兽棋单挑，更多是要依靠背后的作战体系。
毕竟歼20设计之初的定位就是国土防空，更多是要依靠地面远程预警雷达和空中预警机抵消F22的隐身优势，然后发挥自身在远程截击方面超巡、超机动的优势。
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而F22的设计定位是前线攻势作战：即利用隐身优势对一个国土广袤，缺乏先进防空手段的大国实施外线侵略进攻，因此在性能指标上把隐身排第一。所以两种不同定位的四代机，单独拿出一项性能对比，企图分出战力高下是没有任何实际意义的，脱离作战使用谈武器性能的都是耍流氓。
那尽管由于两种战机不同的作战定位导致技战术指标各有侧重，但这并不妨碍我们发挥后发优势在单点技术上超越老同志。这方面最值得一说的就是歼20的DSI进气道，DSI进气道的中文是“无附面层隔道超音速进气道”。
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先讲一下什么是附面层：当战机高速飞行时，靠近机体表面的空气与蒙皮发生摩擦，因空气黏性导致流速降低。这一段流场变化的空气层就叫附面层，如果让这些流速、方向都不稳定的低速气流混合高速气流一起被吸入进气道，轻则影响进气效率，重则喘震甚至发动机熄火。所以为了消除附面层的影响，传统的解决方案是用隔板在机身之间留出空隙。另外，进气道内部也不是直来直去的简单通道，里面有各种复杂的分隔板、排气口，用来去除不同飞行状态下的低速气流。但这种设计对于追求高机动、高隐身的四代机显然是非常不利的：F22附面层隔道形成的空腔不仅会大大增加超音速飞行时的阻力，而且对正面隐身非常不利。
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而歼20的DSI进气道则用一个三维鼓包，高速飞行时将沿机身的乱流层剖开。不仅消除了复杂的吸排气系统，大大减轻了结构重量，而且提高了战机跨音速飞行的机动性，更有利于隐身。
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DSI进气道原理看上去简单，但鼓包的大小、形状、位置要考虑所有速度范围和仰角变化下的进气效率，这背后体现的是计算流体力学的最高水平，需要大量的高速风洞和极高的加工精度。传统的金属材料无法达到如此高精密的加工要求，只能使用复合材料。这点我们可以看到：黄皮歼20进气道鼓包的颜色和其他部位明显有所区别。
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正是由于DSI进气道极高的设计和加工难度，西方国家至今也只有F-35一种战机使用。虽然洛马公司最早在F-16上已经开始研究相关技术了，但咱们在使用氪金眼技能后就立刻自行开发弯道超车。枭龙成为世界上第一款服役的、使用DSI进气道的战机。自此一发不可收拾，不但中档的歼10B、歼10C；高端的歼20、FC-31，甚至连从歼7大改而来的山鹰教练机都用上了DSI进气道。有腹部进气的、两侧进气的、成飞、贵飞、沈飞，迅速把这一顶尖科技白菜化。
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而如果说DSI进气道咱们还是摸着鹰酱过河，那歼20的弹仓设计则是完全的独立自主创新的结果。四代机为了实现全面的隐身，需要将全部武器弹药内置，歼20与F22一样都采用机腹主弹仓加侧弹仓的布置。其中主弹仓用于挂载中距空空弹，侧弹仓各挂载一枚近距格斗弹。
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F22的侧弹仓采用上下两片对开舱门，发射前打开滑轨前段升起，将响尾蛇导弹的引导头暴露于外。此时打开的舱门不仅犹如一盒巨型减速伞影响飞行品质，而且将严重破坏机体表面隐身性。
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而歼20的侧弹仓则用一种更具创造性的旋转式导轨挂架完美解决了F22的问题。其侧弹仓只有一整片向上打开，只要进入格斗状态，飞行员就可打开侧弹仓，旋转机构将导轨挂架外翻推出，然后重新关闭舱门。
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如此一来就可以保证隐身和机动性不受影响的情况下，导弹引导头也拥有更加宽广的搜索视场。发现目标后立即发射，然后再次打开舱门将挂架回收。
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升力体边条鸭式布局、DSI进气道、旋转导轨发射架，歼20身上这些创造性的设计无一例外都体现了中国航空人独具匠心的创新智慧。从当年的遥不可及到后来的望其项背，再到如今的齐头并进。以歼20为开端，标志着中国已经逐步具备挑战美国这个世界第一航空强国的战斗机设计研发能力。
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但是歼20现有的水平远远不是其最终形态：双座版、推力矢量版、歼击轰炸版。未来的歼20又会有哪些改进发展空间呢？这些就让我们拭目以待吧。
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