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T50戰機採用等離子隱身?這技術效果差了F22幾萬倍



T50戰機採用等離子隱身?這技術效果差了F22幾萬倍



圖:T50


就和中國傳統武術最喜歡強調自己的悠久歷史博大精深一樣,毛子隱身戰鬥機最喜歡吹噓等離子隱身。


當然這個類比有點不公平,實際上戰鬥機的等離子隱身在現階段屬於扯淡,但畢竟在電磁學理論上和特定條件的試驗結果中,等離子體都確實可以衰減和吸收來射的雷達電磁波,是可以被明確證實/證偽的—不比什麼內力、經絡之流狗屁倒灶的東西,屬於徹頭徹尾的玄學產物。

一:等離子隱身在原理上有一定可行性,但現階段工程可行性極低


毛子吹等離子體隱身,是90年代以後,他們只能靠嘴炮騙錢和維持科研強國自尊的歷史必然產物。蘇聯解體以後,毛子工業和科研體系瓦解崩潰,各種企業單位為了生存,不僅把手上最好的東西全都拿出來賤賣;就連各種尚處於預研階段、乃至於概念探索階段的方案,都紛紛來出來騙錢,只要給錢就賣技術,或者聲稱能做出突破性的成品。



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圖:隱不了身的飛機,毛子和黃皮毛子毛孫就喜歡吹等離子隱身;好比練武術的和練現代格鬥的打輸了,就說是怕打死對方而沒用內力


實際上在最前沿的科研技術探索中,很多路線都是死路或者是彎路,最後被證明根本無法達到預期的性能,或者會由於某些無法克服的障礙而最終無法實用。筆者此前的文章《五十年研究,數十億美元,美軍最先進火炮死於小氣泡》中介紹的液體發射葯火炮就是典型,性能極限確實驚人,遠超傳統火炮,但由於無法解決氣泡產生潰滅導致的膛壓危險波動,最終在離轉化為實際裝備不遠的地方倒下死亡。


而現階段的等離子體隱身,做到的性能上遠遠不能與三大常規隱身技術(外形、結構/塗料、電磁頻譜管理)的綜合效果相比;而且其實現方式(包括設備、結構),要麼付出的代價大到不可接受,要麼對戰機其它性能的破壞會嚴重到無法接受。


二:不是所有等離子體都叫特......都叫特么的隱身等離子體


首先要談等離子體的一點,就是這東西不神秘。就地攤上的熒光燈,那也是靠等離子體在發光,事實上現在相當高比例的等離子隱身技術的試驗,都是藉助熒光燈作為核心的等離子體發生和維持設備運行的。



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圖:極光就是等離子體主動發射電磁輻射形成的自然現象


等離子體可以簡單看成是被電離了的氣體,傳統的氣體中分子都是不帶電的中性粒子,比如O2,N2等等都是。而電離以後的氣體,它裡面絕大部分就成了帶正電荷或者負電荷的離子。這種狀態下粒子的電場勢能很高,因此也相當不穩定。


由於帶電粒子的高能量,它自身會主動散發大量包括可見光在內的電磁輻射——自然界中的極光就是典型的例子。等離子體對電磁波的作用存在多面性,絕不僅僅是吸收而已。



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圖:黑鳥家族不隱身!不隱身!不隱身!重要的事情說三遍!


實際上等離子體在絕大多數情況下,會對入射的雷達波形成顯著的反射作用——很多人吹牛逼吹到能嚇死美國人的天波雷達,靠的就是大氣層中富含等離子體的電離層,將雷達波反射到更遠的地方。而SR71所屬的黑鳥家族高速飛機,之所以不隱身、易於被發現,除了早年沒有靠譜的隱身飛機設計能力以外,其發動機的高溫噴流由於等離子體形成的反射效應也是關鍵原因。



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圖:很明確的告訴你們,這套等離子隱身特性的試驗器材里,那一根一根的就是熒光燈管。熒光燈管是一種非常典型的等離子體管。


所以在等離子隱身技術中,需要涉及到非常複雜的調頻等處理,使得產生的等離子體在吸收目標特定波段頻率的雷達波上的能力最大化,並儘可能抑制它的主動電磁輻射效應。這是等離子隱身實用化中,非常大、而且短期內無法完全解決的難題之一。


三:開放式等離子體隱身技術——距離能用差幾萬倍都不止


正如前面提到的,等離子體是電離出來的,而且處於高能狀態——能量高到電子都被從原子和分子中被剝奪出去了。這意味著如果要用高離子濃度的離子云覆蓋飛機較高比例部位的地方,則等離子體本身的溫度,電離所需的功率,都將會非常的高,遠遠超出現代常規戰術飛機的機體材料承受極限,和發動機動力以及發/配電功率、設備安裝尺寸空間的極限。



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圖:平時的熒光燈、電離教具等物品,能用低功率實現電離,靠的是腔體內維持相當低的氣體壓力


氣體密度越大,越是難以電離——這也是大氣層中的電離層高度是從6萬米以上開始的原因。這個密度所在的大氣層自然高度,遠遠超過人類任何一種飛機的性能極限;因此不可能在戰鬥機外表面外,直接電離空氣來形成等離子體。

從設備腔體內將低密度的氣體進行高度電離,然後釋放到飛機表面,雖然可以解決離子云溫度和功耗的問題,但是離子濃度和總量也會弱雞到毫無實際意義;這一領域人類工程能力的極限,距離F22/F35的隱身性能標準,目前濃度和總量和目標存在至少5個數量級以上的差距——也就是起碼幾萬倍以上。這還沒考慮功耗和溫度等問題。


四:封閉腔體式等離子技術——同樣不靠譜


等離子體隱身,目前真正被認為有一定可行性的方向;是在飛機的結構內部,設置一些封閉式的腔體,然後使之充斥等離子體,形成局部性的吸波能力。在有限的體積下,吸收雷達波所需的離子濃度和數量可以很容易堆積出來。



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圖:F22



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圖:F35的雷達,繼承了F22的傾斜安裝方式


問題在於,飛機的結構內不僅本身通常都有非常高的強度要求,而且空間極為珍貴。等離子腔室這種需要佔用很大空間的東西,不僅在機翼/垂尾、邊條等部件的內部根本無從安裝;就是在進氣道內壁四周,也絕對沒有空間——特別是T50進氣道結構總成已經曝光,那上面絕對不存在什麼扯淡的等離子隱身裝備的安裝設計。

目前唯一在戰機上能裝上等離子隱身腔體的地方,實際上只有飛機本身就是大空腔結構的部位;換言之就是機頭的天線艙——駕駛艙是絕對不行的。講道理的話,雷達天線本身也是前向反射的重要來源,所以F22和F35——實際上肯定還包括殲20,才會把天線陣列做成傾斜設計。



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圖:這種結構在現在的高速飛機上根本做不了,沒有任何可行性



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圖:在工作狀態下,惰性氣體會被電離成等離子體,此時雷達無法工作


但是這時另一個搞笑的問題就出現了——在天線艙充滿等離子體以後,戰機自己的雷達也就無法工作了。實際上這個問題不僅限於戰鬥機雷達,其它被等離子體覆蓋的任何射頻設備天線都會被這個問題困擾。舉個例子,飛船和太空梭重返大氣層時,和地面聯繫被嚴重干擾、乃至斷絕的黑障現象;就是其四周空氣高度電離,形成了等離子體包裹飛行器所引發的。



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圖:T50進氣道結構總成


等離子隱身針對這個問題,目前提出的解決方案只有時間控制措施,也就是要用雷達的時候就關了。而在新一代的雷達罩透波材料(選擇性透波)面前,這種技術根本沒有任何競爭能力——特別是中國14所最近在八股中公開的光敏控制材料。


結語:


從技術進步速度看,直到現階段電磁隱身理論淘汰的那一天,等離子隱身技術都沒有希望克服它現在遭遇的諸多難題。


所謂等離子隱身,只是一個理論上存在一定可能,但工程實現角度完全是扯淡的東西。這玩意,只有那些連覺得縮減10dB信號就是隱身性能改善十倍;連-5dB是什麼概念都不知道,就指著T50模擬論文說隱身媲美F22和殲20的傻叉黃皮毛子毛孫才會信。

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