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中國首次公開已掌握戰鬥機隱身測試一關鍵核心技術,殲-11系列戰機或將戰力大增

圖註:沈飛整機RCS測試技術團隊

據航空報報道,近日,航空工業沈飛整機RCS測試項目取得成功,它的成功意味著我國戰鬥機空中作戰能力大幅度提升,為我國飛機技術創新發展道路鋪下紮實的基礎。同時,這也是中國首次對外公開宣示我們已掌握隱身戰鬥機RCS測試的全套技術。那麼什麼是RCS測試?它的技術突破和成功有多重要?

RCS測試與隱身戰機研製

所謂RCS,是「雷達反射截面積」這一技術術語的英文縮寫。我們知道,雷達是目前遠距離發現飛機的主要設備。雷達對不同飛機的發現距離不同,除雷達本身及環境因素外,與飛機關係很大。而飛機外形十分複雜,大小不一。為便於對比,所以建立了一個人為的衡量和表達參數,這就是「雷達反射截面積」。因為雷達波本質上就是一種電磁波,所以本來測量或計算出的飛機對雷達波的反射強弱是用電磁學單位來衡量表示的,即用分貝平方米表示,有時只用分貝表示。但無論是分貝還是分貝平方米的表達,都非常不直觀,不能讓人直接看到雷達反射的強弱效果。為了讓人更好理解,很多資料改用面積,即平方米表示。通俗解釋就是,它表示飛機對雷達波的反射能力相當於多少平方米面積的垂直金屬平板。這樣一來,A飛機與B飛機對雷達隱身能力的強弱就可以直觀的用這個反射截面機的大小來看到並加以比較了。

隨著第五代戰鬥機的問世,隱身技術成為其尖端標誌性技術,「雷達反射截面積」作為衡量飛機對雷達隱身能力高低的關鍵參數,變得愈發重要。進行RCS「雷達反射截面積」測試,成為隱身戰鬥機研製的關鍵環節,只有全面測試並把控RCS數值,才能保證隱身戰鬥機真正隱得了身。因此沒有通過RCS這關,隱身戰鬥機是否真正能夠實現設計隱身指標就得不到驗證,只有過了這一關,隱身戰鬥機才算「大功告成」。

RCS實驗室測試與整機測試

當今世界,戰鬥機RCS測試是一項技術難度很高的工作,迄今為止具備該能力的僅有美國、俄羅斯、中國和歐盟少數國家。飛機雷達反射截面積的測量,有實際測量和實驗室測量兩種方法,原理都是一樣的,就是由一個雷達發出探測波,照射到被測量目標之後,去接收、測量並計算回波的數值,最終得到雷達反射截面積的大小。

一般而言,新戰機研發之初,會將縮比風洞設計模型拿到實驗室進行測試,實驗室測量的設備並不複雜,核心就是一個被稱作緊縮場的實驗設備,這個緊縮場是由四塊方形平行面板拼接而成的空間。只需要將被測目標如大型飛機進行嚴格的尺寸縮比,製造出與原機外形、結構、尺寸完全相同,但要小得多的模型放在緊縮場中,就可以對其雷達反射截面積的大小進行測量了。

雷達反射截面積的實驗室測量,與實際測量相比,得到的測量數據比較穩定和精確,更便於分析和利用。當然,測量縮比模型與直接測量實際尺寸飛機還是存在一定差距的,因此,緊縮場做的越大,模型越大,測量效果就越好。但緊縮場面板要做得很大是不太容易的,因為為了保證對雷達回波的測量精度,面板必須嚴格平直。做的越大,由於重力的緣故,面板就越容易彎曲,測量精度就無法保證了。因此,像研究氣動布局吹「風洞」那樣製造全尺寸的雷達反射截面積實驗室測量模型,從目前的技術來看,還無法實現。

而當隱身戰鬥機建造完成以及塗敷隱身塗料之後,就要進行整機RCS測試,該測試無法在緊縮場完成,因此主要是依靠建造整機全尺寸模型或直接使用整機樣機在外場開放環境下進行。進行測試時,將被測整機托舉並固定,而後使用RCS測試雷達對其進行照射和測量。實際測量與實驗室測量不同,無法使用緊縮場一次性全面完成全機360°全向測試,因此只能分方向對整機各方向RCS進行多次測量,因為飛機的前方,側方和後方的雷達反射截面積是不同的,具體到各個部位,如機頭、機翼、尾噴口,因形狀不同,雷達反射截面積和特徵也不一樣。

重要意義

據報道,航空工業沈飛完成了整機RCS測試,這意味著該單位已經全面突破和掌握了隱身戰鬥機RCS測試這一關鍵性技術,且戰鬥機隱身性能指標完全達到設計指標要求。而且值得注意的是,在此之前,已經列裝服役的殲-20隱身戰鬥機,肯定早已完成了RCS隱身技術測試工作。這充分表明中國已經全面掌握該技術,而且擁有RCS測試技術能力的單位很可能還不止一家。同時,航空工業沈飛用來進行整機RCS測試的隱身戰機,官方報道中稱為「我國雙發重型戰鬥機」,而報道配圖中所用背景圖片是殲-11系列戰鬥機,

因此極有可能就是殲-11B或者殲-16戰鬥機,這些第四代、四代改非隱身戰機通過RCS測試,表明其極有可能也採用了一定的隱身技術改進措施,這使得我軍重型雙發主力四代戰機具備了一定隱身性能,性能進一步提升,因此在官方報道中稱其「空中作戰能力大幅度提升」。

此外,RCS測試技術是多種高精尖技術的結合,包括了模擬、電磁兼容、自動控制、自動測試等關鍵新技術,這些新技術除了應用於隱身戰機研發,也可應用於航天、航海、汽車、船舶等多個領域,將為提升我國整體科技能力作出更大的貢獻。

【兵工科技】系大魚號內容合作簽約作者。

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