主题：【原创】歼-11如何隐身？ -- 晨枫

歼-11B已经比基本型苏-27进了一大步。采用数字电传飞控、电扫雷达、玻璃座舱、一体化电子战和武器集成后，歼-11B可以成为4代半了。但无可否认，歼-11的基本技术已经接近30年了，要在中国空军继续撑20年的大梁，需要进一步的改进，而改进的重点之一就是隐身，其中的难点在于保持基本的气动外形，否则就是全新设计了。

隐身性能通常用雷达反射面积来表示，但这不是暴露在雷达照射下的实际面积，而是反射强度的等效面积。换句话说，面积很小但高反射率的表面和面积很大但低反射率的表面具有同等的等效面积，另外，雷达反射面积是一个积少成多的东西，所以隐身绝对是一个“毋以善小而不为，毋以恶小而为之”的事情。隐身的主要手段有三种：

1、 材料，采用雷达吸波材料、雷达吸波结构、复合材料等

2、 外形，采用多面体、连续可变曲率表面或者B-2那样的无垂尾布局，边缘对齐等

3、 等离子，在飞机周边形成等离子云

歼-11已经采用了雷达吸波材料的机翼、边条和进气口前缘，机翼和尾翼大量采用复合材料，座舱盖镀金属薄膜，除非用全复合材料制造，这方面的潜力已经不大。

等离子是俄罗斯的独门绝技，但效果和使用一直有争议。等离子体对电磁波就好比烟幕对可见光一样，并不是黑洞一样的隐身，而是阻绝视线的隐身。在战场上放烟幕，对手看不到你不假，但不可能不引起对手的警觉，而隐身的目的之一是不引起对手的警觉，目的之二才是阻挠对手的火控。俄罗斯一直没有说明等离子体的产生和有效屏幕的形成的问题，在高速机动飞行中如何保证等离子体吸附在飞机四周又是一个问题。另外，产生等离子体需要耗用能量，这个能量传输到大气环境中，必然引起某些大气物理特征的变化，比如说红外特征的增加。如果这样，那雷达隐身就转化为红外显身。在眼见为实之前，对等离子体隐身的实际功用还是存疑。

一般认为，雷达吸波材料的隐身效果有限，除非能迫使雷达波在吸波材料上多次反射才形成回波，通过累积吸收来大大削弱回波能量，基本上不能通过单一采用雷达吸波材料达到有意义的隐身。气动外形隐身是已知隐身措施中最有效的。

隐身外形的关键在于三点：

1、 减少角反射和袋形反射

2、 减少连续的大平面和固定曲率的球面，减少和入射雷达波垂直的平面、框架和边缘

3、 减少琐碎的表面突出物

雷达捕捉目标和人眼捕捉目标有相似之处。人眼对强反光很敏感，万绿丛中有一面小小的镜子，刹那的反光一下子就引起人们的注意。两个平面形成的直角对入射雷达波形成二次反射，按原方向返回，就是这样的一个强反射源。如果是三个平面形成的立体的直角，反射的定向性更强，反射更加强烈。如果是一个三维空间里的口袋，那除了在口袋的壁上和袋底被吸收的部分，雷达入射能量基本按原方向全部返回，形成最强烈的反射。传统的发动机进气口恰好就是这样一个口袋，金属的进气道壁对雷达波没有多少吸收作用，旋转的发动机的风扇或压气机叶片更是像镜子一样，将雷达波反射回去，难怪在有的文献上，没有任何雷达隐身考虑的F-15的雷达特征达到400平方米，远远超过物理面积。

连续的大平面当然也形成强烈的反射，连续的固定曲率的球面本身并不增加反射，但形成稳定的反射。在理想情况下，一个圆球不管怎么运动，反光形成的光点是稳定的，这就有利于探测和跟踪。对于雷达也一样，稳定的回波容易捕捉，闪烁不定的回波就不容易捕捉。F-117 那样的多面体像迪斯科球一样，形成闪烁回波，这是F-117隐身的基本道理。另外，雷达波和光一样，入射角和反射角互补，和入射波垂直的平面或者边缘反射最强烈。

琐碎的突出物增加信号的反差，也增加雷达特征。

雷达隐身不能像风洞里一样靠在雷达暗室里反复测试然后修形，这太麻烦了，而且和气动特性的交互关系不好处理，只有用超级计算机一揽子计算。早期计算机的能力有限，只能把问题简化成有限的多面体，这就是F-117采用这样怪异形状的原因。随着隐身理论的发展，B-2那样的龟背形成为新宠，这样上圆下平、周边尖锐的外形可以使入射的雷达波能量流散到周边，然后散失。高机动的战斗机可以使用一点这样的概念，像F-22的菱形截面机头，但很难采用B-2这样的无垂尾外形。F-22这一代隐身是建立在连续可变曲率的基础上，用光滑连续的复杂曲面达到比多面体还要好的隐身效果。但歼-11的基本气动外形在设计时没有对隐身作任何考虑，现在为隐身而大规模修形，这就相当于重新设计，有违初衷。换句话说，机翼、边条、垂尾、进气口的形状和位置基本都不大可能大动。这就大大束缚了手脚，但不等于没有文章可做了。

简单的有座舱盖。风挡边框是和前进方向垂直的框架，如果采用像F-16那样的整体式座舱盖，就可以消除这个反射源。进气口前缘如果像F-22或者F-18E那样斜切一刀，或者用大锯齿形代替，也可以削弱这个反射源。减少舱盖，各种舱盖用边缘对齐的锯齿形，这也是做得到的事情。

苏-27的基本设计不容许采用机内武器挂架，翼下的挂架很难代替。机腹下的稍微好一点，像欧洲“台风”一样用发动机舱外侧的半埋挂架会更好，但除非主起落架改成F-15那样的外八字，这个办法也没法用。改主起落架非同小可，发动机舱是否有收起主起落架的位置，需要怎样的结构加强，都是不小的问题。不过这样可以进一步空出翼下空间，应该可以在翼根增加一对挂架。

机头锥大体相当于一个圆锥，在侧面容易形成稳定回波。如果采用F-22那样的菱形截面或者苏-34那样的鸭嘴形截面，会要好很多 。这一条尖锐的边可以像苏-34一样自然地融入边条，但锐边本身也起到一点边条的作用，要和前机身的整体气动协调好，不要打架。

不过这些都是小打小闹，在基本气动外形不大好动的情况下，最大的文章或许在进气道。如前所述，进气道形成一个理想的袋形反射，是前向隐身最大的敌人。在理想情况下，应该采用S形进气道，使发动机正面不暴露在雷达照射下。但这要大动干戈了，工作量一点不比重新设计一个机翼小。但是，F-18E采用了一个很有意思的“雷达屏障”，极大地降低了进气道的袋形反射。

除了调节进气激波位置的调节斜板或者调节锥，进气道里通常就是一个空筒子。形状和尺寸当然是很讲究的，但还是一个空筒子。雷达屏障则是在进气道里增加一圈风扇叶片一样的整流片，起到一点把进气理顺的整流作用，但更大的作用是阻止入射的雷达波长驱直入。入射的雷达波不再能直接照射到发动机正面形成强反射，而是必须从整流片的缝隙之间拐进去，再在内部的进气道壁上反射几次，才能达到发动机正面。返回时还得再这么折腾几次，才能回到空中，最后形成回波。由于进气道壁上和整流片的正面、背面都涂覆有雷达吸波材料，雷达波每反射一次就要被吸收掉一些，几次下来就损耗得很多，极大地削弱最后回波的强度。事实上“真正”的隐身战斗机的S形进气道也是一样的原理，靠积少成多来消耗雷达波的强度。雷达屏障的效果不错，在竞争JSF的时候，波音设计的X-32也采用了这个技术，所以X-32的“血盆大口”并没有影响隐身。当然，进气道的设计是一个十分精妙的事情，不能随便增加这样一个雷达屏障，但在基本气动布局不变的情况下，这是削弱前向隐身最大漏洞的最好办法。

F-18E的雷达屏障是固定的，但X-32的就是可调的，同时兼作进气激波位置调节的作用。如果歼-11采用这样的可调雷达屏障，不仅隐身性能大大提高，还可以省却现有的调节斜板，控制总重量的增加。不过雷达屏障增加进气道的阻力，可能需要发动机增大推力来补偿，如果对超音速巡航还有一点要求，就需要更进一步加大发动机的推力，这是雷达屏障的一个缺点。未来的空中战场上，没有一点隐身功能的战斗机将十分被动，两害相较取其轻，这个代价可能是必须承受的。

采用了这样的隐身技术改进的歼-11依然不能算隐身战斗机，只能算F-18E那样的半隐身战斗机，在前向有一定的隐身功能，在其他方向基本上没有太大的隐身功能。但这样的“适度隐身”可以在传说中的隐身新歼出来之前填补空缺，之后也可以在隐身新歼的鞍前马后填空补缺和扩大战果，或许对中国这样的发展中国家是事半功倍的好事。美国海军也不追求“真正隐身”，所以这不是异想天开的。

• 西河文萃第27期 2009年12月6日