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时间:2019-09-11 22:32来源:北国防务 作者:中国航空 点击:
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在不久前的2019年莫斯科航展,俄罗斯首次静态展示了苏-57战机。展示的苏-57虽然并命名为苏-57E,但这其实是一架不能飞行的静力试验机。

苏-57静态展示后,外界也首次得以近距离观察机体细节,从大部分照片可发现其表面平整度较苏-27/30有很大的改进,唯独机腹内弹舱门的间隙却显得非常大。对于隐身飞机而言,“门”怎么关可以说大有讲究。


 


△莫斯科航展上静态展示的苏-57,其飞机表面的平整度较高,但内弹舱的舱门缝隙突

飞机上的各种舱门对隐身需求都是一种挑战,原因是舱门即便关上,其缝隙仍像是一道细长天线般可以反射雷达波。美国空军曾要求洛克希德公司在F-117上只留下3个起落架舱门与1个座舱罩来减少问题,但这在现实上是不可能的,于是工程师发明了多种方法来降低舱门的回波:
  • 舱门形状与机翼平行,使回波方向统一而减少强回波波束;

  • 利用机械装置强制保持舱门紧闭,使表面保持平整并与周围蒙皮高度一致,避免边缘凸起;

  • 不常开启的舱门则在缝隙填入吸波材料,使雷达波沿着表面爬行而不产生散射。


△F-117的试验机“拥蓝”作为隐身技术的先驱,有许多细节仍无法达到隐身的要求,其中一个问题就是起落架舱门没有强制闭锁机制,关闭后无法保持表面平整

发展到了F-35战机,即所谓的第三代隐身,则特别注重舱门与结构的精密度。原因是F-35必须考量到海军的航母机库与海军陆战队的野战机场,还有诸多外销客户的环境不允许时常重涂吸波材料,如果结构与蒙皮能将接合处的缝隙缩到最小,则对吸波材料的依赖就可降低。


△F-35的机腹舱门/舱盖相当多,其表面高度与缝隙皆保持很小的公差以确保隐身性能不受影响

为了达到所需的精密度,洛·马研发了拥有专利的激光雷达,能够3D扫描复合材料蒙皮与舱盖,精确量测其厚度的误差,再用电脑工具机将多余的胶底削除,使蒙皮安装到结构上之后,外表的曲面能精密接合,洛·马利用这些技术将接合误差从F-22的0.5毫米缩小到0.25毫米。

至于弹舱门,由于它时常在高速、高G环境开启,甚至内舱盖还得挂载并发射一枚AIM-120导弹,其形状自然无法保持一致,但洛·马在舱门上安装传感器测量误差,盖上后就利用电脑调整机械力道使其表面与机身蒙皮保持一致,缝隙误差也不会跑掉。


△F-35的弹舱门特写,白色部分为内层,灰色部分为外层,可发现内舱盖边缘多出白色的内层,外舱盖则多出灰色的内层,以“外压内”方式闭锁舱门

俄罗斯此次静态展示的苏-57其实是一架静力试验机,那么该静态展示机会否是在长期受力变形的操做下,舱门才产生比较大的缝隙而没有修复呢?未必如此,从飞行中的近照可发现舱门的缝隙大小与形状都相当接近,可见是一致的情形。但这是不是代表舱门关不紧,甚至会“漏气”呢?这也不至于。因为隐身飞机的舱门多会有内外两层,内层是主要的受力结构并负责密合,外层相当于机身的蒙皮,会以“上压下”的方式压住另一块舱门的内层。

因此,我们看到的缝隙只存在于两块舱门外层之间,内层应该仍是密合的,破坏隐身性的程度也可能有限。然而,隐身能力的练成是一个追求完美的过程,一般相信美国隐身飞机的最小雷达截面积已达到千分之一平方米,并在向千、万分之一平方米挑战中,在这样极精密的领域对于微幅不平整与不平行可能都是难以忍受的。


△从飞行中的原型机照片可发现其舱门缝隙与展示机的形状类似


 
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