(图文并茂)纯科普——包括了隐身说明和小部分气动原理 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/02 16:57:46
前段时间在百度贴吧看到了这篇绝好的科普贴子就一直想把它整理好后转到这里来,今天花了近一个小时整理好后贴过来却发现看不到图片,没办法只能发个我空间的链接在这里(我空间里的是已整理好的),大家有兴趣的话到我空间看吧。
隐形和气动原理前段时间在百度贴吧看到了这篇绝好的科普贴子就一直想把它整理好后转到这里来,今天花了近一个小时整理好后贴过来却发现看不到图片,没办法只能发个我空间的链接在这里(我空间里的是已整理好的),大家有兴趣的话到我空间看吧。
隐形和气动原理
http://user.qzone.qq.com/273343837/infocenter
隐形和气动原理
怎么发不了链接啊????
LZ好歹把文字发出来吧。。另外图片可以先下载到电脑里再上传到CD
我刚试了那地址,不能直接到那片日记,唉······
搞个虾米,空间里也看不到图,所有图你可以保存下来再传到论坛上后编辑
shiki君 发表于 2011-9-4 23:10
LZ好歹把文字发出来吧。。另外图片可以先下载到电脑里再上传到CD
(图文并茂)纯科普——包括了隐身说明和小部分气动原理。(转)
隐身:
作为一款四代战机,具备隐形,高机动,超巡等这些是必备的基本能力。在四代机中,隐身是非常重要的一个因素,那飞机如何做到隐身呢?
雷达波发射出去了是一回事,回波就又是另外一回事了。事实上,雷达回波的强度跟被照射物体的形状有很大的关系。我们假设一块一平方公尺的方板,但他正面垂直对着雷达时,得到的雷达发射截面大约是一千平方公尺。

如果我们把方板弯个角度,数据就会骤减为0.1平方公尺.


事实上,还可以做的更厉害点,把方板斜45度,从正面看像个菱形。

还是那块方板,面积根本不变,但如果我们把这菱形也弯成一个后倾的角度。那么数据就会降的更厉害,直接成0.001平方公尺.

可以看到,同是一块方板,我们把它用不同的角度对准雷达,反射的截面积从1000平方公尺变成0.001平方公尺。变化相差了整整100万倍!!!!!所以,如果把一架飞机的外形,做成像菱形那样。那他的雷达信号会变的极其小,隐身的效果就处来了。因而自然有人想到了这个外形布局。


怎么样,这个外形就是上面讲到的倾斜的菱形。其实这就是洛克希德马丁公司最早的方案。够科幻吧。什么?眼熟?没错,这就是大名鼎鼎的F117夜鹰型隐形飞机最早的方案!!!!
这F117的方案,第一个图的外形就是这么来的,但是后来研究发现这个菱形方块根本飞不起来,所以后来把两侧拉长,加了个内倾尾翼,成了第二张.

这个验证机被称之为Have Blue,已经有夜鹰的影子了。而上面的第三个就是真正量产型的F117。第四个方案,加了尾翼的是个海军型的,后来项目被取消。

F117毕竟是第一代的隐形飞机,这飞机最大的毛病在于为了追求隐身而导致机动性超级差,而且很多地方受当时条件的限制,计算机只能处理二维面,所以处处棱角分明。在南联盟被打下一架后,他的地位就急转直下,因为缺点突出,没几年后就开始退役,到2008年,全部的F117退役,一代名机,就这么匆匆下场,无不让人感慨。。。。。
雷达波也是一种波,所以它具有波的普遍特性。一般而言,波长越长它的频率就越低,而波长越短,他的频率就越高。比如蝙蝠嘴里发射的超声波,就是一种波长短而频率很高的声波,波长短是因为蝙蝠的嘴巴小,只能发出窄的波。高频率的超声波具有指向性好,精度高,不易受干扰,信号回馈速度快,但传播距离短的特点。而低频率的长波则具有相反的特点


雷达的工作频率跟他的工作性质密切相关,当频率低于3MHz时。这时候,电磁波可以沿地球表面传播,而不受地球曲率的影响,所以可以传播的很远。由于雷达电线的尺寸跟雷达的波长成正比,所以这种低频的长波雷达尺寸向来十分的巨大。


苏联早期的远程警戒雷达,对比下面的楼房,就可以知道这雷达有多大了。由于雷达天线的尺寸跟波长成正比,所以大家就可以估计这雷达波的波长有多长了。它的传播距离非常远,是用来监视美国的弹道导弹的

这个是雷达各频段的名称。其中频率低的L波段主要用于远程警戒雷达,S波段用于中程警戒与跟踪,X波段由于体积小,所以用于空中或其他移动场合,多普勒导航雷达也是X波段雷达。由于S波段跟X波段是目前应用最广泛,最主要的工作频段,所以隐形飞机的隐形主要就是针对这些波长做文章。

不同波长的电磁波打到飞机上截获的目标截面积RCS(radar cross section)的差异很大。总的来讲,主要分三种。
1.低频区:当雷达波的波长大于目标尺寸时,入射场的相位跟振幅都没有什么变化。这时候整个目标都参与散射过程。所以他的形状和细节并不重要,主要取决于他的体积。换句话说,任你是李逵还是李鬼都不重要,它只要知道有人来了就行。
2.谐振区:当雷达波的波长跟目标尺寸相近时,入射场的相位跟在目标长度上的变化很明显。目标的每一部分都会影响到另一部分的场强,每一点的回波都是由很多部位相互影响的叠加。所以很难预测回波的性质。这时候它还是很难分清李逵和李鬼。
3.高频区:当雷达波的波长小于目标尺寸时候,它的散射符合光学定律,目标形状间的相互作用可以忽略不计。它的总散射可以理解为某些局部散射的单独合成。这个时候,它就能分清李逵和李鬼了,并知道了李逵是拿斧头的,李鬼是拿狼牙棒的。

由于防空雷达和机载雷达都处于分米波和厘米波段,这些波长都小于目标尺寸,处在高频区。所以隐形飞机的研究主要就是对付这些波长小于目标尺寸的波段。但我们也可以看到,对于波长长的米波雷达等,由于波长大于目标尺寸,所以目标的形状不重要,整个目标都会发生散射,所以能有效提前发现隐形飞机。这是一种预报隐形飞机的很好手段,听群里人讲,我们的远程雷达就曾照射到在日本起飞的F22战斗机。

由于雷达有效探测距离和RCS的四次方根呈正比关系。所以要想使探测距离缩短一半,那么目标的雷达截面积(RCS)就要缩小为原来的1/16。换句话说,除非使用隐形手段,否则单纯的依靠减小飞机的尺寸并不能有效减小雷达反射面积。
所以要想有效减小雷达反射面积,采取隐形手段才是王道。前面说过,由于目标的散射在高频区,他的总散射场可以分解为某些局部散射场的合成。那么那些局部的点,线,面的散射源就成了要研究的重点。对于散射回波,主要分有镜面散射波,绕射波和行波,爬行波这几个种类。
对于镜面散射,当电磁波打到光滑的表面时候,能发生镜面散射,就像初中学的光的反射现象一样,由于镜面散射能把大部分电磁波的能量完整的散射回去,所以是一种很强的散射源。另一种强散射源就是边缘绕射。当电磁波打到棱线的边缘时,镜面反射已不存在,这时候,电磁波会沿着边缘产生无数条绕线。边缘绕射是最常见的散射现象,也是一种较强的散射源。当飞机在雷达区消除了镜面散射后,边缘绕射就成了主要的散射源。



边缘绕射是最常见也是最重要的散射源,当飞机镜面散射消除后,边缘绕射就成了主要的散射源。比如机翼和一些部件的连接处,都容易造成边缘绕射


除此以往还有几种弱散射源,比如尖顶散射。当电磁波打到尖顶,比如飞机机头时候,会在机头出发生绕射,但这是种弱散射源.

尖顶散射是种弱散射源~~~~~~
还有一种就是行波,当电磁波打到物体表面时,电磁波会沿着物体表面进行爬行。这种爬行波在爬行过程中遇到表面不连续处,不同物质的交界处,缺口出等任何有剧烈变化的地方都会向外散射出电磁波,当它爬到物体末端无处可走时,就会产生绕射波。并同时沿着原路返回,在返回途中,遇到任何不连续处会发出第二次散射。


可以看到,在表面任何有剧烈变化的地方,都会产生散射
一个爬行波的走势图,当雷达波打到飞机时,沿着机体表面爬行,从头走到尾到没路的时候,再沿原路返回,并不断发出散射,不幸的是,这返回的行波的散射方向是直对着雷达方向的。所以飞机表面一定要极力避免出现任何不连续处。

除了上面的一些反射外,还有两个重要的反射源,那就是角反射跟腔体反射。如果两个面互成90度角,那么入射电磁波会在里面互相反射后成强烈的回波,是个强烈的反射源,而对于腔体,也会有相似的情况,也是个强烈的反射源。


对于飞机机头的雷达整流罩而言,如果是不透波的,那么机头就会有尖顶散射,是种弱散射源。如果是透波的,那么入射雷达波就能“看见”里面各种设备从而构成多角反射器,成了一个强反射源。图上的这个F35用的APG-81雷达,就呈一个斜上的角度固定在那,避免互成90度,来减少反射面积。

就飞机座舱而言,则存在舱体反射。所以F22在座舱盖上涂上了金属导电层,以减少反射面积。

那么,在雷达面前,飞机要如何修改才能做到隐身呢?我在最开始,介绍了F117的外形布局来源。这说明,外形的修改其实能很大的影响飞机的RCS值,事实上,飞机外形的优化一直是最好的隐形手段。但除此之外,隐形飞机要应该做到:
1. 飞机表面要尽量的平滑过渡,尽量不要有任何缺口,突出物等任何剧烈改变的地方





上面两图可以明显看出,表面的完整跟有缺口的物体对RCS的影响很大。隐形飞机要极力避免出现各类不平滑的地方。
2.把强散射源变成弱散射源

对于一个球体而言,当雷达波照射过去后,它总存在一个方向,是正对着雷达波,因而会形成一个强烈的镜面反射。解决办法就是把它拍拍扁,再把边缘捏的尖尖的(这不就成了一个UFO了么。哈哈),成了边缘散射或尖劈散射。这样一个强的镜面散射源就变成弱散射源。
事实上,圆柱体或纺锤体都会产生镜面散射。普通飞机的机身就可以看成一个圆柱体,它是个强烈的散射源,解决办法就是把机身边缘做的尖尖的,形成尖劈角来减小RCS值.



这个样子怪怪东西是诺思罗普为研究隐身而研制的Tacit blue研究机。注意到他下面的边线条了没有?这个边线条的作用就是把强散射源变成弱散射源。通过尖锐的线条,把雷达波“劈开”,并让雷达波一路沿着边线爬到尽头的尖锐角,再让它从尖锐角处呈尖顶散射开来。这样几经折腾,散射出去的能量就非常小了.

飞机的尾喷口是个腔体,也是个强散射源,解决办法就是把喷口做锯齿处理,把强信号特征的边缘绕射改为弱的尖顶绕射,减小反射面积。这架F35B的喷口正在往下转动,锯齿的喷口清晰可见.

3.对强散射源进行遮挡

对发动机口这些无法避免的强散射源,就应该进行一些遮挡来减小RCS,比如对发动机进气口进行遮挡,采用S型进气道,或者像B2那些采用背部进气道,这样地面的防空雷达就照射不到B2的发动机口了,这样就能减少RCS。



F117的发动机不仅放在机背,地面防空雷达无法照到发动机口,而且在进气口有金属格栅,用来遮挡雷达波。

4.控制散射方向
比如采用大后掠角机翼,这样从前方照射来的雷达波经过大后掠翼后,能把散射的回波传到雷达的非危险区域。F117的后掠翼非常大,这样就能把回波呈大角度的散射开,不易被雷达接收到。对于存在的垂直角反射区域,由于垂直尾翼跟尾翼呈90度,是个强烈的散射源,所以可以改成V型垂尾,避免角反射。事实上,隐形飞机的任何部位都要避免互成90度的夹角。



F117的V型垂尾,这样避免了和机身成90度的夹角。而且F117的垂尾,机翼和机身各部分后掠的非常大,雷达波从前面照射来,都被反弹到了那遥远的远方。。。。。。

事实上,还有一种方法,就是集中把回波的能量控制在很窄的几个方位内。就好像黑夜里你打开大灯,对面有人拿镜子对你晃一下,你只会看到一闪而过的光线。这样就算你看到了闪过的光线,但你还是无法确认他的方位




注意划红线的部分,所有的红线都是平行的,这样就把控制面集中在同一个方向上。B2的特殊外形布局,把散射面集中控制在4个方向角上,这样就算在某点被雷达照射到了,但由于一晃而过,RCS值瞬间又变的急剧小,在雷达屏幕上就只出现一晃而过的点,雷达并不能准确捕获到他。

F22也是这样,请注意它的棱线。都一致集中在几个方向上,整齐划一。连尾喷口都做了相同的处理。甚至他表面所有的锯齿都不是胡乱开的,方向性都保持一致。对每一个细节都不放过。


吸波材料

由于飞机的隐身特殊布局会受到空气动力学的限制,它的作用是有限的。要想进一步降低雷达的RCS,另一个有效方法就是用吸波材料。因为隐身不仅跟物体的外形有关,而且也和物体的电磁特性有关。吸波材料的基本功能就要求当电磁波穿过材料时候,电磁能被损耗,转化成热能并散失掉。怎么样,有点像电流经过电阻时的能量损耗吧?其实吸波材料依据的就是这个原理。
吸波材料又分两种,一种是涂上去的,另一种是结构型材料(如复合材料)。早期的隐形飞机F117和B2,用的都是吸波涂料,所以每飞一次回来,就要重新涂上一遍,而且飞机还要付出额外的重量代价,很不划算

U2其实最早使用了吸波涂料,用的是铁氧体涂料。黑色的铁氧体吸波性能好,据说F117用的也是铁氧体涂料。只可惜他们都被打下来过。



而对于复合材料,由于他本身就具有一定的透波性和吸波性,而且复合材料比金属材料的强度好,抗疲劳度高等优点,所以现代战斗机越来越喜欢用复合材料.



这张图片清楚显示了F35的尾翼,V型垂尾,主翼后襟及机身下部很多地方都大量使用了复合材料.

复合材料也受民航欢迎,波音787直接用复合材料来作为机身,波音787全身使用了高达50%多的复合材料。但如此大规模使用复合材料的效果如何,还存在争议。


高级跑车也喜欢用复合材料,因为复合材料强度好,重量轻,易做成各种形状。复合材料虽然价格高,但对高端跑车来说,这不是问题。这辆帕加尼风之子Cinque全球仅10辆。性能直接捅死兰博基尼。


复合材料的大规模应用像瘟疫一样蔓延到游艇上,这艘Wally118就是全复合材料打造,造价1400万英镑。由于全复合材料打制,这么大艘游艇36米长,30米宽,却才95吨重。配上3台5600马力的大功率发动机,能跑60节速度!!!!!比咱们的022导弹艇还快。怎么样,外形很科幻吧。这家伙,可是在法拉利实验室的风洞里吹过风洞的。



除此以外,还有一种技术就比较火星了,叫什么阻抗加载技术,反正我常长真臻实在是不明白这名字的意思。大概的方法就是在表面开各种槽,槽里面塞进各种腔体或有特种参数的东西。这样雷达波照上来后,反射出振幅相当,而相位相反的回波,来相互干涉,从而把电磁波的能量相互抵消掉。真是够火星的了。。。。。。。。所以这技术目前还处于理论中
这叫无源阻抗加载技术,既然有无源那就必然有有源的了,其实有源的就已经是属于电子对抗的范畴了,通过电子对抗装置,出动发射出跟入射雷达波振幅相同,但相位相反的波,来互相抵消,这样就能达到隐形的效果。相比而言,这主动式的还是比较有点谱,美帝已经有这方面相关的技术了。
红外隐身技术

红外线其实也是一种电磁波,当物体具有一定温度的时候,就开始向外发出红外辐射。在红外频谱中,红外辐射的高频段与可见光相连,而红外辐射的低频段与无线电波的“极高频段”相连。这个“极高频段”就是大家所说的微波波段。大家厨房里的微波炉就是种极高频段的波。
在这里给大家进行些小科普。电磁波的频率从高到地的顺序分别是

γ射线 > X射线 > 紫外线 > 红外线 > 微波 > 无线电波等波段

他们的波长分别是从短到长。我们太阳光的频谱是个复合频谱,一般而言,他夹杂在紫外线和红外线中间。

那么为什么早上和傍晚的太阳是红色的?

因为早上和傍晚我们离太阳的距离远,那些频率高的紫外线能量衰减的厉害,透过地球大气后只有红外线能剩下来,所以我们就看到了红太阳。而中午的时候由于离太阳近,紫外线就能穿透,所以我们就能看到白色的太阳。

而在天文学上,有种红移现象。人们在观察天体时候,发现他的电磁辐射由于某种原因而出现波长增加,在光谱上表现为向红外线波段移动,所以叫红移。这和多普勒效应是一样的,我们在火车站听远处的火车声是沉闷的低音,火车越来越近,声音就越来越尖。火车发出的声音在近处是种高频的声波,扩散到远处后就减弱成低频的声波。既然如此,天文学家自然能联想到这个天体是发生了移动,而且是离我们地球越来越远。

红移现象,当天体离我们越来越远时候,电磁波传播过程中频率变慢,波长变长,从可见光区向红外线区移动。相反,若天体离我们越来越近,则波长变短,频率升高,如同火车呼啸而来一样,声音变尖锐,光谱朝蓝光段移动,我们称为蓝移。简而言之,就是看见红移了,说明距离变长了,看见蓝移了,说明距离变短了。这个星体的红移现象是由哈勃最早发现的。



埃德文,哈勃:

我们看天体图的时候,经常能看到红色的亮点,其实这就说明它发生了红移。


由于发现了星体的红移现象,而且是普遍现象,天文学家认识到我们的宇宙是不断膨胀的。既然是膨胀的,那么把时间倒推过来,宇宙在很久以前比现在的就要小,时间再往前,宇宙更小,那么早晚存在一个时间点,宇宙是被缩小成很小的一个奇点。也就是说,在很久很久很久很久很久很久很久。。。。。。。。以前,大概 137亿年以前,宇宙小到只有一个点。我们现在宇宙中所有的物质当时都被高度浓缩在那个小点内。那时候,没有空间,没有黑暗,四周啥都没有,就只有这个奇点,也就是处于传说中的in the middle of no way.
我们甚至不知道那奇点是刚刚产生的,还是一直默默无闻等在那里,非要等到那个日子的到来。什么日子?―――――――轰的一声,宇宙大爆炸的日子。

扯远了。。。。。。。。。。。。。。。重新回到隐形科普上:

前面说过,物体只要温度上升到一定程度,就会发出红外线。由于红外线是种高频电磁波,频率高于任何一种雷达的频率,几乎不可能用电子手段进行干扰。所以要想降低红外信号,降低温度才是王道。对飞机而言,热源有飞机的气动加热,太阳光的照射加热,但最大的红外辐射源就是发动机的喷口,所以降低红外信号的隐形手段就是对发动机喷口进行处理。

B2的尾喷口被压的扁扁的,这样与空气的接触面就大了,而且接触的更均匀。使发动机排出的热气能更快更多的与空气混合来降温。而且B2内部还有强制引射装置,使得发动机的排气强迫与引射的冷空气混合,降低红外特征。

还可以用挡板对排气口进行遮挡,比如YF23黑寡妇的排气口:


上面讲的所有隐形修行都是在能够看的见的地方,还有就是看不见的地方,就是从机体结构处下手。因为不同材料的电磁特性不同,有些材料具有一定的透波性,能够穿透机表进入内部,在内部的腔内经过反射后再透出来。所以在有些地方机体结构也要进行一定的优化




看这机翼的修形,由于雷达波能穿透某些材料,所以某些特殊的地方,在内部也要进行隐形优化,后面的图中显示了内部也进行了锯齿处理。
由于对这些内部结构的隐形处理网上的资料实在是少,目前能知道的就是对一些部位进行锯齿处理。另一种就是敷隐形蒙皮,而且是整大张的隐形蒙皮,这样就能尽可能的减小需要链接的地方


等离子隐身

有迹象表明,我们的四代机会采用部分等离子体隐身技术。等离子体是由大量自由电子,自由离子和中性离子混合成的一个体系。高中物理知识告诉我们,当原子获得大量能量后,里面的电子运动变快速,达到一定程度就会逃逸出来。普通气体在受到外界高能作用后,部分电子获得大量能量而脱离原子核的束缚,成为自由电子。而那原子因为失去了电子而成为带正电的离子,这时候,气体就有导电性质。航天飞机或飞船在降落地球大气层的过程中,由于与空气产生剧烈的摩擦,温度急速上升,空气被极化,也会产生等离子体。由于等离子对电磁波有极大的吸收和衰减的作用,隐身效果非常好,而且等离子的胃口也不挑剔,对各个波段都通吃。使得所有的通讯都无法正常进行,这就是所谓的“黑障”。也就是说,要想使空气等离子化,必需要给空气很高的能量

航天飞机降落地球时,由于速度非常快,与大气剧烈摩擦,空气被极化,成为等离子体。这时候通讯中断,就是我们常说的“黑障”。等航天飞机的降落速度慢下来后,空气摩擦减小,等离子体消失,便又恢复了通讯。
目前的等离子隐身技术主要有开发式和封闭式两种。对于开放式,就是把等离子云“涂抹”在飞机表面。但对于开放式而言,飞机飞速而过,等离子能不能稳定的附着在飞机表面还是个问题。而且需要电源以高频高压的方式放电,击穿空气成为等离子体,这过程需要消耗大量的电力,对战斗机而言,这么大量的电力来源就很成问题。虽然等离子吸收外界电磁波的效果极佳,但他却是个高能量体,自身也会放出红外辐射!!会被红外探测装置探测到。这些事目前等离子隐身没有突破的障碍。所以即使航天飞机处于黑障区,无法通讯,但航天飞机还是能被红外探测装置观察到,所以我们看新闻,经常能看到红外观察装置拍摄到的航天飞机返回图像。


而另一种封闭式,就是采用双层结构,外层用玻璃钢等高强度的透波材料,把惰性气体或容易电离的气体灌到双层蒙皮中间。把这东西结合到需要隐形的重点部位,需要隐形时就对里面放电产生等离子。这样做不仅电力需求小,而且不会受外界的干扰,红外信号也小,而且能跟飞机结合成一体。把它结合在某些容易产生散射的地方,就能极大的减小雷达信号,这实在是上佳的选择。所以我们的四代重歼很可能使用这种封闭式的部分等离子隐形技术。
由于这种封闭式的等离子隐身造价高昂,而且会付出额外的重量,所以飞机不可能大量使用,只能在某些部位使用,这样的话,就必需好钢用在刀刃上。对一些难以进行隐身处理的地方采用,比如飞机机翼的根部,这样就能大大的减小飞机的总体RCS。

从这图中可以看出,在飞机进气口,机翼根部前后缘处,都是强信号源。所以可以在这些地方做等离子隐身处理。机身侧面也是大的反射源,但这个就比较大而且难处理了,侧面主要还是靠外形修行


结语

目前来看,隐形最好的方法还是外形隐形,我在最开始讲F117的时候,已经很直观的用图文讲解了,同一个物体,只是改变下方位,隐形的效果就能相差非常多。但这是理想状态下,事实上,四代飞机不仅要考虑隐形,他同样受飞机气动布局的限制,所以会存在很多的热点,对于这些热点,就需要一点一点的进行处理。
对雷达波而言,波长长的电磁波可以传播的很远,而且通常波长大于战斗机的尺寸,对战斗机的外形不挑剔,都能发生一定的散射。因为民航的交通管制雷达大多是米波雷达,所以经常有民航雷达发现参加航展的F117和B2的情况。但由于长波雷达频率低,分辨率差,而且信号的更新速度慢,不能跟踪快速移动的飞行目标。所以对分辨率要求高的火控雷达和机载雷达都选用高频的短波雷达。隐形飞机的隐形处理也就集中在对付这些短波雷达上。我们在对付F22的时候,单靠一部或一种雷达是很难发现的,当可以多种雷达同时使用。比如使用长波雷达进行远程预警,然后靠多部短波雷达配合预警机进行协同跟踪。这样就能有效对付F22。
飞机的隐形处理其实是个很系统的工程,尤其是细节的处理,就好比100个喇叭都发出70分贝声,加在一起,也只不过70分贝左右(排除声音的共振等因素)。但这里面只要有1个发出85分贝的声音,那么接收到的就是85分贝。所以隐形的处理不能放过每一个细节。

隐形科普部分到此结束,接下来是气动部分。

大家请不要着急回复,等我发完了再回复也不迟的。。。

气动:


“For a plane to fly well, it must be beautiful.” 一架飞的好的飞机,必定是架漂亮的飞机。这话还真给说对了,从最初莱特兄弟的骨架式飞机,到第一架实用的喷气式战机Me262,再到今天闪着无数高科技第四代的F22,这飞机真是越来越耐看了。得益于人们对空气性质的不断深入了解,人们设计的飞机越来越符合空气动力的要求。自然飞机的性能是越来越好。
飞机该有什么样的翅膀,什么样的外形,这跟它作什么样的功用密切相关。最初人们是通过观察鸟类的翅膀来一点一点进行摸索的。毕竟在没有任何可用的经验面前,模仿鸟类是最保险的。鸟儿在大自然里生活了千百万年能适应下来,必然有他的道理。
早期的时候人们走了歪路,朝扑翼机的方向发展,把翅膀拍上拍下的,他们也不想想他们那时候是什么破材料科技。直到后来搞固定翼飞机,才算进了门道。

说起鸟人,其实做个鸟人还真一直是很多人的梦想,不过现代的鸟人不再傻呵呵的煽翅膀了,换上了固定翼,再加上几个发动机,于是。。。。。终于。。。。。。。




现代鸟人,此公名叫罗西,是前瑞士战斗机飞行员。他于08年5月穿着这套鸟人装成功飞越阿尔卑斯山。


对飞机机翼而言,翼型的选择对飞机的气动性能有直接的影响,这里有几个基本知识可以作为参考。这里面,大家只要知道下展弦比。展弦比大的,机翼一般都是又细又长,这种机翼的升力很大,低空低速性能很好,但缺点是阻力大。而展弦比小的,一般机翼很短,比如三角翼,展弦比小的高速性能好,一般的战斗机都采用小展弦比机翼。


滑翔机的机翼就是典型的大展弦比机翼,它又细又长,这样就能获得最大的升力,反正滑翔机追求的不是速度,大展弦比的低速性能很好,借助气流,可以飞很远。



而对于高速飞行的飞机,波阻占很大**例,要想使波阻系数降低,就应该减小展弦比。总的来说,对于亚音速的飞机,应该采用大展弦比的机翼,而超音速飞机则应该采用小展弦比。
还有一个是根稍比,就是机翼的翼根与翼尖之比。对亚音速飞机而言,还要考虑诱导阻力的影响。根稍比越大,诱导阻力的影响越大,根稍比越小,诱导阻力的影响越小。


那么什么是诱导阻力呢?由于机翼的升力原理是通过机翼使下表面的气流压力大,上表面的压力小,通过这压力差,来产生升力。但到了机翼翼尖两端,上下两股气流的交汇处,由于下面的高压气流会绕过机翼的翼尖,朝上翼面的低压区流去。因此在翼尖会产生漩涡,由于它改变流经翼尖附近气流的方向,增加了附加的阻力,而且还降低了升力。因为它是由升力诱导出来的,所以叫诱导阻力。



例子:

图中可以看出,在机翼的翼尖,下面的高压气流会流向上面,形成涡流


也可以很清楚的看到,对翼尖涡流而言,内侧的气流向下,而外侧的气流向上,是股免费的升力流,这么好的事情,大自然里的动物是绝不会白白浪费的.

《大雁南飞图》   天气凉了,树叶黄了,一片片叶子从树上落下来,天空那么高那么蓝,一群大雁往南飞,一会儿排成个人字,一会儿排成个一字,啊!秋天到了。

怎么样,大家回忆起小学一年级的那篇课文没?大雁为什么要排成人字形或一字形呢?上面那张飞机涡流图给出了很清晰的答案。领头大雁翅膀的翼尖拉出涡流,由于涡流的外侧是股向上的升力气流。这样队伍后面的小雁就可以免费享受到那股上升气流,小雁只需花很少的力气就能进行长途飞行。当然,队伍后面的爽了,领头的大哥就得劳神了。


由于诱导阻力对升力也有破坏,很多飞机在翼尖安装了这个翼尖小翼,来阻碍上下表面气流的扰流。这样就能减小诱导阻力,还能增加升力,经济性也有提高。翼尖小翼的安装有很多种,有向上翘的,有向下翻的,也有上下都翻的。这就看个人的口味了。


除了飞机外,F1也在它的扰流板尖端安装类似的大翼面,这样一方面能增加纵向稳定性,一方面能减少诱导阻力。这是法拉利车队2009的最新战车F60。


对机翼的升力而言,仅凭高中知识所知道的机翼上下压力差形成升力还不足以解释全面。一般的机翼,前面厚后面薄,由于空气是有黏性的,机翼上表面的气流会沿着表面的形状从厚的地方向薄的地方移动,是种自上而下的移动。既然这股气流是向下吹的,那么根据牛顿第三定律,力的平衡,F1=-F2。气流往下吹,自然有股抬升的力量作用于机翼上。这股向下吹的气流叫作下洗气流。而机翼抬升的角度越大,或者说攻角越大,下洗的作用越明显,升力也就越大。




气流沿着机翼表面的方向进行向下的移动,这股气流称之为下洗气流。机翼的攻角越大,下洗的效果越明显,升力自然就越大。


这就是为什么我们看到飞机起飞时,都要抬起头,这样就能增大机翼的攻角,增加下洗,也就增大了升力,飞机就从跑道上腾飞起来。







机翼的下洗气流,加上翼尖的涡流。使飞机穿过云层后留下了一个浪漫的爱心符号。


好玩么,我再来一张。
米格29拉出了的笑脸。。。。。。


后掠角

增大机翼的后掠角,可以提高临界马赫数,延缓激波的产生。飞机在稀薄空气中飞行与在浓密空气中飞行相比,明显在稀薄空气飞行的阻力小,浓厚空气的飞行阻力大。而在同水平的空气中高速飞行时,由于空气是可压缩的,飞机高速飞行时,机翼前缘的空气被压缩,密度增大,相当于增加了前面空气的阻力。另一方面,如果机翼前面的空气被同步压缩,那么阻力增加速度明显增大,但如果分批的被压缩,那么阻力增大的速率就会降低,延缓激波的产生。所以高速飞行的飞机都采用后掠角,使空气不至于被同步压缩



在亚音速时,前面的压力波会以音速跑到飞机的前面,扰动集中不起来。当飞机刚好达到音速的时候,所有的压力波刚好集中在一块,阻力突然增大。当飞机超过音速时,声波扰动来不及传到飞机前面去,前面的空气直接受到飞机的突然压缩,形成很明显的锥形。经过激波,气体的压强,密度,温度突然升高,而流速突然下降。压强突然的跃升会有强烈的爆响。所以超音速时能听到刺耳的音爆声。


超音速时候,由于锥后的气压突然降低,如果空气湿度够的话,就能汽化,能看到很明显的锥。


这是美国海军蓝天使表演队的F18在近海面突破音速,可以看到激波形成的冲击波打到海面上,带有明显的破坏性.



在超音速时,如果机翼延伸到激波锥外,则不仅气动阻力大,冲击波还对机翼有破坏性。而后掠角机翼,则刚好“躲”在锥后的低压区,对降低气动阻力有利。

后掠角机翼一般采用三角翼,小展弦比的三角翼虽然高速性能好,但低速性能差,起降的时候不得不把机头高高的抬起,以增加升力,起降速度还非常快。所以对跑道的要求很高,跑道还很长。


采用无尾三角翼的协和式,虽然能以2倍音速巡航,但低速性能差,起降的时候不仅仰角比一般的亚音速飞机大,前起落架也明显高于后面,使得它即使在地面仍然保持抬头。这样起飞时能保持一个迎角,增加升力。帮助它顺利起飞。


毛子的图144,一对难兄难弟,图144的机头抬的更高,这样起飞时能获得更大的仰角。不过图144还有个秘密武器,驾驶舱后面有对可伸缩的鸭翼,帮助它低速时顺利起降。即使这样,他还是要靠这个抬头来辅助起飞。


图144展开鸭翼时的样子


失速(重点)






1993年8月8号,一架瑞典的JAS39鹰狮为斯德哥尔摩当地的庆祝节日做表演,飞机正飞的high,准备做大仰角机动给居民们表演,好让那些土包子们开开眼界,瞧瞧咱们本国刚刚服役才2个月的新式战斗机。


飞机的仰角继续增大,这时候飞行员突然发觉不对,抬过头了,怎么飞机有了垂直的姿势,却没有垂直的动作呢?




这时候飞行员意识到飞机失速,很识趣的知道自己改不出来了。毕竟飞机是国家的,小命是自己的,内心怀着强烈的(HX部分)的信念,毫不犹豫的跳伞了。。。。。。

飞行员跳伞后,这个“活死人”直接往下掉。这图里都可以看到后面的教堂了。地面不明真相的群众们目瞪口呆。咱们土包子确实没见过这等场面。


轰的一声,掉进了附近的花园里,狼烟四起,群众们大呼过瘾。今天这节日过的真热闹.

第二例:



1994年6月24日,美国费尔柴德空军基地(Fairchild air base),主驾驶员霍兰德驾驶着一架B52作低空表演。

飞机飞到跑道尽头后,这位大侠驾机作了一个空中大回环,一切良好。



大回环后,他继续大回环动作,镜头里已经能很明显的看到整个机背了。整架飞机侧面已经接近于垂直了。这驾驶员。。。。。直接把轰炸机当成战斗机来开了.

回环回环再回环,这飞机连续做完几个高难度体操后,就开始做最后的动作了。所谓一套体操做完了,自然要做落地结束动作了。

这时候飞机已经直接掉高度了,一头栽下去。他确实是在做落地动作,他也确实做到了。看看周围谁在给他们喝彩,飞机镜头右边是被飞机机翼切断的高压电线,闪着电光(红圈处),左边是一个油库,前面是高强度水泥,他不是一个人在战斗,他不是一个人在战斗!!!!!
(顺便帮你祷告:安息吧,下辈子别把轰炸机当战斗机开。)

轰的一声,正架飞机时候基本没什么完整碎片了。至于驾驶员,表示找不到。

让我们看看从别的镜头处拍摄到的画面吧,这可绝不是PS的,货真价实的镜头哦。整架B52直接侧面垂直与地面成90度。怎么样,这图够刺激了吧?见过开飞机的没见过这么开飞机的,而且还是轰炸机。

从这张google图上,标识了飞机的飞行路线,真是一个超级大回环啊。。。。。


这两个例子,一个是从正面大角度,一个是侧面大角度,分别演示了失速的后果。那么本来飞的好好的,怎么突然就这样子了呢?让我们从风洞演示里看看究竟吧。




这是机翼小仰角时的风洞演示图,可以看到,一切良好。上表面气流密集,流速快,气压低,气流沿着机翼还有个下洗的过程,带来额外的升力.

机翼的仰角增大,这时候,下洗气流的角度也越往下,机翼的升力增大。事实上,机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。也就是说机翼的上表面比下表面更加重要!飞机更多的是被吸上天的,而不是被托上天的!

机翼仰角更大了,这时候看到什么不同了么?由于仰角太大,机翼后面的气流没有汇合在一起。后面形成了一个巨大的“真空”。这个“真空”可真要命,想想看,机翼前面有正常压力的气流吹打着机翼,机翼后面是“真空”,根据伯努力原理,机翼往哪儿飞?当然是往后面飞啦!更加郁闷的是,你飞的越快,后面的“真空区”越大,带来的吸力也越大。



怎么样,往后飞,现在明白了吧。前面说过,飞机大仰角机动时,由于惯性,会有个肚子迎面朝前,继续平飞的姿势。这时候,飞机整个肚子把气流挡住了,后面的机背就流不到空气,形成了一个“真空”,从后面像真空吸尘器一样把飞机狠狠的“吸住”不让他继续前飞。所以飞机会突然掉速度,这就是所谓的失速。飞机失速了,而且还直挺挺的立在那,那是什么?就是个突然停在半空中的砖头,结果当然是砖头往下掉啦。。。。。。然后,出人命啦。。。。
前面两个飞机失事的例子,就是飞机进入失速后,没有及时改出来的后果。其实在高空还能有机会改出来,在低空就根本没这机会了。
我们在日常生活中,也有类似的情况。迎面高速驶来一辆集装箱卡车,当卡车屁股开过后,你在旁边会感到一股强烈的风。这股风其实是涡流,因为卡车屁股后面太平整了,高速驶过后会在后面有个很大的“真空区”。为了填补这个“真空区”,周围的气流以涡流的形式迅速进入,所以给你的感觉就是有股巨大的风,而且是要把你吹向马路中间的风。


由于后面这个“真空区”给汽车带来巨大的阻力,要想消除这个真空区,当然是把方方正正的屁股改成流线型啦。所以现在的汽车,不仅头部流线型,尾巴也越来越流线型了。不过最近几年,聪明的汽车设计师们反而开始利用这个效应起来,用来加强跑车的刹车效果。在汽车尾部放置一块可活动的扰流板,平时横放起来跟汽车尾部融合为一体,需要紧急刹车时,再把扰流板翻起来,增强刹车效果。


这辆McLaren SLR在吹风洞,它不仅前面流畅,后面也尽量成流线型。但汽车还要有足够的抓地力,不然的话车就漂了,所以要综合考虑。这张图还看不到后面的扰流板。同时这图也显示出,汽车前面的气流很平顺,而到了最后面就开始乱了。就是因为在屁股后面产生了一股股的涡流。



这张图就显示的很清晰了,这样它在刹车时候,这扰流板翻开,增加刹车效果。


shiki君 发表于 2011-9-4 23:10
LZ好歹把文字发出来吧。。另外图片可以先下载到电脑里再上传到CD
再来一个更狠的,布加迪威龙,16气缸,1001匹马力,从0加速到100只需2.9秒。全车明显的非常光滑,以最大的减小空气摩擦阻力。看到它后面的扰流板了么,这个不仅比SLR来的更大,结构也更复杂。低速时可以完全缩回去,跟汽车尾部融为一体,高速的时候升起来,用来增加尾部的下压力,需要刹车时,整个向上翻,人为的增大空气阻力来更快的减速。

这张图片里,布加迪后面的扰流板已经完全打开,这样就能更好的减速

讲完了失速,现在正式开讲机翼边线条。

大后掠角机翼前缘在仰角不大时就能产生自前缘卷起的脱体涡,从而产生非线性的涡升力。这句话怎么理解呢?我在刚开始时介绍过,由于机翼翼尖上下表面的压力不平衡,下面的高压气流会卷起来朝上面流去,并形成涡流。

还记得前面那张飞机翼尖拉出红色巨大涡流的图么?还记得上 装箱卡车的吹风么?他们有一个共同点是什么?就是存在压力差,由于有压力差,高压部分的气流会以漩涡的形式自然的流向低压气流区。也就是说有涡流的先决条件就是要有压力差,管你是前面,翼尖,背后还是屁股,只要有压力差,并能自由流动,那么就会有涡流,就自会有涡流会去填补那个低压区。尤其在物体的边缘处表现的最为强烈,涡流也最明显。

那么边条拉出的涡流为什么能改善飞机的仰角性能呢?答案当然得从生活中去寻找。从日常生活中寻找出的答案,就能更好的帮助理解涡流的作用。




挥杆用力击打高尔夫球,奇怪的是几乎所有的球类都尽可能的要求表面光滑平整,为什么这个高尔夫球表面偏偏要整的坑坑洼洼。弄出这么一个怪胎来呢?
其实最早的高尔夫球也是表面光滑的,但人们经常用力挥杆击打球,这小球哪经得起铁棍的猛烈击打呢?所以打着打着,打到后来这球就被打的破破烂烂,表面坑坑洼洼。奇怪的是,人们发现,这表面破烂的旧球,要比光滑的新球飞的更远。而且差距非常大,有时候用同样的力气打球,旧球飞出的距离要比新球远一倍!!!!后来大家都喜欢带自己的旧球去参加各类比赛。但旧球是不可能每个都一样的,所以飞出去的距离有时候相差很大,给比赛带来极大的不公平,而大家都喜欢用旧球,不喜欢用新球。所以最后高尔夫球的规则就改变了,统一在球表面开许多小洞,使表面坑坑洼洼,这样球既飞的远,比赛也公平,皆大欢喜。

为什么高尔夫球在表面开这些小坑后球能飞的更远?关键当然在这些小坑上,球在高速飞行中,由于有这些小坑,表面不完整,产生一个个细小的扰流,这些扰流呈涡流的形式快速流到球的背后,刚好给后面的“真空区”补充了大量的气流,这样后面的“真空区”就明显小的多,带来的吸力也就小的多。很显然,表面坑坑洼洼的球和光滑的球比起来,前者能产生更多的涡流。



高尔夫球表面的小坑带来的涡流,紧紧贴着高尔夫球的表面流向后方,明显使后面的尾流区域大大减小,这样球就能飞的更快更远。


所以我们把这几个思路整理起来;
1.
飞机失速是因为后面有个巨大的“真空区”。
2.
而涡流却能紧贴表面流向后方去填补这个“真空”,使后面的“真空”大大减小。
3.
机翼翼尖最容易产生涡流。

飞机仰头时,主翼面面积最大,最容易产生“真空区”。如果我们在飞机主翼前方再添上一条容易产生涡流的翼尖,那么飞机的大仰角性能就能大大的改善。事实上就是这样,这个额外的翼尖,就称之为边条。如果我们再把这翼尖跟主翼连在一起,那真是very very very good。这就叫翼身融合体。
机翼后掠角太大,其低速性能就较差。基于大后掠角细长机翼会产生脱体涡升力和小后掠机翼低速升力大的两方面考虑。中等后掠翼前面加大后掠细长边条的设计布局就出现了。第三代战斗机很多都带有边条的设计,这其中的典型代表就是大黄蜂。

大黄蜂的机翼明显可以分为两部分,前面大后掠的边条翼跟后面小后掠的主翼。前面的边条翼使大黄蜂在作仰角机动时能拉出涡流,迅速的填充到机背后面,改善飞机的飞行性能。这是最新型的F/A-18G咆哮者电子大黄蜂。在上次演习中因中距离干掉了一架F22而一炮走红。令大家对它刮目相看。

F16拉出了明显的涡流。在它主翼前方也可以看到边条,而且和翼身融合在一起。


事实上,涡流还有一个作用。由于飞机会同时拉出两股涡流,这样在涡流后面,内侧的涡流是股下沉气流,刚好用来填补机背的“真空区”,专业术语叫给机背补充能量。而外侧的两股气流是上升流,《大雁南飞图》里,队伍后面的小雁就是借这上升流使自己也能进行长途飞行。对飞机而言,外侧的上升流刚好打到机翼上,给飞机增加了额外的升力。
采用翼身融合,边条翼跟机身和主翼融合在一起,不仅能增加飞机的仰角性能,还能增加飞机的隐身性能,所以老美的四代机都毫不犹豫的用上了边条。



F22在作大仰角机动。F22的机身边线,可以很明显的分成三段,机头,进气口侧,和翼尖。尤其是机头和进气口侧的边条,在使劲的拉出涡流来填补到机背。飞机背后的“白烟”其实是背后的低压区空气液化形成的,在空气湿度高的时候,能看的很明显。

涡流产生的原因是有压力差,压力差越大,涡流越强悍,压力差越多,产生的涡流也就越多。这就好比同一辆卡车,高速行驶时后面产生的涡流要比低速行驶时来的强。而在相同速度下,一辆集装箱卡车后面的涡流要明显**一辆小汽车的来的多。对飞机而言,压力差的强度是跟速度呈正比的,但多少却跟飞机的布局是紧密相关的。要想使飞机拉出的涡流最大化,边条就应该最大化,甚至整个的从头连贯到尾。所以F22的边条很明显的从机头连贯到机尾,这样的好处不仅大大改善了飞机的性能,而且也大大的利于隐身。既然边条的效果这么好,对我们的四代机而言,当然是毫不客气的也把边条从头连贯到尾。




F22在小仰角时,仅仅在主翼两侧有两股小的低气压区,机背部分都已经被涡流填补的差不多,已经处于正常气压状态下。飞机就不需花额外的能量去跟“真空区”作斗争,这样飞机能有更多的剩余能量去进行机动飞行。


垂尾:

垂尾是保证飞机的侧向稳定性和操纵性的。对单垂尾而言,由于远离飞机的重心,设计时应该尽量的轻量化。单垂尾虽然简单,但硕大无比,受力也复杂。高大的垂尾,它的受力焦点也高高在上,飞行时有个下沉动作,需要水平尾翼进行配平,增加配平阻力,因此后来出现在机腹下安置腹鳍来分散压力。但腹鳍太小了,起不了作用,太大了,影响飞机的起飞。有些飞机索性在下面安装了一个可折叠的腹鳍。起降时折叠起来,不让它刮到地上,飞起来后,再打开,我们的歼8II就有这个可折叠腹鳍。



J8II的腹鳍在飞行时打开,起飞和降落的时候折叠起来避免刮到地面。


有一片的,也有两片的,双片腹鳍的话还有个作用,就是飞机仰头时用来兜住气流,给机尾一个额外的力,不让飞机仰头过于敏感。前面的鹰狮大闹蟠桃园里,除了飞机自己的飞控软件有问题外,就是因为仰头太猛,使飞机一下子进入失速。

这架委内瑞拉的苏30MK2。从后面看能看到尾部下方的两片腹鳍。而且对重型战斗机来说,用双垂尾更好,双垂尾不会让每个垂尾受力过于猛烈。


对腹鳍来说,增加了空气摩擦阻力,而且也不利于隐身,所以四代机一般都不采用腹鳍。
但是,不管是单垂尾还是双垂尾,都存在一个严重的问题。就是大仰角时候,整个机背处于低压区,就是我上面说的“真空区”。由于处于真空区,尾翼接触不到空气,气动舵面失效,飞机就会“漂乎乎”,左右晃动。虽然腹鳍能兜住气流,起一定的稳定作用,但毕竟效果不够。
鸭翼布局因此而诞生。鸭翼的目的就在于利用我先前所讲的非线性的涡升力,将涡流引向飞机的后垂尾让垂尾可以继续有效的提供气动舵面。

这是F15在正常飞行时的电脑模拟图。可以看到,在受空气接触摩擦的地方显示有不同的色温。机头,机翼前缘受空气的压力越大,摩擦越厉害,温度越高,有醒目的红色。而在驾驶舱后面等受力最小的地方,表示温度低,显示出蓝色。空气从机背流到垂尾根部。

飞机在做仰角时,机头上翘,机尾下沉。机头,进气口处受力最厉害。而对于垂尾,气流的主力从垂尾的根部上移的垂尾尖部。红色区域已经处于垂尾翼尖位置

而仰角更大时,可以看到,整个垂尾都显示了蓝色。说明气流并没有流经垂尾。这时候,垂尾已经失效了,不对飞机起控制的作用。所以飞机会漂,严重的话飞机会进入螺旋。

对于如何解决,一种办法是安装推力矢量装置,一种办法是使用鸭翼引导涡流,还有一种办法就是把两个垂直的尾翼外倾,就成了V型垂尾。这样尾尖就能探出脑袋,外伸到机背后面的低压区外面,跟外面的空气接触,这样垂尾的控制舵面就又能发挥作用了。所以对于四代机而言,无论是竞标胜利或失败的,还是高低搭配的,清一色使用了V型垂尾。全都用来改善仰角性能,而且我在隐身的帖子里就说过,垂直的双垂尾会形成角反射,是个强反射源,而V型垂尾能有效的消除角反射。所以,四代机不用外倾的V型垂尾,天理难容。



先上来JSF计划中被淘汰的波音X32。这飞机用的是三角翼+外倾V型垂尾布局,可后来却在最后关头大改气动布局。计划前后不一致,是它落选的一个重要原因。


胜利获选的F35。外倾的垂尾很清晰,这飞机的工艺非常高,很多电子设备都内嵌在飞机全身的各个部位。


这个YF-23也是外垂尾,而且还外倾的厉害。由于它没有平尾,它的这两个V垂尾既起横向控制的作用也兼顾纵向控制。对于我们的四代机,由于用的是鸭式布局,没有水平尾,所以这个V型垂尾也会像它一样外倾的厉害,在仰角机动时用来更好的控制。


最用这张图来作为这帖的结束。仔细瞧好它那双硕大无比的V型垂尾咯。。


以上为科普贴的全部内容。
相信不少人已经被网络上对于J20那天花乱坠的评价砸的晕头转向了吧?我相信并不是所有人都拥有关于四代机的理论基础。
正好现阶段争论最多的就是4代机的气动布局和它的隐身性能。
所以我将此贴放出,为大家提供一个理论的基础。(没理论基础的话看网上的评价您都分不清真假)。
感谢大家没有在我发帖的过程中频繁插楼,在此表示感谢。
附四代机科普第一帖链接:http://tieba.baidu.com/f?kz=976745858
第二贴地址:http://tieba.baidu.com/f?kz=976788837
附:问答
还是不明白
F22装的是 有缘相控阵雷达 怎么就隐形了呢?
为什么它一边发射电磁波一边还隐形?
正如mastanin所讲,太细致讲的话你会听不懂。。。
所以直接形容一下吧。。
想截获一个特定目标发出的雷达信号。。。我们就需要在一片充满电磁背景噪声找出一个特定的雷达波频率。
将电磁噪音环境下的空域比喻为波光粼粼的水面,雷达辐射脉冲比喻成露出水面的石头。那么早期雷达在这个水域开启的时候,就等于在水域中会忽然冒出一个石头。你很容易就能截获该雷达的频率以及位置,这也是网络上流行的F22手电筒理论的来源。不过很可惜。美军的石头们不会对此无动于衷。
F22雷达采用一种扩频技术,就是将雷达的信号进行分解,信号被分解后就形成了成百上千的小信号。然后每个信号分配一个频段,由于每个小信号的功率极小,所以都会被掩盖在背景电磁噪声之下。也就是说,F22雷达,是将石头打碎成沙子,然后再露出很小的部分,这对于正在观察水面的你来说,几乎就等于看不到,就算看到了,也不知道发射源在哪里。
好吧光是这样已经很难找来了。。。可是这还不是F22雷达的全部技术。
F22雷达还有以下功能:
猝发脉冲技术:让石头露出水面拥有随机性。
脉冲变换技术:让每次露出水面的石头都不一样
频率捷变技术:就是让每次石头露出水面的位置都不同。
以上3种。。。是石头被打碎前就用了的。。。OTL
以目前的技术,要找到并确定这石头的位置。。。需要的是顺着沙子下沉的方向去找。。
不过很不幸。。。因为无辜的沙子很多。。。你分不清哪些才是你要找的沙子。。。
这么讲明白没????还不明白的话我也不清楚该怎么解释了。。。

没办,太多图片了。