2022年3月,美国太平洋空军司令肯尼斯·威尔斯巴赫 (Kenneth Wilsbach)在参加米切尔航空航天研究所的一个论坛时称:美军正在使用的E-3预警机严重过时,它没有能力应对21世纪的战斗,无法探测到歼-20战机,这使得F35在与歼20对抗时落于下风。
威尔斯巴赫称美国预警机看不见歼20
“美国预警机看不见歼20”,这句话出自美国太平洋空军司令之口,很难不让军迷激动。但有军事专家很快就指出:威尔斯巴赫将军在撒谎。这究竟是为什么呢?
中国是继美国之后,全球第二个独立制造出隐身战斗机的国家。自2011年歼-20战机首飞、2018年列装到现在,据说已经有一百多架歼-20服役,威龙在天,令人心安。
歼-20隐身战机
隐身战机并不是指我们肉眼看不见它,而是对于雷达而言有低可探测性。飞行员纵使视力极佳,他们最多也只能目视几公里或十几公里范围内的飞机,对于更远距离的目标需要借助于雷达。
雷达通过天线向外发射一组电磁波(微波),电磁波能穿透云雾到达几十公里甚至更远的地方,当遇到物体阻挡,一部分电磁波会反射回来,被雷达的传感器接收到,从而算出目标的距离、运动速度以及特征。
雷达通过反射波探测远方物体
隐身飞机就是通过一些技术手段,让发射过来的雷达波反射到其它地方,同时吸收电磁波的能量,将其转化为热能。这样一来,对方的雷达就不能“看到”自己,或者因为反射回去的信号太弱,让对方误以为那只是天空的一只小鸟。
F22与F35隐身战机
隐身战机的好处是低可探测性,但同时也给民航管理带来麻烦,地面控制塔台不知道哪里有战斗机出没,容易造成客机与战机危险接近甚至发生碰撞。所以在平时的飞行训练中,隐身战机需要加装一个“龙勃透镜”(Luneburg lens),有了这个东西,即便是民用雷达也能很容易知道哪儿有隐身飞机。
与美国F22和F35一样,歼-20机腹中部也挂了一个龙勃透镜——就是下图那颗像金色药丸一样的柱形物体。有了它,歼20就不再是一架隐身战机了,谁都能看得见。
歼20机腹下装有龙勃透镜
有朋友说:这还不简单,给飞机装一个角反射器,这样就能让光从哪儿来,又回到哪儿去了。
利用角反射器反射雷达波是一个聪明的办法,它有三个相互垂直的反射面,任何一束照射到反射面的光线都可以经过两到三次反射,再回到光束发射的方向。这样就能将雷达波反射回去。
角反射器反射光线
但角反射器会带来一个问题:它反射光的强度总是比入射光小,为了让远处雷达接收到足够强的信号,我们需要将反射器做得足够大,以扩大其信号反射截面。这会大大影响战斗机的气动性能,所以角反射器不适合装在隐身战机上。
龙勃透镜究竟是个什么东西?它是如何让隐身飞机“现形”的?
如果你玩过水晶球,就能发现这东西能聚光,这是因为光在进出水晶球时发生了折射现象。光在球面附近汇聚,形成明亮的光斑。水晶球是各向同性的,无论光线从哪个方向射入,都会在前方产生同样的光斑。
水晶球聚集光线形成光斑
如果我们将“水晶球”制成像洋葱皮那样一层一层的雷达波折射面,同时调整其折射的焦点,就能在最外层的反射面上得到一个很强的折射光斑,再将这个光斑反射回去,就可以产生很好的信号增益效果。
换句话说,虽然龙勃透镜本身的直径不大,但它反射的光足够强,就能被远处的雷达接收到。
龙勃透镜能增强并反射雷达波
雷达波是微波,它不同于可见光。因此龙勃透镜不需要用到水晶球,而是使用特殊材料通过3D打印技术制造,这种材料对雷达波有很好的折射与增益效果,并且制作速度快、成本低。
3D打印龙勃透镜的层状结构
除非是在实战状态下,包括F117、F22、F35和歼20在内的所有隐身战机都会加挂龙勃透镜。即使是军事演习、执行国土警戒巡逻等任务,龙勃透镜都不会取下来。这是为什么呢?
地勤人员在F35机背安装龙勃透镜
对于现代战机而言,其雷达隐身参数是一项重要指标,所有对手都千方百计想获取其在隐身状态下的雷达信息,从而分析其隐身性能,制定应对手段,甚至有针对性地调整导弹参数,以便在战争爆发时一击制敌。
你很少看到美国战机在本土以外的地方执行驱逐任务时不带龙勃透镜,在对手的雷达屏幕上,F22从来就不是“透明”的,你永远都能看到它,直到战争爆发。
对于歼-20战机也是如此,它在内陆地区飞行时需要让民航管治雷达看到,前出外海执行任务时也会挂载龙勃透镜,避免隐身特征被敌方探测。因此不存在威尔斯巴赫声称“E-3预警机看不见歼-20”这种情形,只要不真打起来,它总能探测到歼20。
加挂龙勃透镜和副油箱的F22战机
你可能会说,龙勃透镜都是用螺栓固定在机身外面,真要打仗也得飞回机场才能取下来啊,飞行员遇到突发情况那不还是活靶子?这种担心是有道理的。
龙勃透镜不像副油箱那样说丢就丢,但歼-20战机的龙勃透镜现在随时可以收起来。从公开的照片看,它是可伸缩结构,一按电钮就可以弹出或缩回,能随时做到隐身。
新歼-20的龙勃透镜可伸缩
既然美军从不知道隐身的歼20是什么情况,为什么威尔斯巴赫要说“预警机看不见歼20”呢?
原因很简单,他说“我们的E-3机队真的很难,太平洋空军有4架飞机,经常因为维修问题,4架都无法飞行”,他嫌E-3预警机太老旧了,想争取资金换更先进的E-7,所以拿歼-20说事。
一个堂堂空军司令,公然撒谎的目的很简单,两个字:“打钱”。是不是挺可笑?
参考资料及图片来源:
中国国防部网站: 《歼-20战机列阵人民空军“王牌部队”》,《J-20 隐形战机航展期间在中国东北地区公开亮相》
欧亚时报:“Incapable Against J-20 Fighters – US Air Force Says ‘Not Ready For 21st-Century Battle’ With China Due To Outdated AWACS”
Youtube:“Aerospace Nation: Gen Kenneth S. Wilsbach”
维基百科:隐形技术,隐形飞机,洛克希德马丁 F-22 猛禽,龙勃透镜,角反射器
快懂百科:歼-20
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