身为五代机最强者，美军F22的隐身技术并非原创 - 农业工程技术杂志社投稿

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身为五代机最强者，美军F22的隐身技术并非原创

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在如今这个信息爆炸的年代，知识产权问题越来越受到普遍重视，在某些场合甚至可以作为攻击潜在对手的最佳武器。时间拨回到半个世纪之前，1962年苏联物理学家彼得?乌菲姆采夫（Pyotr Yakovlevich Ufimtsev）发表了Method of Edge Waves in the Physical Theory of Diffraction一书，而该研究被认为没有重大军事/经济价值，得以在国际上公开发表。1971年，该书被美国空军外国技术部（国家空中情报中心）的怀特?帕特森翻译成英文，该书概述的方程式量化了飞机的形状对雷达的可探测性的影响，令美国工程师们茅塞顿开。20世纪年代，美国国防部启动了Lockheed Have Blue计划，项目目的是开发隐身战斗机，洛克希德?马丁公司在与诺斯罗普?格鲁曼的竞争中胜出。从此，美国在隐身技术领域一马当先，F-117、B-2、F-22相继问世，美国F-22隐身战斗机代表着继F-117A隐身攻击机和B-2隐身轰炸机之后的第三代隐身技术，即在不损失机动性和飞行速度的情况下实现隐身。F-22作为集大成者服役十多年来一直都是美军空基力量的典型代表。

《衍射物理理论中的边波方法》（翻译版）奠定了雷达隐身技术工程应用的理论基础

F-22是美国空军高级战术战斗机（Advanced Tactical Fighter）计划的结果。上世纪70年代末80年代初，基于美国空军的空战研究和苏联新型制空战斗机MiG-29/Su-27即将服役的情报分析，美国空军对高级战术战斗机提出了新的空中优势的要求，并计划用来取代全部F-15。1983年5月，美国空军发布了名为“联合先进战斗机”（JAFE）的战斗机发动机的招标书（RFP），普惠公司和通用电气公司于1983年9月获得了开发和生产原型发动机的合同。1986年7月，波音，通用动力，洛克希德，诺斯罗普和麦克唐纳?道格拉斯提出了提案。1986年10月，美国空军选择了两个承包商——洛克希德?马丁公司和诺斯罗普?格鲁曼公司进行了为期50个月的演示/验证阶段，最终对两种技术原型机YF-22和YF-23进行了飞行测试。根据洛克希德公司、通用动力公司和波音公司之间的协议，如果只选择了一家公司的设计，则剩余两家公司同意共同参与开发。诺斯罗普?格鲁曼和麦克唐纳?道格拉斯也有类似的协议。

飞行演示阶段的YF-23与YF-22

1991年8月，洛克希德团队获得了开发和制造“先进战术战斗机”的合同，后续YF-22被修改为F-22“猛禽”生产型。仅从隐身角度而言，YF-23比YF-22有着较为明显的优势，比如和B-2一脉相承的内埋式喷管、四个方向高度一致的外形设计和取消的水平尾翼。但在机动性、弹舱设计和项目管理（B-2的前车之鉴）上的劣势可能是导致空军最终选择YF-22的原因。出于成本考虑以及当时世界空军力量的分析判断，美军于2011年关闭了F-22的生产线，迄今为止F-22一共生产了195架，其中8架为技术验证机。

飞行测试中的最后一架F-22，于2012年5月2日交付美国空军

外形隐身设计

与飞机总体设计密切相关的是外形隐身技术。具有相同几何界面的目标，由于电磁散射机理不同，导致RCS差别很大。通过改变飞机外形来减缩飞机RCS时，应遵循以下原则：改善飞机的总体布局以减少散射源；变强散射源为弱散射源；对强散射源进行遮挡；控制散射方向，使散射能量集中在雷达波威胁区域之外；消除角反射器效应；将飞机的雷达回波的主要能量控制在很窄方位内。

F-22的平面对准设计，特别是F119-PW-100发动机上安装的推力矢量喷嘴的仔细边缘对准

例如，飞机的侧面、进气道以及双垂尾均以同一角度倾斜。机翼前缘以及平尾前缘分别与后缘相平行。机身的全部舱门，如起落架、机炮（藏于机身进气道上方）武器舱、维修口盖，还有驾驶舱玻璃框架，均沿两个相同的方向进行了锯齿修形处理，以便侧向反射雷达波。

起落架的锯齿修形

与F-117明显不同的是，F-22采用了所谓的连续曲率设计。例如，从正面看，机翼机身连接处不形成强烈的雷达反射源角度，下翼面沿一连续变化曲率半径线置于飞机侧面。在副翼舵面、扰流器以及尾翼整流罩上也能看出连续曲率技术应用的痕迹。

所有的腔体都应谨慎处理，因为它是雷达反射的主要来源，进气道及尾喷管是大型腔体，在它背面有工作叶片，而叶片作为大型反射源很容易被雷达探测。洛克希德马丁公司的工程人员对进气道形状进行了处理，进气道沿机身高度溯流而上，而在该处又重新接合，并在该处留出内置弹舱空间。其结果是从进气道的任何角度都不能直接看到压气机的第一级（S弯进气道），如下图所示。这样设计的优点是前向雷达波入射后经过多次的反射，在反射重点区域配合雷达吸波涂层可以大幅度地降低前向雷达截面积（RCS）。与S弯进气道作用相似的是无边界层隔道超声速进气道（DSI），该进气道在F35战斗机上采用。

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/zonghexinwen/2020/0726/575.html