随着隐身和反隐身技术的不断发展,现役战斗机及未来的新一代隐身飞机对航空发动机的隐身设计提出了更高的要求。然而飞机尾部隐身却一直是飞机隐身设计的重点和难点,这是因为发动机后腔体及其内部元件和边缘产生的雷达散射信号、后腔体及其热端部件和尾喷流等产生的红外辐射信号可占整个飞机尾部方向特征信号值的95%以上,除此之外,发动机尾喷流产生的高温热态水蒸气遇冷产生的尾迹也会对飞机的可见光隐身产生较大困难。如果发动机不能实现后向的隐身,则隐身飞机无法实现全方位的隐身,其作战能力将大幅降低。
国产歼20座舱盖
据国外公开资料分析,美国的F22隐形战机为了降低其配备的F119发动机的红外辐射信号,机身内部额外携带了数百公斤重的低温液氮(零下196℃),在进行战机隐身突防时通过在尾部大量抛洒低温氮气来对发动机尾部的热空气进行冷却,从而降低尾部红外辐射 。由于其大幅增加了飞机起飞重量,在发动机推力和推重比相对落后的我国来说并不是一个完美的解决方案。而且当液氮被全部释放完毕后,飞机发动机红外隐身性能将大为下降。如何最大程度地降低发动机的红外和雷达特征,并实现发动机推力、耗油率、红外特征和雷达特征等多项性能指标综合优化设计,是摆在我国航空发动机科研人员的重大难题。
据最新披露的公开消息透露,针对现代发动机装备跨代发展对高性能高温隐身功能材料研制的急需,我国西部某大学的科研人员有效解决了高温隐身材料工程应用存在的高温性能易退化和高温热震易损坏等关键难题,研究成功一个完整系列的高温隐身功能材料,不仅填补了国内空白,还达到国际先进水平。在发动机高温隐身领域获得了具有开创性的研究成果,特别是在高温红外隐身薄膜方面更是达到国际领先水平。更让人振奋的是,其高温隐身材料已成功应用于8个发动机型号,大大提升了先进武器装备的隐身能力。
歼20夜航试飞
该公开资料称,通过高温电磁参数调控,首次使国产航空发动机具有高温雷达隐身性能;通过独创的化学结合 物理结合方法,使高温隐身惰性材料与发动机部件表面形成了高强度结合界面;通过原位化学反应生成阻塞层,使发动机隐身材料在高温下具有长时间的稳定性;通过显微结构 膨胀 导热方法,使工作环境最恶劣的涡轮叶片上的高温隐身陶瓷涂层材料具有极佳的抗热震性(材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的性能),一举解决了航空发动机隐身材料设计的四大难题。
研究的高温红外隐身薄膜被有关专家鉴定评价为:“达到国际领先水平”。在用热成像仪所做的对比试验中,没有涂覆高温红外隐身薄膜的发动机单晶叶片红外辐射极其明显,在视频图像中呈白色,而涂覆了高温红外隐身薄膜的发动机单晶叶片红外辐射显著减弱,基本上与黑色背景融为一体。该系列高温隐身材料有三种材料被相关用户认定为“国内唯一”,另外一种材料更是被认定为“同温度段的应用性能达到国际最好水平,堪称世界第一”。
目前已批量应用于歼-20的发动机(“新太行”涡扇10C)型号,使我国首次具有了隐身性能的航空发动机,解决了该隐身飞机的后向隐身难题。应用于某型利剑飞翼无人机的隐身发动机型号(涡扇12B)也即将投入生产。该项成果已被评为2017年度国防技术发明一等奖,2018年度国家技术发明二等奖云
成飞的歼-20和歼-10也步入密集试飞期,使用锯齿隐身处理的太行发动机的歼-20,即使从后方看,也是非常威猛有力的。
未来很长一段时间里,太行歼-20都将是我军的“标配”。虽然WS-15进度不算顺利让大家伙有些失望,但歼-20的产量毫无疑问是有保障的:未来5年,我军将生产xxxx台以上的太行发动机,这意味着老旧的二代飞机,包括最早的一批J-11A都会被太行歼-20和歼-10替换掉。
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