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科技解析站:轰20另有妙用!基于共型天线技术可衍生出隐身预警机|2023-03-12

根据近年来官方媒体的报道,外界普遍认为我国正在研制一款名为轰20的战略隐身轰炸机,然而实际上它的用处可不仅仅是执行轰炸任务,还能发展成隐身预警机!

图片轰20CG图

空中预警机号称战力倍增器,相当于空军或者海军的空中指挥中心,是非常重要的节点。战时它就是敌方的重点打击对象,一旦被敌方击落,我方空军就相当于“群龙无首,战力将大幅度降低。

偏偏现有空中预警机存在一个致命缺点是,自身几乎没有防御能力,必须靠战机保护才能生存。现阶段,空对空导弹射程有限,但新技术的发展也让空对空导弹的射程暴涨,例如我国的霹雳15,前不久航空工业导弹院副主管王嘉樱就证实其射程就超过200公里,霹雳17尺寸更大,射程有望超过300公里,甚至400公里。

中国军视网报道称,我国的空警500预警机探测范围约为470公里。这个指标是指对非隐身目标的探测距离,对隐身目标的探测距离将大幅度缩小,能达到200公里就不错了。因此,只要隐身战机携带射程超过200公里的双脉冲空对空导弹,就能在预警机发现它之前发射空对空导弹。由此可见,未来现有各型预警机的生存率只会越来越低。

图片空警500预警机

想要提升预警机的生存能力,当务之急就是提升它的防御能力。

那么有什么办法能够提升预警机的防御能力呢?

提升预警机防御力的手段除了各种干扰技术之外,赋予它隐身能力便是更为重要的手段。然而,预警机背部通常都会背负一个很大的雷达天线圆盘,这会导致很大的雷达反射截面。因此,必须采用新技术,去掉这个巨大的雷达天线,才有可能实现雷达隐身。

那么,我国有没有能力去掉预警机背部的那个巨大雷达天线圆盘呢?

答案是肯定的!

那就是用共形天线取代传统的圆形天线。

“中国预警机之父”王小谟院士在一次活动中首次在官方媒体上透露我国新一代国内预警机将领先世界各国,率先应用共形阵列和智能蒙皮贴片技术。

在2018年第十二届珠海航展上,中国电子科技公司首次展出了一款名为JY-300的无人预警监视系统,该预警机是世界上首型使用蒙皮共型雷达基阵的预警机,证实了王小谟院士所言非虚。这说明我国的共形天线技术已经成熟。

无独有偶,2022年,中航工业也曝光了一款疑似空警3000的预警机模型,明显可以看出它采用共形天线技术,背上并没有大圆盘。

图片空警3000CG图

具备雷达隐身能力之后,预警机的使用灵活度和生存能力将得到大幅度提升。起码无需战机保护,一旦发现敌方飞机或者导弹来袭,紧急关闭所有具有辐射信号的电子设备,保持无线电静默。这时它就相当于一架雷达没开机的隐身飞机,敌方来袭飞机或者导弹就会瞬间失去目标。

战时,隐身预警机还可以一直处于隐身状态,在飞到普通预警机不敢去的高危前线时突然开机,引导我方机群或者导弹攻击敌方目标,然后再次保持无线电静默就能打得敌方措手不及。平时,隐身预警机可以弹出龙勃透镜,以非隐身模式执行任务,让敌方摸不清它的雷达反射截面参数。可见,隐身预警机的应用灵活度远不是传统预警机可比的。一方面是可以大幅度提升预警机的活动范围,另一方面是大幅度提升预警机的生存能力。

利用共形天线技术改造轰20,发展出一款隐身预警机已经水到渠成。

利用共型天线技术,理论上我国有能力利用任何一种飞机,将其改造成不具有“大圆盘”的预警机。现在缺的是一款能够搭载预警机机组成员的大型隐身飞机。

那么我国有没有哪款大型飞机具备隐身能力呢?

答案是肯定的,它就是尚未曝光,但被官方媒体多次报道的轰20隐身轰炸机。根据曝光的消息来看,它是一款类似于美国B2和B21的飞翼式隐身轰炸机,具备全方位隐身能力。相比之下,世界上已经服役的几款隐身战机都只具备正向一定范围内的有限隐身能力,侧面不具备隐身能力。

早在2018年,网络上就曝光了一块当时世界上尺寸最大的3D打印钛合金结构件,上边线为直线,下边线呈轻微弧形。这么大的尺寸不可能用在我国现有任何一款飞机,外界推测这种结构件最有可能是轰20的结构件。

图片2018年曝光的当时世界上最大的3D打印钛合金结构件

这张图在当时就在网络上引发热议和解读。外行看热闹,内行看门道。轰20按照4台不带加力的涡扇发动机配置,可做出如下推测:

1、圆洞竖向直径与横向直径的比值大约为0.92~0.93,说明这块钛合金结构件是倾斜角度约66-68度放置的,按照钛合金结构件全尺寸面积(包括圆洞)16平方计算,风道通路(圆洞)直径约为1.5米,可装下基于太行发动机核心机衍生而来的新式中涵道比涡扇发动机,或者是涡扇18(俄制D30仿制型号)系列发动机。如果扣除圆洞,可推算出矩形的边长为0.583米,圆洞直径大约为1.7米,可装进直径更大的发动机。按照3D打印的官方表述来看,16平方最有可能是包括圆洞的面积。

2、这个部件最有可能是轰20的右侧机翼翼根部分,目测右侧高度接近4米,左侧框边超过2.5米。4米厚的翼根直接超越美国B2隐身轰炸机,中央升力体机体的最大厚度大概率要超过6米!据此估计,其机身下部弹舱的深度至少有2.5米,甚至可能达到3米!

图片B2隐身轰炸机

3、部件的横向跨度约为5米,按照这个斜率向左侧延伸,机翼延展会达到25米甚至更长。当然机翼斜率各部分会有较大变化,总体判断,H-20翼展有望超过50米。

4、综上所述,如果轰20安装4台涡扇18系列发动机,那么它的发动机总推力将超过50吨,按照推重比0.2反推,其最大起飞重量超过250吨,参照B2的发动机耗油率和载油系数推算,其航程有望突破16000公里。即便是保守估计,轰20的最大起飞重量也要超过200吨,航程超过12000公里,均大幅度超过美国B2轰炸机。

如果以上4点推测与实际没有大的偏差,那么轰20完全具备改装成隐身预警机的所有条件。深度2.5米以上的主弹仓直接改装成预警机机组成员和电子设备存放的空间。借助共形天线技术,将机翼的一部分改装成共形天线,并加装油冷散热系统,即可有效解决雷达隐身和红外隐身难题,将轰20改装成隐身预警机。此外,还可以腾出2个侧弹仓的空间,用于装载空对空导弹,让轰20也具备拦截敌方来袭战机的能力,必要时还可以给它装上反导弹激光炮,用于摧毁敌方来袭导弹导引头,使其失去锁定能力,极大提高自身防御能力。

图片机载激光炮攻击效果图

事实上,美军早已提出基于F35战机发展出一种具备很强防御能力的隐身预警机的设想。只可惜,F35体型太小,雷达探测距离十分有限,而且没有机组成员,无法根据探测情况实时决策,这种预警机注定无法完全替代现有大型预警机。然而,我们仍然不能掉以轻心,未来美国可能会基于B2或者B21发展出一型大型隐身预警机。因此,在此呼吁我国应该尽快立项研制我国自己的隐身预警机,以便构建自己的不对称优势。

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