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?沈飛FC31或將大改:采用先進超材料打造更強隱身性能

2020-11-04


中國航空工業龐大的院所中,沈飛和成飛以及西飛是不折不扣的三大巨頭,在人員,資源和技術方面都擁有無可辯駁的優勢,其中沈飛和成飛是長期以來的“死對頭”,兩家研發產品都是戰斗機,所以競爭激烈,沈飛長期以來都占據優勢,最近些年開始嚴重落后對手,殲-20戰斗機的出現,使得成飛獲得了中國第一隱身戰斗機制造商的寶座。

雖然沈飛也不甘示弱,在殲-20戰斗機首飛2年后,也打造了自己的FC-31鶻鷹隱身戰斗機,截止2020年年底,殲-20戰斗機總數接近50架,而FC-31戰斗機目前大約4-5架,其中前三架是31001和31003飛行測試樣機,31002是強度試驗飛機,今年到明年,沈飛預計將建造2架新型樣機,預計一架做強度試驗,另外一架進行試飛,為未來的隱身艦載機競標做準備。

最近,甚至光啟公司宣布,和中國沈陽某單位簽署了“基于超材料的先進多功能機載產品獨家研制任務”協議,中國航空研究院孫聰院士與深圳光啟高等理工研究院劉若鵬院長等相關領域專家共同出席,大家都知道,孫聰院士曾經參與過FC-31戰斗機的設計,這也極有可能是FC-31戰斗機大改,增強隱身性能的一個重要信號。

細節更有意思,該協議部分產品研制經費撥付協議6500萬元,協議所含產品重量占整機機體結構重量近10%,該系列超材料航空產品價值占整機價值比例不低于其重量占比,該公司的宣傳:超材料技術在新一代航空裝備領域應用上取得重大突破,實現了由“整機部分重要超材料結構件”到“全機超材料結構件” 的歷史性跨越,也是超材料技術大規模全面應用的里程碑。該公司所說的超材料,就是隱身結構材料,隱身結構材料主要應用在獨特敏感區域,比如機頭雷達罩,機翼尾翼鴨翼前緣,這些部位容易生產比較大的雷達波反射,該公司開發成功的寬頻帶吸波材料,多次在航展展出,也成功應用在殲-20戰斗機上,獲得了巨大的成功。

按照飛機整體結構計算的話,FC-31戰斗機新階段重量,極有可能從12.5噸升級到14噸量級,主要原因是,艦載機需要加強起落架,機身,加大機翼等要求,大約會有1噸左右的增重,而且飛機還必須適當增加內油以擴大航程和作戰半徑來彌補尺寸較小帶來的弱點,按照14噸空重計算,結構系數30%左右,最終隱身結構材料大約是14X30%X10%=420公斤,按照這個數據來看,FC-31幾乎機身所有蒙皮都可能采用隱身結構材料制造,可以說是另類的領先。

光啟公司在航展上宣傳的重點是該公司超材料有很多優勢,主要原因是基于外形與吸波材料的傳統隱身技術有很多缺陷,比如吸收頻帶窄、低頻(米波)兼容寬帶吸收效果差,維護困難甚至無法維護,存在雷達探測與隱身、天線輻射與隱身功能兼具的矛盾問題,低頻、寬頻吸收材料重量重,而且惡劣環境下隱身性能穩定性較差,這些問題在美國戰斗機上表現突出,F-117的沉重鐵氧體涂層,F-22一半時間用來修補隱身涂層,F-35隱身涂層不斷起泡開裂,讓人大跌眼鏡。

基于超材料的新型隱身材料優勢在于,一個是隱身頻段寬而且隱身效果好,涵蓋低頻到紅外的全頻段隱身,隱身性能相比傳統吸波材料提升1~2個數量級,而且少維護甚至免維護,采用新型隱身結構材料后,可以實現“隱身、探測、結構及承載”一體化設計,使得隱身結構重量減輕50%,全壽命周期綜合成本降低50%。

殲-20戰斗機已經證明了強大的隱身能力,多次在空中模擬中擊敗國產三代機,國產飛機即使打開雷達,也無法發現近距離的殲-20,FC-31戰斗機能實現同樣的目標嗎?從理論上還是可能的。(大水)





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