中国歼20有哪些黑科技 飞行员能借助DAS系统

中国有哪些黑科技~

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歼20为什么比F22轻这么多？根本原因没想到这么简单！
目前F22陆基型的最大起飞重量都已经超过了38吨，而体型更大的F22，空重不少于19-20吨。

很多人疑惑，同为五代机，为什么歼20的空重差这么多？主要是锻造技术和材料上的差异。

F-22的机身和机翼承力结构，由于技术有限在其研制时期主要依赖锻造和铸造加工等手段。

F22和歼20相差了很多年，歼20运用的是最新锻造技术，而且采用的材料是镍合金，和F22相比自然轻了很多。
详解歼-20的仪表板采用了一个尺寸为8×20英寸的大型全景多功能显示器（MFDS），截止到2014年最大的战斗机显示器，它由罗克韦尔·柯林斯公司的凯撒电子分公司研制。实际上它是由两个并排在一起的8×10英寸投影显示器组成，其分辨率分别为1280×1024。这两个显示器是完全互为备份的。当一个发生故障时，所有的功能都可在另外一个显示器上显示。MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据，以及战场环境、战术和安全信息。大范围的战术水平态势可以全屏显示，也可以在平面上分割成若干小窗口分别显示不同的信息。
采用两种方式对系统功能进行控制：一种是触摸屏方式；另一种是通过设置在驾驶杆和油门杆上的各种开关和电位计旋钮实现的（HOTAS）。两台显示器分别由两个处理机提供对原始信息的加工处理。MFDS采用微型有源矩阵液晶显示器（LCD）作为成像源。每个显示屏的投影系统分别由3个弧光灯进行照明。Collins公司提供所有的显示驱动和第一层次的应用软件。
歼-20的头盔显示器系统（HMDS）将取代传统的平视显示器（HUD），不仅节约了费用，而且也显著地降低了系统的重量。HMDS是由视觉系统国际（VSI）公司研制的，这是一家由美国罗克韦尔·柯林斯公司和以色列EFW公司组成的合资公司。它还为F-15和F/A-18E/F提供联合头盔提示系统。HMDS包括三大部分：头盔显示器、DMC-H、头盔跟踪系统。HMDS系统是光电系统和飞行员头部位置跟踪装置的组合，它将为飞行员显示关键的飞行状态数据、任务信息、威胁和安全状态信息，同时系统还可以为飞行员引导机载武器和传感器（如雷达和EOTS）指向所关注的区域；或发出视觉提示，告诉飞行员应该关注的区域。
歼-20在机腹部位有一个主弹仓，机身两侧的起落架前方各有一个侧弹仓。歼-20的侧弹舱门为一片式结构，这个弹舱舱门向上开启，弹舱内滑轨的前端向外探出，使导弹头部伸出舱外，再直接点火发射。
值得注意的是，歼-20的侧弹仓门，为一片式结构和起落架仓门是衔接的，共用一条锯齿缝，两个仓之间相弹仓互被隔断，但是表面盖板却是相邻的。这样的设计减少了一条散射缝，对隐身有利。歼-20在弹出导弹发射架后，弹仓舱门依然可以关闭。这样的设计有利于减小阻力和飞机的雷达反射面积，是一种非常好的隐身设计。
这个结构非常简单，只需要一个旋转机构和一个液压作动筒，就完成了全部发射动作，如图所示，新型格斗导弹被安装在一个旋转机构的挂架上，当导弹发射时，侧弹舱舱门打开，导弹挂架被旋转机构转出舱外，然后侧弹舱舱门关闭，导弹在挂架上发射。应该说，歼-20的格斗导弹发射方式设计的更聪明，避免了很多气动和强度上的麻烦。一般来说，格斗弹锁定时机往往只有2至3秒的时间，从按电钮-电机启动-舱门全开-导弹发射这4个步骤下来耗时至少得3秒，确实会贻误战机。歼-20的格斗导弹可以事先放在舱外，这就是巨大的发射时机优势。另外，如果格斗战全过程打开则对气动效果影响较大，飞机的颤动和乱流导致的阻力增大会降低机动性能。
只从歼20亮相以来，其巨大的机身尺寸就一直是一个谜。很多爬墙党和国外军事专家企图通过参考比对和卫星照片对歼20的具体尺寸进行分析。然而，这些方法都存在较大的误差。目前，维基百科给出的歼20的机长为20.4米，翼展为13.5米。该数据的最终来源为美国《航空航天周刊》2014年根据卫星图片分析猜测的数字。

由于，歼20的具体数字军方一直没有公布，其真实尺寸也一直是一个谜。外界只能大致觉得这是一架很大战机。然而，歼20的真实尺寸终于遮遮掩掩的公布了。11月2日，中国军事网络上出现了1张3架歼20战机和3架歼16战机的俯拍合影的照片。由于歼16战机机长具体数据是已知，根据这张照片，就可以精确推断出歼20的机身尺寸。
歼16战机是在苏30MKK战机基础发展而来的一款重型多用途战机。该战机的具体尺寸为机长21.94米，翼展14.7米。通过歼16的具体比照可知，歼20的机身长度为20.77米，翼展12.99米。

比较美国高端重型战机F22可知，歼20的机身几乎比F22长了2米。但是，如果在比较两机空重的话，则会惊奇的发现，歼20的空重足足比F22轻了5吨，这就比较尴尬了。有人说，歼20空重的大幅度减轻是因为取消的航炮。但是，航炮加上相关的机械设备，也仅有0.5吨，这完全是解释不了的。

歼20的空重之所以大大出乎人们的意料，除了复合材料的大量应用之外，还和我国这些黑科技的发展分不开。它们是金属3D打印技术、液态金属电磁约束成形技术。
金属3D打印技术作为整个3D打印体系中最前沿和最具潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。利用快速成型直接制造金属功能零件可以极大的节省原材料、减低零件的死重，成为了快速成型主要的发展方向。目前，直接制造金属功能零件的快速成型方法包括：选择性激光烧结方法、选区激光熔化方法、电子束选区熔化方法、激光近净成形方法等等。

在该方面的研究，我国处于世界先进行列。2014年12月7日，我国科研人员就展示了应用航天3D打印机，打印钴铬合金材料的航空发动机叶轮。可见，这方面的工业化应用已经具有很成熟的条件。

液态金属电磁约束成形技术是将电磁场用于金属材料的熔化精炼和约束成形金属熔体等加工技术，是一种高纯净、低污染、短流程的材料制备工艺。近年来，该技术在材料、冶金等领域被广泛关注。该技术主要包括冷坩埚感应熔炼技术、电磁铸造技术、电磁悬浮熔炼技术和电磁约束成形定向凝固技术。研究表明，电磁约束成形定向凝固技术在高熔点、高活性、易氧化特种合金的成形制备中明显地优势。

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F-35战斗机的头盔显示器除了被作为虚拟平显外，还提供了40度视场的数字化夜视、画中画视频显示、录像、主动降噪和透视功能！其中最后一个功能最为有趣，能让飞行员穿透机身看到外部景象，比如飞行员低头直视座舱地板时就能够看到下方地面的图像。那么这个功能是如何实现的呢？

诺斯罗普·格鲁曼公司制造的AN/AAQ-37分布孔径系统（DAS）是F-35上的一个革命性新系统。除了探测、跟踪、警告飞行员周围出现来袭导弹或敌机之外，DAS还提供了一个360°球形昼/夜视野，并让飞行员能通过头盔显示器透过座舱地板看到下方景物。由于DAS是一个被动系统，由安装在机身的六个红外（IR）传感器组成，所以不必将特定传感器指向目标方向就能对目标实施跟踪，所以诺格公司把DAS归类为一个集成系统。

六个传感器分别位于F-35雷达罩后的机鼻两侧（指向两侧）、风挡前（指向前上方）、受油插座之前的机背（指向后上方）、机腹（分别指向前下方和后下方）。每个传感器都提供了95°的视场，总视场570°，确保互相之间有足够的重叠区域，对飞机周围空域实施全覆盖。

我歼20如何借鉴美国脉动式生产

每个传感器都与F-35的综合核心处理器（ICP）连接，由后者通过特定软件算法生成一个球形视图，然后图像被送到融合计算机，进行数据融合后通过两个通道输出数据，一个是头盔显示器，另一个是全景座舱显示器。

所以飞行员扭头看向哪里，就能透视机身看到该方向上的红外视图，这个功能甚至可能取代夜视镜。除此之外，DAS还取代了传统战斗机上导弹逼近传感器，通过先进算法增加探测来袭导弹的预警距离，并降低虚警率，并把导弹轨道信息转化为可用数据，馈送数据给融合系统并显示给飞行员。

DAS甚至能用于探测弹道导弹的发射。2010年6月，诺格公司使用DAS对佛州卡纳维拉尔角发射的两枚“猎鹰9号”运载火箭进行了数据收集，确定了该系统能在反导任务中探测、跟踪和瞄准弹道导弹。飞行在北卡罗来纳州海岸上空的诺格BAC 111试验飞机使用DAS在1300公里之外对“猎鹰9号”多级火箭进行了跟踪。据诺格公司透露，F-35的计算机系统能使DAS同时跟踪数千个目标，远远超过目前任何红外系统。

再来说说F-35的头盔显示器。

F-35取消了平显（HUD），使用视景系统国际公司研制的头盔显示系统（HMDS）来为飞行员显示信息。HMDS由显示管理计算机、头部跟踪系统和头盔显示器（HMD）组成，显示管理计算机提供飞机和HMD之间的接口，并控制跟踪系统和所有显示信息；跟踪器系统由安装在座舱中的磁源和位于头盔上的传感器组成。

包括氧气面罩在内的HMD重量不到2千克，由带降噪耳机的轻量化飞行头盔和显示装置组成。HMD能为飞行员提供“透视机身”的能力，增强其态势感知能力，此外头盔还能用于对目标的瞄准和跟踪，并能显示和回放昼/夜传感器视频。

HMD可以显示飞机任务计算机生成的视频和符号，内容来自多个传感器的融合，而不仅仅是特定传感器。头盔通过光纤和MIL-STD-1394接口在内的七个高速数据链路传输视频和接受控制。HMD支持三种操作模式：仅白天符号、白天视频和符号、夜间视频和符号。

HMDS目前已经发展到第三代，解决了显示抖动和延迟问题，并集成了全新的ISIE-11夜视摄像机和液晶显示器。

目前看来，我国的歼-20同样具有DAS和头盔显示器，应该具有类似的透视机身的能力，可完全取消夜视镜并大幅提高飞行员的态势感知能力。

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