美国F-117A隐身攻击机的设计思想是怎样的?

作者&投稿:应威 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
美国F-117A隐身攻击机是如何研制的?~

20世纪60年代末、70年代初是美国军用飞机(尤其是战斗机)发展的高峰。目前美国空、海军现役的主力战斗机,差不多都是那时候研制的,例如F—14、F—15和F—16战斗机均为70年代初问世,只有F/A—18稍晚一点。
美国人发展军用飞机,往往始一种新型号出现后,马上就开始考虑它的后继机,有时甚至还要提前。隐形战斗机的研制就是从那时候开始萌芽的。后来,美国国防部高级研究计划局提出了一个称之为“海弗兰”的隐形战斗机研究计划,要求有5家主要合同商参加。
起初,洛克希德飞机公司并未被列于这5家之列。原因是说该公司缺少现代战斗机的设计经验。实际上,洛克希德是一个老牌的飞机公司,创始于1916年,先后研制出P—38、F—80、F—104、C—130和SR—71等一系列优秀军用飞机,有些甚至是世界名机。
近年来,虽然没有再搞战斗机的研制,但一直在独立地进行隐形技术的研究。由于洛克希德具有实力,而且在隐形飞机的研究上先行了一步,因此经过努力,终于被挤进了“海费兰”计划,并最后在原型机的竞争中获胜。“海弗兰”计划始于70年代中期,先搞了两架小型原型机进行可行性试验。
这两架小型原型机也叫“海弗兰”,装两台发动机,采用奇特的多面体外形。这种外形设计的依据,主要来源于一个计算飞机雷达反射截面积(RCS)的数学模型。因为计算雷达反射截面积,平面外形比曲面外形要容易些。没想到这一数学模型真的得到了应用。
“海弗兰”原型机的放大型就是F—117A,1978年由洛克希德“臭鼬工厂”开始研制。研制工作进展顺利,1981年6月首飞成功。1983年10月进入托诺帕试飞基地的第4450战术大队服役(现为第37战术战斗机联队)。
美国空军共订购59架,现已全部交付,并无后续采购计划。59架中有4架分别于1982年、1986年和1987年及1997年坠毁。59架F—l17A飞机总耗资将达66亿美元,计划价格为1.112亿美元。

F—117A是一种高亚音速的战术飞机,装两台F404—GE—FID2涡扇发动机。几何尺寸与F—15战斗机相当。概括起来,F-117A有两个特点:一是外形奇特,二是机载武器和设备通用性强。
F—117A的外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成。连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,这在战斗机的设计中是前所未有的。
对于F—117A的进气口为“网状格栅隐蔽”式,尾喷口为沿展向的“开缝”式(也有人称其为“口琴”式喷口)。没有采用推力矢量控制技术。两侧发动机短舱—止部装有辅助进气口。
之所以这样设计,美国空军官员解释说:由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口只在起飞和复飞时打开使用。
F—117A可进行空中加油,加油口位于机身背部。全机干净利索,没有任何明显的突出物,除了机头的4个多功能大气数据探头外就连天线也设计成可上下伸缩的。此外,座舱益框架、起落架舱门和炸弹舱的边缘以及机身后部的平面形状均做成锯齿形,这些便构成了F—l17A的独特外形。
F—117A的最大重量为23835千克。内部武器舱长4.7米,宽1.75米,可携带2枚900千克的BLU—109激光制导炸弹,也可带AGM—88A、AGM—6S空对地导弹和GBU—15炸弹等。这些武器其它多数战术战斗机均可使用。
F—117A的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以:用的东西。其中包括F—16的4余度电传操纵系统,C—130的环境控制系统,F—15的刹车装置,F—15、F—16和A—10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统笺。
就连动力装置也与海军的F—18具有较高的通用性;这样做,既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也易于维护使用。据美国空军官员说,F—117的维修勤务与F—15及F—16类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比麦道公司的F—15战斗机略高。

在F-117的设计中,其外形的设计已不能仅从常规气动力(如升力和阻力)角度来考虑,而必须把外形与隐形联系起来,尽可能做到二者统一。前据介绍F—117A飞机的RCS值只有0.001、0.01平方米(沿方位BCS值),比一个飞行员头盔的RCS值还要小。如此小的RCS值,部分是由于F—117A采用了各种吸波(或透波)材料和表面涂料,但更主要的是由于它采用了独特的多面体外形。

比如,一般来说地面雷达和机载雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度范围之内,所以设计师们把F—117A大部分表面的倾角都设计成大于30度,这样就可以将雷达波偏转出去,而避开辐射源。

设计师还把F—117A机身表面和转折处设计成使反射波集中于水平面内的儿个窄波束,而不是象常规飞机那样全向散射。这样就能使两波束之间的“微弱信号”与背景躁声难以区别。这种波束很窄,以致于雷达不能够得到足够连续的回波信号,而难以确定是飞机目标,还是瞬变噪声。

在对待一些小部件的设计上,设计师也作了周密考虑。如座舱盖接缝、起落架舱门和发动机维修舱门,以及机头处的激光照射器边缘都设计成了锯齿状嵌板,并让这些锯齿边缘与上述某窄波束方向垂直,这样其反射汲就不会形成另外的波束,而与该窄被束方向一致。

为了防止雷达波进入进气口,设计人员除对发动机进行了专门处理外,重点对进气口进行了特殊设计。进气口用相距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽起来,以防止雷达波直接照射到具有强反射特性的发动机风扇叶片上。

F—117A的进气口高约0.6米,宽1.5米左右。这么大尺寸的进气口,一可以给发动机提供进气,二可以提供冷却空气。

冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样做,可大大降低发功机的排气温度,减少红外特征。此外,F—117A还采用了V形尾翼(全动式)、埋入式武器舱、可伸缩的天线等。总之,这一切都是为了减小飞机的RCS值,达到隐形的目的。




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工布江达县15844279594: 隐型战斗机的隐型原理?
惠周派斯: 这里所说的隐形是指雷达很难探测到,这个搂住应该懂了吧 其实隐形的原理很简单,首先就是涂上吸波材料,因为雷达是靠发射电磁波来探测发现目标,而如果材料把大部分电磁波吸收掉,那么反射回雷达接收器的电磁波就大大减少,从而大大增加了探测的难度.其次就是把战斗机的外形设计成多边形,这一点在美国F-117战斗轰炸机上体现得淋漓尽致,这种隐形原理也很简单,就是靠多边形来散射雷达发出的电磁波,这样返回雷达接收器的电磁波就会成几何数的减少,从而达到隐身的目的.还有一种叫等离子隐身的隐形方法,也是吸收雷达波的原理,目前尚处在试验阶段,没有投入使用. 目前尚未发现新的隐形方式.

工布江达县15844279594: 隐型战机是什么原理?
惠周派斯: 隐形飞机相当与二战没有雷达出现的战机,雷达信号根本无法发现,原理是吸波材料和电磁波在合理范围内抵消,说明白一点,普通雷达的波长如果是毫米级,那么吸波材料的反射楔形反射面也是毫米级,为什么隐形飞机不能规避米波,因为反射不了,用水波做实验,如果量的水波波长为2厘米,那么在岸边做一个多半菱形排列的反射面,半菱形的边长为4厘米,那么水波可能会在菱形回路里自己抵消.当然如果飞机外形比较合理,雷达反射面也可能比较小,F22的正面雷达截面比较小,就是这样

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