殲-20小批量服役后，大家對(duì)于其發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口的隱身效果十分關(guān)注。不少人認(rèn)為殲-20采用圓形的三元噴口，天生不利于隱身，沒(méi)法像F-22的二元噴口那樣實(shí)現(xiàn)紅外和雷達(dá)隱身，而且其性能也比不上俄羅斯剛剛露面的第五代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)“產(chǎn)品30”以及F-35戰(zhàn)斗機(jī)使用的F-135發(fā)動(dòng)機(jī)，事實(shí)是這樣嗎？

殲-20發(fā)動(dòng)機(jī)具備與F-35相似的隱身功能

殲-20的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管能不能隱身？很多人都注意到了其發(fā)動(dòng)機(jī)外部與機(jī)身連接處的包覆部分，采用了一種奇特的結(jié)構(gòu)——鋸齒形裙邊結(jié)構(gòu)。大家很快就想到了F-35的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口，也有類似的鋸齒形裙邊結(jié)構(gòu)，不過(guò)與殲-20少有不同的是，F(xiàn)-35發(fā)動(dòng)機(jī)的鋸齒邊，直接出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口的邊緣處，那么，鋸齒形裙邊結(jié)構(gòu)，是不是跟隱身有點(diǎn)關(guān)系呢？

F-35和殲-20兩種鋸齒形裙邊軸對(duì)稱噴管設(shè)計(jì)方案，可以看出鋸齒的具體位置和結(jié)構(gòu)有所不同，但總體隱身思路是一致的。（資料圖）

實(shí)際上確實(shí)如此。所謂鋸齒形裙邊噴管技術(shù)，在三元噴管上又稱鋸齒形裙邊軸對(duì)稱噴管，在技術(shù)原理上與殲-20機(jī)身機(jī)翼以及起落架艙、內(nèi)置彈艙開(kāi)口的鋸齒或者平行線外形設(shè)計(jì)類似，最終目的是使得反射的雷達(dá)波能量不會(huì)集中在敵機(jī)最常出現(xiàn)的方向上，而是盡量集中反射向在敵機(jī)較少出現(xiàn)的方向。更具體而言，當(dāng)雷達(dá)從前方小角度照射到機(jī)身與噴管時(shí)，會(huì)有一部份能量沿表面爬行而產(chǎn)生“表面波”。表面波爬行到電磁性質(zhì)不聯(lián)機(jī)的邊界時(shí)，就會(huì)沿垂直于邊界的平面發(fā)出碟狀散射。將噴管后緣改成鋸齒狀可讓后緣散射往斜方向發(fā)展，降低前半球回波，使得雷達(dá)波向非重要方向散射。因此通過(guò)鋸齒修形，可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)正后方的雷達(dá)波反射信號(hào)特征，這會(huì)令尾追或者跟蹤的敵機(jī)、雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈更難難于搜索跟蹤。也就是說(shuō)，最大限度壓縮后向雷達(dá)散射截面積RCS。

與此同時(shí)，鋸齒形裙邊噴管技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)很好的紅外隱身效果，能達(dá)到“一石二鳥(niǎo)”的目的。從技術(shù)角度來(lái)看，所謂降低發(fā)動(dòng)機(jī)的紅外輻射特征，辦法無(wú)非就是降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管?chē)姵龅母邷貧饬鞯臏囟�，使其紅外輻射下降。怎么降溫？就是通過(guò)增強(qiáng)外界氣流與發(fā)動(dòng)機(jī)噴流的摻混，降低噴流的核心溫度。而試驗(yàn)證明，鋸齒形裙邊噴管，恰恰能起到這種效果，

我們雖然已經(jīng)知道了殲-20的鋸齒形裙邊隱身修形是一種非常有效的紅外隱身設(shè)計(jì)，但它具體能起到多大的效果，沒(méi)有公開(kāi)資料說(shuō)明。不過(guò)與它采用相同技術(shù)的F-35戰(zhàn)斗機(jī)曾經(jīng)有研究人員專門(mén)對(duì)其進(jìn)行過(guò)仿真測(cè)量試驗(yàn)。根據(jù)公開(kāi)的仿真測(cè)量試驗(yàn)結(jié)果，有鋸齒形裙邊的噴管計(jì)算模型在噴管出口環(huán)形邊緣100 毫米內(nèi)噴管出口附近噴流的溫度普遍降低，分別取同位置、等距離的3 個(gè)截面，提取中間截面上的溫度分布數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在射流核心區(qū)域，有/ 無(wú)鋸齒形裙邊噴管溫度場(chǎng)的計(jì)算溫度基本相同，但當(dāng)接近鋸齒形裙邊所在的徑向位置時(shí)，有鋸齒形裙邊噴管溫度場(chǎng)的計(jì)算溫度有所降低，平均約降低28 K，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知紅外輻射強(qiáng)度降低最大的角度為30°左右，降低幅度接近10%。

由于F-35被公認(rèn)為具備相當(dāng)?shù)碾[身性能，其RCS雷達(dá)反射截面積在0.1平方米左右，很顯然，殲-20由于采用了與其原理一致、結(jié)構(gòu)類似的發(fā)動(dòng)機(jī)隱身技術(shù)，其后機(jī)身隱身效果應(yīng)該與F-35相當(dāng)。

無(wú)獨(dú)有偶，俄羅斯“產(chǎn)品30”也采用了鋸齒形裙邊設(shè)計(jì)

此前網(wǎng)上有一種觀點(diǎn)，認(rèn)為蘇-57是一款“不怎么隱身”的戰(zhàn)斗機(jī)，那么從其發(fā)動(dòng)機(jī)“產(chǎn)品30”來(lái)看，蘇-57真的不隱身嗎？

從此前俄羅斯媒體報(bào)道中展示的一張很可能是“產(chǎn)品30”發(fā)動(dòng)機(jī)的矢量尾噴管的特寫(xiě)圖來(lái)看，其尾噴管邊緣也采用了鋸齒形結(jié)構(gòu)，即在F-35和殲-20發(fā)動(dòng)機(jī)上得以應(yīng)用的鋸齒形裙邊設(shè)計(jì)，俄羅斯人也從善如流予以采用，其尾噴管的鋸齒形裙邊結(jié)構(gòu)與F-35的F-135發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管結(jié)構(gòu)極為相似。

俄羅斯新曝光的新型發(fā)動(dòng)機(jī)及三元矢量噴口，被認(rèn)為很可能就是“產(chǎn)品30”發(fā)動(dòng)機(jī)，其尾噴口一樣采用了鋸齒形裙邊隱身設(shè)計(jì)。（資料圖）

由此可見(jiàn)，俄羅斯在蘇-57和“產(chǎn)品30”上，采取了與美國(guó)F-35相同的隱身技術(shù)思路。

鋸齒形裙邊隱身技術(shù)分析

從殲-20、F-35和蘇-57三款五代機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)我們可以得出結(jié)論。

首先，有F-35的試驗(yàn)和實(shí)踐結(jié)果在先，足以表明鋸齒形裙邊隱身技術(shù)的確是一種行之有效的隱身技術(shù)。

其次，當(dāng)然從雷達(dá)隱身效果角度講，殲-20、F-35和蘇-57發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的鋸齒形裙邊軸對(duì)稱噴管技術(shù)要比F-22采用的二元隱身噴管技術(shù)隱身效果稍差，這雖使隱身性能有所降低，但由于鋸齒形裙邊軸對(duì)稱噴管相比二元噴管推力損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、成本低、質(zhì)量減輕顯著。加上三元矢量噴管技術(shù)在超機(jī)動(dòng)性方面相比二元矢量噴管的壓倒性優(yōu)勢(shì)。綜合衡量，可以說(shuō)蘇-57和殲-20在隱身和超機(jī)動(dòng)性上取得了較好的平衡，綜合效能甚至比F-22稍優(yōu)。

第三，殲-20、F-35和蘇-57系中美俄三國(guó)獨(dú)立研發(fā)，在技術(shù)上不存在誰(shuí)抄襲誰(shuí)的問(wèn)題，三者在三元矢量噴管的隱身結(jié)構(gòu)上不約而同選擇了鋸齒形裙邊結(jié)構(gòu)，很顯然都經(jīng)過(guò)了大量的研究和試驗(yàn)，結(jié)果就是三者殊途同歸，三個(gè)國(guó)家的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)專家們一致認(rèn)為“鋸齒形裙邊技術(shù)是處理三元矢量噴管雷達(dá)和紅外隱身的最佳方案”。

渦扇-15未來(lái)不比F-135和“產(chǎn)品30”差

有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)，目前殲-20戰(zhàn)斗機(jī)雖然在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用了鋸齒形裙邊隱身設(shè)計(jì)，但目前的第一階段殲-20戰(zhàn)斗機(jī)，使用的并非是渦扇-15新一代大推力發(fā)動(dòng)機(jī)，而是經(jīng)過(guò)國(guó)產(chǎn)改進(jìn)的一款現(xiàn)役發(fā)動(dòng)機(jī)。但由于在殲-20第一階段方案上鋸齒形裙邊隱身技術(shù)已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，所以雖然渦扇-15尚未有官方圖片刊出，我們依舊可以大膽推測(cè)未來(lái)渦扇-15也將會(huì)繼續(xù)使用“鋸齒形裙邊隱身結(jié)構(gòu)”這一設(shè)計(jì)。從這一角度來(lái)看，渦扇-15和俄羅斯“產(chǎn)品30”以及F-135同為推重比10一級(jí)的第五代軍用小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，又采用了同樣原理和結(jié)構(gòu)的尾噴管隱身技術(shù)，三者的性能很顯然十分接近。起碼在隱身性能這一領(lǐng)域，我們的渦扇-15絕不比俄羅斯“產(chǎn)品30”和F-135落后分毫！不久之后即將問(wèn)世的渦扇-15，肯定將會(huì)是一款能夠與F-135、F-119和“產(chǎn)品30”分庭抗禮的新一代發(fā)動(dòng)機(jī)，它也將會(huì)是殲-20逐鹿藍(lán)天的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和保障！