为什么F-35隐形战斗机采用了锯齿状的尾喷口?

少吃点会死吗

锯齿状尾喷口设计的确有利于F-35战斗机的隐身性能。F-35战斗机的尾喷口可以减少战斗机的红外辐射和雷达回波,这种设计被称为是低可探测性轴对称尾喷口(Low Observable Axisymmetric Nozzle,LOAN)。通用电气(GE)曾为JSF项目测试新型低可探测性轴对称(LO Axi)排气系统,洛马公司和通用电气飞机发动机(GEAE)团队共同修改了一架F-16C战斗机以适应新型尾喷口,该尾喷口也进行了大量的地面测试。

F-35尾喷口冷却通风口设计

通用电气声称:与目前生产的尾喷口相比,通用电气的LO Axi尾喷口是实现低可探测性的一种低成本、轻量级的手段,同时在可靠性、可维护性和可支持性方面有显著提升。雷达散射截面(RCS)设计和材料技术的进步使得轴对称尾喷口能够实现与二维尾喷口(注:F-22采用了二维矢量尾喷口)同等级别的雷达信号特征。

通用电气曾经在一架F-16C上测试过锯齿状尾喷口

...由于固有的结构简单性和效率,LO Axi尾喷口与二维设计相比拥有重量和成本上的优势。除了独特的几何造型和被用于降低雷达信号特征的特殊材料外,LO Axi尾喷口还采用了冷却通风口的设计(降低了红外辐射)。耐用性得到显著改善的同时,易于维护的特性也使得更换组建的时间较少80%以上。

红外图像对比:1.传统的轴对称尾喷口;2.采用锯齿状设计的尾喷口

从通用电气的表述中可以得知,同F-22战斗机的二维矢量尾喷口相比,F-35隐形战机的尾喷口不仅可以提升战斗机的隐身性能,在重量、造价和可维护性方面也有诸多优势。


拦阻着舰

两个目的,一个是隐身,锯齿状的尾喷口可以减小X波段的雷达反射信号,由于现代战机机载雷达或者火控雷达基本上就是X波段,所以锯齿状尾喷口有利于减少雷达截面,而且也能够减少尾部的红外特征,但是不如F22的矩形尾喷口。

波音787的锯齿形尾喷口当然不是为了降低X波段雷达隐身,而是排气降噪措施。

当然比起B2F22F117这些矩形尾喷口来说,其喷口周长远大于相同截面积的圆形喷管,有利于喷流与周围的冷空气迅速混合,从而大幅度降低战机后向红外特征。极其扁平的矩形横截面喷管,雷达隐形性能极佳,也不仅仅局限在X波段。

第二个原因就是降低成本的同时,圆形横截面尾喷管的推力损失仍低于矩形横截面尾喷管,尤其是像F35这种推重比比较糟糕的战斗机来说,二元矢量的13%推力损失,简直是要老命了。


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