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軍工航天新聞

國產(chǎn)超精密加工光學(xué)組件應(yīng)用于殲-20光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)

星之球激光 來源:光電論壇2014-01-24 我要評論(0 )   

1月18日,一架編號為2011的全新殲-20在網(wǎng)上曝光。首飛時隔三年,從2001和2002直接跳躍到2011,或許意味著殲-20的研發(fā)進(jìn)入了一個新階段。 幾張不甚清晰的照片顯示,2011...

       1月18日,一架編號為2011的全新殲-20在網(wǎng)上曝光。首飛時隔三年,從2001和2002直接跳躍到2011,或許意味著殲-20的研發(fā)進(jìn)入了一個新階段。

  幾張不甚清晰的照片顯示,2011號機(jī)一改“黑絲帶”墨綠色涂裝,采取了類似美國F-22的灰色隱身涂料。

  綜合坊間多位分析人士的意見,2011號機(jī)在外觀上,至少有10處與殲-20前兩架驗證機(jī)不同。其中尤為引人矚目的有三點——一是整體式座艙蓋內(nèi)加裝加強框,二是機(jī)頭下方安裝有黃色EOTS傳感器(可能為預(yù)留位置),三是進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯變化。

  航空專家們認(rèn)為,2011號機(jī)的這些改進(jìn),對于殲-20而言,少數(shù)是對前兩架驗證機(jī)不成熟設(shè)計的調(diào)整,但是總體而言,隱身性、機(jī)動性、發(fā)動機(jī)效率和航空電子系統(tǒng),均獲得了不同程度的完善。

  “下巴”處為何掛著黃色物體?EOTS賦予殲-20一雙“紅外千里眼”

  在2011號機(jī)機(jī)頭的“下巴”部位,相對于2001和2002號機(jī),出現(xiàn)一個惹眼的黃色物體。這很快讓人聯(lián)想到F-35“下巴”掛著的光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng)(EOTS——Electro-Optical Targeting System)。

  據(jù)了解,F(xiàn)-35的EOTS窗口,由7塊表面鍍膜的藍(lán)寶石晶片組成,可提供360度全向視野。EOTS擁有前視紅外搜索與跟蹤功能,能夠強化飛行員的遠(yuǎn)距離態(tài)勢感知能力。“不僅可以用來探測空中目標(biāo),還能‘抓住’地面目標(biāo)。它對地面目標(biāo)的紅外成像可放大4 倍,還能引導(dǎo)激光制導(dǎo)武器,打擊地面目標(biāo)。”

  如今,殲-20裝備了EOTS,或許說明它不僅能爭奪制空權(quán),也是對地打擊的個中好手。

  “EOTS光學(xué)窗口的共形光學(xué)組件,加工難度極高,需要用到超精密磨床,目前只有極少數(shù)國家徹底解決了加工問題,而且技術(shù)對中國嚴(yán)格保密。”因此,殲-20身上出現(xiàn)EOTS的蹤影是一件令人驚訝的事。

  不過去年1月,國防科大創(chuàng)新團(tuán)隊自主研制的磁流變和離子束兩種超精拋光裝備,創(chuàng)造了光學(xué)零件加工的亞納米精度,通過國家權(quán)威部門驗收。“這一成果,使我國成為繼美、德之后第三個掌握高精度光學(xué)零件制造加工技術(shù)的國家。”

  1納米有多長?相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的1/80000。亞納米有多長?小于1納米!納米精度被譽為超精密加工技術(shù)“皇冠上的明珠”。20世紀(jì)90年代,我國大多采用“手工+機(jī)械拋光”的傳統(tǒng)加工技術(shù),無法進(jìn)行大口徑、高精度、復(fù)雜面形的光學(xué)零件加工。國防科大精密工程創(chuàng)新團(tuán)隊在李圣怡教授率領(lǐng)下,經(jīng)過20多年頑強拼搏,突破重重技術(shù)瓶頸,自主研制出磁流變、離子束兩種超精拋光裝備,創(chuàng)造出我國光學(xué)零件加工領(lǐng)域的亞納米精度。

  近3年來,該團(tuán)隊先后與中國科學(xué)院、中國航天科技集團(tuán)等單位合作,推動我國空間光學(xué)、高端裝備制造發(fā)展,自主研制出兩大類7個型號的磁流變和離子束拋光機(jī)床,取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該團(tuán)隊先后獲得科技部重大科技專項頒發(fā)的“突出貢獻(xiàn)獎”和“突出成果獎”。

  在亞納米精度加工技術(shù)的幫助下,殲-20完全可能長出一雙“紅外千里眼”。

座艙蓋加框走回頭路?穿蓋彈射、隱身、減重三不誤

  當(dāng)三年前2001號殲-20橫空出世時,它那科幻拉風(fēng)的一體化座艙蓋,與F-22的座艙蓋如出一轍,引發(fā)大面積的“點贊”潮。

  不過,2011號機(jī)的座艙蓋,又出現(xiàn)了一個加強框。此舉貌似“倒退”,不少人將其理解為“走回頭路”,并且表達(dá)了失望的情緒。

  “其實,你只要仔細(xì)看看美國F-35戰(zhàn)機(jī)的座艙蓋,會發(fā)現(xiàn)與2011號的如出一轍。”在宋心之的提醒下,記者仔細(xì)觀察了2011與F-35的座艙蓋照片,發(fā)現(xiàn)兩者的加強框,都是埋在座艙蓋玻璃里面,而它們的座艙蓋玻璃,其實和F-22與2001號機(jī)一樣,都是一整塊的。

  2011采用的,其實是穿蓋彈射整體變厚度座艙蓋,這實則是當(dāng)下最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)座艙蓋了。

  “這種整體式座艙蓋,前面的風(fēng)擋部位加厚,而艙蓋部分減薄,兩者的厚度不同。”宋心之告訴記者,這么做,除了減輕重量以外,主要是為了實現(xiàn)穿蓋彈射。

  與傳統(tǒng)的拋蓋彈射不同,穿蓋彈射以座椅頂端尖錐直接穿透座艙蓋,讓飛行員逃生。穿蓋彈射的最大優(yōu)點是一個“快”字,據(jù)悉,在低空復(fù)雜姿態(tài)下,穿蓋彈射從飛行員啟動彈射手柄到救生傘張滿的時間不大于3秒。“從飛機(jī)上跳傘逃生是十萬火急,每0.1秒都非常寶貴。”宋心之說。

  “沒有加強框的一體式座艙蓋太厚了,沒法穿透,所以F-22才用拋蓋彈射。而且它的重量太大,殲20付不起這個代價。”宋心之又補充道,“而且無框一體式座艙蓋的壽命太短,據(jù)說F-22每隔18個月就得換個座艙蓋,實在太難養(yǎng)了。”

  記者注意到,2011號機(jī)與F-22一樣,座艙蓋表面鍍了層金黃色的膜,雷達(dá)波難以穿透座艙蓋。這樣一來,那個加強框就不會影響隱身性能。

  標(biāo)配的渦扇-15依舊無蹤影?依靠新款俄制心臟,或能進(jìn)行有限超音速巡航

  在國內(nèi)多家軍事論壇中,熱心軍迷制作出照片對照圖,顯示了2011號機(jī)的其它改進(jìn),包括——主翼動作筒縮小、垂直尾翼切尖、背部傘艙改進(jìn),而且腹鰭向后延伸,同時發(fā)動機(jī)尾噴管縮短,幾乎完全被腹鰭遮擋。

  其中腹鰭與尾噴管的改進(jìn),顯然能增強后機(jī)身的雷達(dá)與紅外隱身性能。

  而進(jìn)氣道的改變則更為突出。“進(jìn)氣道上唇口內(nèi)切角增大,前緣下傾。而原有的上下唇口平行,導(dǎo)致上唇口內(nèi)切較少的設(shè)計,有利于附面層的溢出排除,增強進(jìn)氣效率。”李小健認(rèn)為,這樣的修改,能夠提高進(jìn)氣效率。

  至于令萬千軍迷牽腸掛肚的發(fā)動機(jī)方面,李小健根據(jù)圖片猜測認(rèn)為,2011號機(jī)很可能采取了與殲-10B一樣的俄羅斯AL-31FN-M1渦扇發(fā)動機(jī)。

  “與殲-10、殲-11系列上的AL-31F相比,該新型發(fā)動機(jī)的低壓壓氣機(jī)用三級軸流取代了以前的四級,加力推力由原來的12.7噸,提高到13.5噸級。”

  倘若猜測屬實,雖然與正在緊張研制中、加力推力指標(biāo)18噸的渦扇-15相去甚遠(yuǎn),但分析者傾向認(rèn)為,依靠AL-31FN-M1,殲-20還是能獲得有限的超音速巡航能力。

 

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