第五代戰(zhàn)機(jī)有別于前代戰(zhàn)機(jī)的最主要的特征就是“隱身”

第五代戰(zhàn)機(jī)有別于前代戰(zhàn)機(jī)的最主要的特征就是“隱身”，關(guān)于這一點(diǎn)，J-20副總師王海峰曾這樣說(shuō)道，國(guó)外的一些權(quán)威媒體，包括軍事評(píng)論家，開(kāi)始評(píng)價(jià)，這個(gè)飛機(jī)他們是抄的，后面發(fā)現(xiàn)，我們這個(gè)布局，無(wú)論是從布局還是各方面世界是沒(méi)有的，所以這個(gè)升力體（邊條翼鴨式）布局飛機(jī)應(yīng)該是世界獨(dú)一無(wú)二的，后面又有人說(shuō)，哎，鴨翼，因?yàn)檫@個(gè)尖多，隱身就怕尖尖角角太多，做下來(lái)以后，我們實(shí)際發(fā)現(xiàn)這種布局，隱身性能非常好，所以也是引領(lǐng)著他們要跟蹤式地進(jìn)行研究。

四年前，參加央視《對(duì)話》欄目的王海峰被問(wèn)J-20還有什么遺憾，他答道，對(duì)我們來(lái)講，沒(méi)有最好，只有更好，要說(shuō)到遺憾的話，有一點(diǎn)遺憾，這架飛機(jī)這么先進(jìn)，但是還是有遺憾，遺憾在哪呢，它最先進(jìn)的地方，隱身，在常規(guī)的這種展示甚至表演過(guò)程中，普通觀眾看不到……

王副總師何以如此“凡爾賽”？近日，央視解密的新型隱身材料給出了答案之一。

央視披露了4款隱身材料，分別是微金屬結(jié)構(gòu)隱身材料、海綿結(jié)構(gòu)隱身材料、皮質(zhì)結(jié)構(gòu)隱身材料、涂層結(jié)構(gòu)隱身材料。

其中閃爍著金光的微金屬結(jié)構(gòu)隱身材料格外搶眼，這其實(shí)就是5年前就已經(jīng)公開(kāi)的“超材料薄膜”。

談超材料之前先來(lái)澄清一個(gè)關(guān)于J-20的誤傳，過(guò)去很多人以為J-20的研發(fā)始于上世紀(jì)90年代，但事實(shí)并非如此，該機(jī)型號(hào)立項(xiàng)時(shí)間是2007年10月8日，首飛則是2011年1月11日，用時(shí)僅3年零3個(gè)多月，與之對(duì)比，F(xiàn)-22立項(xiàng)至首飛用時(shí)6年，F(xiàn)-35立項(xiàng)至首飛用時(shí)5年多。

不僅立項(xiàng)至首飛用時(shí)短，從首飛至交接入列J-20的用時(shí)同樣短，只用了6年零8個(gè)多月，F(xiàn)-22是8年有余，F(xiàn)-35則是將近9年。

眾所周知，在J-20誕生以前，我們甚至沒(méi)有獨(dú)立研發(fā)雙發(fā)重型戰(zhàn)斗機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，有的也只是仿造蘇-27以及獨(dú)立研發(fā)單發(fā)J-10的經(jīng)驗(yàn)，不僅裝備質(zhì)量對(duì)比美軍有代差，研發(fā)能力更是難以望其項(xiàng)背，有人說(shuō)那會(huì)兒至少落后20年……

關(guān)于J-20的研發(fā)速度，王海峰副總師多年前曾提到“3個(gè)沒(méi)想到”，就是業(yè)內(nèi)人士沒(méi)想到，包括很多專家沒(méi)想到，國(guó)外的對(duì)手更沒(méi)想到。

那么，為什么到了J-20就突變了呢？這個(gè)項(xiàng)目涉及上百個(gè)廠家，零部件總量上萬(wàn)個(gè)，作為一款跨代戰(zhàn)機(jī)，它的許多工藝標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比三代機(jī)是完全不同的，如果沿用過(guò)去的辦法造新機(jī)，首先時(shí)間上不允許，對(duì)于我們而言時(shí)間就是硬指標(biāo)，是后墻不倒的，因?yàn)橐M早拿出一款能夠與強(qiáng)敵抗衡的裝備。

所以，必須創(chuàng)新，在全國(guó)一盤(pán)棋的大協(xié)作下，在廠所聯(lián)合創(chuàng)新攻關(guān)的基礎(chǔ)上，J-20最終實(shí)現(xiàn)了多快好省的研制目標(biāo)。這里面還有一個(gè)發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題，就是并不要求頭幾個(gè)交付批次的J-20把所有的尖端技術(shù)裝備全部用上，就要瞄準(zhǔn)“盡早交付能夠與強(qiáng)敵抗衡的裝備”這一主要需求，對(duì)部分性能的要求并不急于求成，比如動(dòng)力系統(tǒng)漸進(jìn)式發(fā)展路線就是如此，從進(jìn)口型號(hào)到后來(lái)的WS-10C，再到如今的WS-15。

能夠與強(qiáng)敵抗衡的首要戰(zhàn)技術(shù)指標(biāo)就是“高隱身”，這是J-20能否成功的關(guān)鍵所在，隱身功能本身是現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的客觀裝備要求，只有隱身才能削弱對(duì)手的發(fā)現(xiàn)能力，從而建立針對(duì)強(qiáng)敵的空中對(duì)抗均勢(shì)，乃至優(yōu)勢(shì)。

至于超音速巡航與超機(jī)動(dòng)能力，五代機(jī)對(duì)比上一代戰(zhàn)機(jī)雖然冠以“超音速巡航”、“超機(jī)動(dòng)”的標(biāo)簽，但其并不具有隱身能力那樣的突變性，比如F-35作為F-22后繼型號(hào)，為了高態(tài)勢(shì)感知、多軍種通用等需求，甚至不惜犧牲超音速巡航能力。

F-22

F-35

隱身是指減少雷達(dá)散射截面積，縮短敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)距離，從而構(gòu)建我看得見(jiàn)你，而你看不見(jiàn)我的單方面信息優(yōu)勢(shì)。

隱身戰(zhàn)機(jī)首先要做的是外形隱身，就是通過(guò)帶有折線的機(jī)體將照射過(guò)來(lái)的雷達(dá)波折射至其它方向，從而削弱敵方雷達(dá)接收到的回波。除此之外，還有S彎進(jìn)氣道、鋸齒修形等局部隱身設(shè)計(jì)。

外形隱身也要在一定程度上服從于其它諸如超音速巡航、中低空高機(jī)動(dòng)等戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)，而不是為了外形隱身而不顧一切。

像轟炸機(jī)這種作戰(zhàn)用途單一的機(jī)種可以為隱身功能賦予更高的權(quán)重，比如拿掉垂直尾翼的B-2A隱形轟炸機(jī)，采用的是飛翼式布局，還有大幅度犧牲機(jī)動(dòng)能力的F-117攻擊機(jī)，這對(duì)于五代機(jī)而言顯然是不可能的。

外形隱身是基礎(chǔ)，但最終決定隱身能力的則是隱身材料的水平高低。

采用小展弦比鴨式邊條翼布局的J-20，在超音速巡航與高機(jī)動(dòng)兩項(xiàng)性能上是加分項(xiàng)，換裝WS-15發(fā)動(dòng)機(jī)后，還可以再加分，從而使得J-20成為各項(xiàng)能力突出且均衡的“全能機(jī)”。

多年以來(lái)，一直有一個(gè)觀點(diǎn)，就是對(duì)J-20采用鴨式布局對(duì)隱身能力的削弱心存芥蒂，就像文章開(kāi)頭王副總師提到的那樣，但是最終做出來(lái)的隱身性能結(jié)果并不是如此。

對(duì)此，澳大利亞專家?guī)觳畬?duì)蘇-57與J-20進(jìn)行了相對(duì)靠譜的RCS能量圖譜分析，測(cè)算數(shù)據(jù)表明J-20隱身能力不僅全面而且大幅度優(yōu)于蘇-57，正向隱身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與F-22、F-35處于同一水平線。

有了這個(gè)基礎(chǔ)，定勝負(fù)的就是隱身材料。

所以，王海峰副總師說(shuō)，隱身設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)隱身是必要的，但材料是關(guān)鍵。

比較常見(jiàn)的是涂層結(jié)構(gòu)隱身材料，通過(guò)央視披露的微波暗室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，此種材料可吸收將近一半的雷達(dá)波束能量，根據(jù)雷達(dá)方程可知，雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離與該目標(biāo)RCS的四次方根成正比，要使雷達(dá)有效探測(cè)距離縮短一半，RCS就需要減少為原來(lái)的1/16，顯然，如果單純依靠隱身涂層肯定是做不到高隱身。

隱身是系統(tǒng)性工程，它既需要科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也要有到位的局部細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，更重要的是要有功能更強(qiáng)的新型隱身材料支持。

一款隱身飛機(jī)應(yīng)用的隱身材料肯定不止一種，需要在機(jī)體不同部位因地制宜布置各類隱身材料，比如超材料隱身薄膜早在多年前就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了局部應(yīng)用。

超材料是自然界沒(méi)有，通過(guò)人工制備出來(lái)的新型材料。一種表面鍍銅的特殊材料是制作超材料的基礎(chǔ)材料，經(jīng)過(guò)加工后材料表面還將貼上一層曝光顯影的薄膜，通過(guò)曝光顯影就可以看到不計(jì)其數(shù)的微結(jié)構(gòu)，這些微結(jié)構(gòu)是將天然物質(zhì)中的分子結(jié)構(gòu)重新組織排列，從而做出適應(yīng)隱身、防水等不同用途的微結(jié)構(gòu)，材料表面僅2毫米尺度下的微結(jié)構(gòu)就多達(dá)上萬(wàn)個(gè)，微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制備也正是超材料的核心技術(shù)。

多年前，在超材料研發(fā)能力上，我們與美國(guó)可以說(shuō)處在同一水平線，皆屬世界領(lǐng)先水平，但實(shí)驗(yàn)室能力并不能等同于應(yīng)用能力。早在J-20初期量產(chǎn)階段我們就建成全球第一條超材料生產(chǎn)線，并實(shí)現(xiàn)了此種材料的批量化生產(chǎn)與應(yīng)用。

反觀大洋彼岸，則是計(jì)劃將這種材料應(yīng)用于六代機(jī)，換句話說(shuō)，J-20作為一款五代機(jī)已經(jīng)應(yīng)用了六代機(jī)技術(shù)，也難怪今年年初王海峰副總師說(shuō)，面對(duì)強(qiáng)敵，航空工業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從望其項(xiàng)背到同臺(tái)競(jìng)技與局部領(lǐng)先。

超材料隱身顯然就是這個(gè)局部領(lǐng)先的其中一項(xiàng)。

在某一個(gè)領(lǐng)域，同一時(shí)刻，參與競(jìng)爭(zhēng)的雙方如果在科研能力上處于同一水平，那么誰(shuí)能率先應(yīng)用就必將決定未來(lái)的領(lǐng)先與落后。超材料隱身就是一個(gè)典型案例，因?yàn)榇笠?guī)模應(yīng)用，就可以針對(duì)應(yīng)用中出現(xiàn)的新情況新需求進(jìn)行迭代升級(jí)，這在實(shí)驗(yàn)室中是無(wú)法高效顯現(xiàn)的。

去年，主導(dǎo)超材料產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)的某公司負(fù)責(zé)人在航展上披露，超材料從一項(xiàng)最先進(jìn)的技術(shù)，逐步發(fā)展到試用、局部應(yīng)用，以及到目前成為尖端裝備應(yīng)用盡用、能用全用的主流技術(shù)，可以這樣說(shuō)，超材料已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)新的高度。

在短短五六年時(shí)間里，超材料就發(fā)展出了四代產(chǎn)品，第四代產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從二維平面向三維蜂窩狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的跨越，這種材料有更加出色的隱身能力，可以實(shí)現(xiàn)全向高性能吸波。

先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展目的絕不是實(shí)驗(yàn)室里的展示品，而是應(yīng)用。第四代超材料隱身材料在應(yīng)用能力上也有新的飛躍，過(guò)去的產(chǎn)品在加工工藝上存在尺寸限制，而現(xiàn)在三維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的第四代超材料隱身產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由有限尺寸向近似無(wú)限尺寸的轉(zhuǎn)變。換句話說(shuō)，就是我們想造多大就有多大，過(guò)去一款飛機(jī)是局部應(yīng)用，現(xiàn)在則可以全面應(yīng)用。

看到這里，就能更加深刻地理解為什么王海峰副總師說(shuō)隱身材料是關(guān)鍵，就如同一、二、三代超材料產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了“應(yīng)用盡用，能用全用。”，這顯然也將是第四代產(chǎn)品的發(fā)展目標(biāo)，設(shè)想一下，J-20后續(xù)改進(jìn)型、第六代戰(zhàn)機(jī)、新一代隱身轟炸機(jī)，乃至陸海裝備，如果大批量應(yīng)用這種新型材料，會(huì)是什么局面。