隨著五代隱身戰機時代的到來,越來越多的國家已經批次裝備服役了五代隱身戰機,這些五代隱身戰機的裝備服役,不僅極大的增強了這些國家的綜合作戰實力,更重要的是五代隱身戰機的批次裝備服役,更是將戰爭模式提升到了一個前所未有的全新模式。而縱觀全球現役五代隱身戰機就會發現,我國自主研製生產的殲20隱身戰機,不光機身長度是現役隱身戰機中最長的,同時機頭尺寸也是最大的,可別看殲20碩大的機頭尺寸背後所帶來的優勢,因為這麼碩大的機頭尺寸並不是缺點,反而是超越其他隱身戰機的優勢所在。
從隱身戰機的隱身設計、氣動設計角度來說,機頭尺寸過大並不是什麼好事,因為機頭尺寸過大就會增加雷達波反射面積,破壞隱身效能,不利於五代戰機的隱身需求;同時機頭尺寸過大也會增加戰機的迎風面積,繼而增加戰機的飛行阻力,不利於戰機高速飛行和超機動格鬥作戰。所以基於以上兩大原因,洛馬在設計F22和F35隱身戰機的時候,這兩款五代隱身戰機的機頭尺寸設計的都非常小,包括蘇霍伊在設計蘇57隱身戰機的時候,也一改往日風格,給蘇57設計了一個尺寸較小的機頭。
但是為啥殲20卻沒有設計一個短小的機頭,反而設計了一個又長又大的機頭呢?因為五代隱身戰機中,機頭尺寸更大,看似橫截面積更大,增加了戰機正向雷達波反射面積,但是機頭往後還有更寬大的機身,同樣在正向方向上增加著雷達波反射面積,所以機頭再大能大的過機身的雷達波反射面積嗎。所以不管是多大尺寸的機頭橫截面積,只要機頭位置的氣動設計得當,不管是多大的機頭橫截面積實際對隱身效能影響並不大。
其次碩大的機頭尺寸看似增加了飛行阻力,但是戰機的氣動佈局先進與否,不是說機頭尺寸大,整機的氣動阻力就大的,這個和整機的氣動最佳化有直接關係。殲20機頭雖然橫截面積大,但是機頭更長,實際上減阻效果更佳,特別是在超音速飛行和超機動格鬥作戰時,優勢更為明顯。所以殲20雖然是現役五代隱身戰機中,機頭尺寸最大的,但是並不會存在雷達反射面積大、氣動阻力大的缺點。
相反殲20碩大的機頭尺寸,反而有著F22、F35、蘇57這些五代隱身戰機不具備的優勢:
一、五代隱身戰機的4S標準中,除了超音速巡航、超機動格鬥外,最為強調的超視距打擊作戰了,而超視距打擊最為重要的就是更早、更遠距離發現敵機,這就要依靠戰機裝備的機載相控陣雷達探測距離更遠、探測精度更高。但是以相控陣雷達體制來說,不同於傳統的脈衝多普勒雷達而言,相控陣雷達的探測距離遠近雖然還是依靠雷達發射功率來決定,但是雷達發射功率的高低則和雷達陣列面上的T/R收發元件數量有直接關係,簡單來說就是雷達的T/R收發元件數量越多,雷達的探測距離就更遠、雷達的探測精度就越高,但是T/R收發元件數量更多後,帶來最明顯的問題就是雷達陣列面的尺寸更大,這就需要一個內部空間更大、特別是機頭橫截面更大的戰機來容納了。
所以殲20的機頭尺寸相比F22、F35、蘇57更大的背後,是殲20裝備的機載相控陣雷達的效能相比其他五代隱身戰機更先進,探測距離更遠的優勢所在。
二、五代戰機的4S技術標準中,除了超音速巡航、超機動格鬥、超視距作戰外,還有一個標準就是超資訊感知能力,這個能力除了要有雷達所實現的遠距離戰場資訊感知外,更要有除了雷達外、中近距離的探測需要,比如需要在包括機頭、機身背部、機身腹部和機頭兩側等最佳位置,裝設分散式光電孔徑系統,這樣除了能夠用紅外光電資訊在座艙內投射出一個透明化的外界環境,幫助飛行員實施掌控附近空域的活動資訊外,還能有效的提前預警來襲導彈以及自身導彈的發射情況,給予飛行員一個不受任何視野限制、且能夠放大清晰成像的超資訊感知3D空間。
其次雷達在主動探測外界目標的時候很可能會被敵方的電子偵察系統所發現,既然破壞隱身效果;裝備的分散式光電孔徑系統又只能用於近距離的成像和探測需求。所以為了增強五代隱身戰機在隱身狀態下的戰場感知能力,會額外為戰機配備一臺不會被敵方雷達發現的光電瞄準系統,這樣戰機就算在不開啟雷達的隱身靜默狀態下,仍然能夠實施掌控外界資訊,甚至不利用雷達為自身發射的導彈,提供目標指引作用。而戰機機頭位置無論是向前、向上還是向下都是最為絕佳的位置。
所以對於五代隱身戰機的機頭內部而言,除了要容納尺寸更大的機載相控陣雷達、分散式光電孔徑系統外,還要容納光電瞄準系統,所以這麼多的機載裝置就需要更多的空間,同時還要求空間更充足,所以碩大的機頭空間必不可少。像F22為了壓縮機身長度,以及實現所謂的超音速巡航,機頭尺寸縮減了不少,而且機頭尺寸也縮少了不少,這就使得F22只能在機頭內部設定一臺相控陣雷達。
而F35雖然在機頭內部同時設計了相控陣雷達、分散式光電孔徑系統和ETOS光電瞄準系統,但是因為F35同樣為了縮減機身長度和降低飛行阻力採用了短小的機頭設計,所以只能是縮小相控陣雷達的收發元件數量來同時滿足更多裝置容納需求。
俄羅斯的蘇57雖然藉助六邊形的氣動設計使得機頭橫截面積更大一些,理論上可以設計更大、更多的機載裝置,但是俄羅斯的航電系統落後,研發不出來先進的分散式光電孔徑系統、光電瞄準系統,所以俄羅斯只能在碩大的機頭內部,除了設計一臺效能相比殲20、F22差一截的機載相控陣雷達外,就只能額外在機頭側面裝備兩臺小尺寸的側視雷達,以及座艙前依然延續一臺傳統的光電探測頭來彌補主雷達的探測不足問題了。
而殲20呢?碩大的機頭內部空間不僅可以同時內建相控陣雷達、光電瞄準系統、光電孔徑系統,而且得益於更大的內部空間,殲20的機頭內部所裝載的這些東西相互之間不會形成侵徹干擾,反而每個都能設計的最大、最先進同時,碩大的機頭也為殲20在機頭側面位置加裝某種新裝置提供了基礎空間優勢,進一步增強了殲20的戰場勝算。