日志
YST系列之漫談隱形戰機6~10
|
上接「漫談隱形戰機（V）：戰鬥機的分代」
（十三）第一代隱形戰機
美國在上個世紀的七０年代就開始著手進行隱形戰機的研究，而且已經製造出多種性能有顯著差異的隱形戰機。
就像戰鬥機的研發在技術和性能上被分為四代，到目前為止美國研發並且生產的隱形戰機已經有了三代。我們在此對每一代的「隱形」做一個簡單的敘述。
甲. 從最簡單的模型作起
問題：改變電波反射方向最簡單的表面是甚麼？
你一定會回答：「平面」。
一點也不錯，就是平面。擴張中的電波遇到平面就會產生反射，由於改變的方向必須滿足反射角等於入射角的物理原則，所以除非是垂直射入平面，反射後的電波都不會回到雷達天線的方向，這樣就可以降低反射性了。
根據這個道理，我們可以把飛行體的表面做成各種不同的棱形平面，避免任何兩個相交的平面成直角，也就是沒有兩個平面是垂直的，這樣我們就把飛機折射的總功率分別集中在幾個有限的角度，其他方向折射的功率非常小，這樣就能達到隱身了。
怎麼分割平面呢？
先根據任務需要定下體型尺寸，然後做出多面體的數學模型，經過理論計算後得到驗証。如果不滿意可以修改，如果滿意就進入風洞吹風，然後不斷修改，最後製造出工程樣機。理論上，這種多面體的數學模型是最容易計算的，所以這是隱形戰機當然的入門方式。
這種由多面體構成的隱形戰機稱為第一代隱形戰機。
乙. F-117A
第一代隱形戰機只有一個產品，那就是F-117，美國給它取名 Night Hawk（夜鷹）。這個名字非常貼切，因為它通體黑色，專門設計用來夜晚出擊，見下圖。
圖06：世界第一個隱形戰機，美國的F-117A。
1981年06月15日，美國高度機密的F-117試飛成功，定型進入生產的是它的改良型，型號為F-117A，美國總共生產了59架，戰爭開始進入隱形時代。F-117雖然是Ｆ開頭，但是它不是傳統的戰鬥機而是一種地面攻擊機（attack airplane，通常編號以Ａ開頭），它攜帶精確制導炸彈摧毀高價值的地面目標，譬如雷達站和通訊指揮所。由於它的雷達截面很小，F-117A通常在雷達探測距離以外就把精確制導的炸彈丟下了。
F-117A以F開頭的編號是非常誤導的，因為它根本不是一個戰鬥機（fighter airplane）。
如果你注意看圖06就可以發覺F-117尖尖的機頭部份完全由多面體構成來屏蔽電波，所以F-117A沒有裝置雷達，它沒有發現敵機的能力，因此它連一丁點戰鬥能力都沒有。這是為什麼F-117被稱為「夜鷹」，因為它只能夜晚出擊。F-117如果白天出擊，它一旦被敵人用眼睛看到，那麼這個飛行速度非常慢、機動能力非常差、又沒有任何抵抗力（沒有機槍、機炮、對空導彈）的F-117A一定逃不過被擊落的下場。
F-117A是YST所知道的第二次世界大戰後設計的戰機唯一沒有裝置雷達的。F-117A的設計者認為只要是在夜晚飛行它就不會被發現，它既然不會被發現就沒有自衛的需要，因此就沒有必要裝置雷達，因為雷達艙是主要的電波反射源，會增加飛機的RCS。F-117依靠GPS在夜晚飛行，它的任務就是偷偷鑽進敵人的國境丟炸彈，把敵人的雷達站和指揮所摧毀。敵人的眼睛瞎了，通訊指揮系統也斷了，美軍非隱形的戰鬥機和轟炸機就可以毫無顧忌地蜂擁而來進行各種攻擊和轟炸。
F-117A的角色就是一個“踹門者”，它的任務非常關鍵，也非常危險。
美國第一次使用F-117A是1989年12月，初試牛刀，宰的是巴拿馬，一隻幾乎沒有任何抵抗力的雞。
美國第二次使用F-117A是1991年的海灣戰爭，宰的是伊拉克，叢林世界中它算是一隻中型狗，具有一定的嗅覺和攻擊力。前面說過地面攻擊通常要求低空低速，這是公認的髒活、累活和危險活。結果F-117A在這場戰爭大出風頭，執行了1271次攻擊任務，投彈超過兩千噸，竟然沒有損失一架，也沒有一架受傷。這何止是了不起的成就，簡直可以說是奇蹟，這種完美記錄在以前的任何戰爭是連想都不敢想的，隱形戰機果真不凡。
美國第三次使用F-117A是1999年的南斯拉夫戰爭，南斯拉夫也不怎麼牛，叢林世界中它算是一頭狼。不過這次卻出事了。一架F-117A被老式的「薩姆-3」（SAM-3）地空導彈擊落，另一架F-117A被擊傷在返航時摔毀，打破了F-117A不能被地面雷達發現和擊落的神話。
丙. 第一代隱形戰機走入歷史
這種由多面體構成的隱形戰機是用嚴重犧牲飛行性能來換取隱身，因為這種多面體在飛行中是不穩定的。F-117A既不能做超音速飛行，也不能完全由飛行員操作飛行，而必須依靠計算機控制飛行，也就是由計算機軟體操作的所謂「線控飛行」（fly by wire）。
南斯拉夫在仔細研究F-117A的性能和操作原理後就摸索出一套對付它的方法。
1.F-117A在打開彈艙準備投彈時，RCS急遽上升就不再隱形了。防空部隊如果操作熟練就可以立刻用雷達捕捉、然後快速發射導彈。兩架F-117A就是這樣被南斯拉夫的防空部隊擊落和擊傷的。
2.多基雷達、長波雷達，尤其是米波雷達，對隱形戰機的探測相當有效。F-117A的穿透力發生問題，對軍事大國尤其受到遏止。
F-117A是沒有防衛能力的，一旦被發現就一定被擊落，美國不能承受這樣的戰損率。對美國而言，新一代的隱形戰機已經研發出來導致所有52架F-117A在2007年退役，其中一架進入博物館。
丁. 其他地方的應用
這種多面體的隱形方式雖然在飛機上的應用被淘汰，但是在很多其他地方的應用仍然非常活躍，譬如軍艦和砲台，因為這種隱形設計最簡單，船的速度很慢，用在船上和火炮上都沒有穩定性的問題。
台灣從法國購買的拉法葉護衛艦就是利用多面體來得到隱形，見下圖。
圖07：台灣「康定」級隱形護衛艦是法國製造的拉法葉護衛艦，外形簡潔，艦體上層建築稍為內傾、使用平面多面體令雷達截面大大降低。
圖08：大陸的054A型隱形護衛艦「舟山」號也是採用平面多面體來降低雷達截面。
這是一張俯視照片，稍為內傾的上層建築和稍為外傾的下層艦體所形成的線條清晰可見，這是雷達隱形的最佳設計，所有的隱形軍艦都是這樣設計的。
讀者仔細看上面這張圖，艦炮的砲塔也是雷達隱形的，不但減少全艦的RCS，也減少艦炮被導彈直接命中的機率。下面是砲塔部分的特寫照片。
圖09：大陸054A型隱形護衛艦上的主炮，炮台由平面多面體構成達到雷達隱形。
（十四）第二代隱形戰機
由於計算電波在理論上的突破和計算機性能的提升，美國不再用簡單的平面多面體來達到隱形，而是有能力計算出最佳曲面使電波沿著曲面散射來達到降低雷達截面的目的。這樣設計出來的隱形戰機屬於第二代。
第二代的隱形戰機不但能夠大大降低RCS而且兼顧了飛行性能，沒有犧牲飛行的穩定性。
第二代 隱形戰機的代表作是B-2隱形轟炸機，見下圖。
圖02：美國B-2隱形轟炸機的正面
這是第（IV）篇中的一張照片，你看，它正前方的幾何截面多麼小！
以一個大型重轟炸機而言，B-2正前方的幾何截面算是很小的，導致雷達截面隨之變小。據說B-2正前方的雷達截面（RCS）極小（extremely small），真實的RCS數字不得而知，但是一般說法都相信它小於0.1平方米。
圖10：美國B-2隱形轟炸機，它的發動機進氣口和排氣口都隱藏在機身上方。
B-2設計的哲學是盡全力並且犧牲其他方向來成全正前方極小的雷達截面，譬如從圖10我們看到設計者把發動機的進氣口和排氣口放在飛機的上方，這就是犧牲上方的RCS成全正前方和下方的RCS，因為進氣口和排氣口是主要的電波反射源。這樣的安排可以非常有效地逃避地面的搜索雷達，對紅外線探測器也達到有效的隱形。
B-2這樣的設計是根據美國的作戰思想和運作方法所作出的決定。美國在設計B-2以前就訂出轟炸的方式。美國空軍在作戰前先標出敵人主要防空雷達的位置和性能，然後設計出一條如何飛向轟炸目標的最佳路線。避免進入任何地面雷達的探測距離是首要考量，飛行路線是用機頭對著它飛，在即將進入它的探測距離時轉向，對著下一個雷達站飛，即使繞路也無所謂。所以B-2採取的飛行路線不是直線而是折線並且是儘量對著敵人雷達的方向飛。這是為什麼B-2如此重視正前方與下方的RCS。
圖11：美國B-2隱形轟炸機，它全身由非常平滑的曲面構成。
第二代隱形戰機的特性從圖11看得非常清楚，沒有平面和棱角，只有光滑的曲面。
B-2的尾部也很有特色，它成鋸齒形把照射到尾部的雷達波分段反射到不同的方向。
再仔細看，B-2是沒有方向舵的，因為方向舵突出機身表面會形成反射源。B-2轉彎是靠左右兩具發動機的推力差配合襟翼來完成，所以非常緩慢。對B-2而言，轉彎緩慢並不構成缺點，因為B-2只要求它丟炸彈，並不要求它作任何格鬥。
（十五）第三代隱形戰機
B-2遲緩的機動性顯然對戰鬥機而言是不能接受的，於是美國展開第三代隱形戰機的設計，並且把「隱形」納入第四代戰機的標準。第三代隱形戰機不但有第二代戰機飛行的穩定性而且還具有傳統戰鬥機的高機動性，如此研發出來的成果就是F-22。
由於F-22是目前唯一服役的第四代戰機，同時也是唯一服役的第三代隱形戰機，我們貼三張照片並做簡短的說明。
圖12：美國的F-22，這是目前全世界唯一服役的第四代戰機。
F-22是非常漂亮的戰機，不但身形漂亮，YST特別喜歡它的塗裝。航空界有一種說法：漂亮的飛機就是性能好的飛機。YST 認為「以貌取人」是不準的，但是「以貌取機」沒有八分準至少也有六分。美國設計的作戰飛機都很漂亮，最醜的大概就是A-10了，不過它還真管用。
圖13：F-22發射空對空導彈。
為了降低雷達截面，隱形戰機的設計一定是把所有的武器都藏在武器艙裏面，發射的時候才打開，這個時候隱形戰機的RCS增加兩個數量級（20dB）都不止，是隱形戰機最危險、最容易遭受攻擊的時候，雖然只有短短幾秒鐘，但是已足夠讓訓練有素的防空部隊的地面雷達鎖定而且發射地對空導彈。
圖14：F-22的尾部。
F-22裝有兩個推力強大的發動機。美國戰機最厲害、最過人的地方就是發動機，美國的航空發動機的性能和耐用比任何其他國家都高出一大截，這是老美的看家本領，真正的高科技。美國對它這門高深武功採取極高規格的控制，嚴密防止技術外洩，屬於戰略級別的管制。
從上面這張照片我們可以清楚看到F-22發動機的葉片，這是雷達最喜歡的目標，它們都是金屬做的，不但有巨大的回波而且從它的轉動速度還可以作敵我識別和機型辨別，因為不同機型的發動機會產生不同的調頻（modulation）。雷達的電腦軟體有特別的程式和內存資料能根據所發現的調頻來判斷敵機的機型。
尾部隱形是完全不可能的，這個缺點無法掩蓋。好在尾部被雷達照到的時候多半也是戰機正在脫離戰場的時候，該做的都已經做了，被發現也就不那麼要緊了，加速逃命就是，這大概是「超音速巡航」唯一可能有點用的地方。美國設計的哲學是：我能「超音速巡航」你不能，只要短跑衝刺不被你追上，長跑我一定把你甩掉。 上接「漫談隱形戰機（VI）：隱形戰機的分代」 （十六）設計隱形戰機的一般原則 甲. 設計原則 經過一番摸索和實驗，工程師已經歸納出設計隱形戰機的一般規則，我們總結如下： 1.機身表面要求光滑，盡量避免有凹坑和凸出物； 2.機身的曲面要求柔和與漸進，盡量避免尖銳的改變； 3.如果有平面體，絕對避免兩個平面體呈垂直相交。 乙. 光滑要求 機身表面的光滑度跟雷達的波長是有關係的，波長越短的電波對突出物越敏感。譬如火控雷達使用X頻段，波長在三公分左右，所以即使是飛機上凸出的鉚釘都可以成為很好的反射體和散射體，機身上的通訊天線就更不用說了。如果是碰上毫米波雷達，譬如W頻段（94GHz，有些導彈的火控雷達使用這個頻段）的波長只有3毫米，那麼即使是微小的突出物也會造成強烈的反射，所以機身要求的光滑度就更高了。 飛機的製造程序是： 1.首先用高強度的金屬做好框架，通常是用鋁合金，如果有錢又有技術就用鈦合金； 2.框架完成後開始安裝各種機載設備； 3.機載設備安裝完畢就開始蒙皮，蒙皮的材料根據需要而定，蒙皮完畢飛機也就完工了。 你一定會問：蒙皮如何固定在框架上呢？ 答案：鉚釘。 所以戰機使用鉚釘是不可避免的，用多用少而已。我們看下面兩張照片，號稱隱形如何了得的F-22一樣有鉚釘外露，俄國的T-50外露的鉚釘就更多了。 圖15：F-22與駕駛員，注意座艙的鉚釘，它們在X波段的電波照射下會產生一定的反射。 圖16：T-50與駕駛員，座艙表面一排排的鉚釘數量驚人，它們都是雷達波的反射源。 當然，隱形戰機可以選擇在蒙皮外貼上吸波材料，這樣就可以減少鉚釘的散射，F-22就是這麼做的，所付的代價是幾百公斤的重量，如果吸波材料過厚肯定會對戰機的氣動性能造成影響。至於F-22的吸波材料在飛行時經常發生脫落現象造成維修的困擾就是另一回事了。F-22曾經發生吸波材料脫落後被吸入發動機險些釀成事故。上面這些都是追求極致隱形所付出的代價。 任何大工程都是一種對大自然的挑戰和對口袋中的鈔票所做的妥協，這是一種藝術。 丙. 翼身融合 關於機身曲面的柔和與漸進，YST 舉兩個例子讀者一看就立刻明白了。 圖17：中國大陸的殲-8F（J-8F）攜帶霹靂-12空對空導彈起飛。 圖18：中國大陸的殲-10（J-10）起飛。 殲-8是上個世紀七０年代末設計、八０年代中服役的第二代戰機，已經有將近三十年的歷史。殲-8是一個老式戰機，大陸網友戲稱它為「八爺」，不過YST個人認為「八爺」老當益壯，尤其後來的改型有了新的電子設備和新的發動機已經進入第三代，「八爺」高空、高速和大頭（可以裝備大號的雷達天線）在預警機的指揮下作為攔截機仍堪大用。 我們看得很清楚，「八爺」在設計的時候是完全沒有考慮「隱形」的，譬如機身有很多小的突出物。 但是，殲-10在設計的時候就已經考慮到「隱形」的問題了，J-10的機身不但非常光滑，最明顯的地方就是J-10的機身和機翼是柔和地與漸進地融合在一起，這種技術叫做「翼身融合」，它產生的雷達截面非常小。再看看「八爺」，它就像一根木棍插上兩片翅膀。這二者之間所產生的雷達截面差別就非常大了。 所有的隱形戰機一定採取「翼身融合」的設計。 丁. 避免垂直平面 簡單的幾何原理告訴我們兩個互相垂直的平面會產生最大的反射波，事實上，工程師就是用金屬的三面垂直體做成「角反射器」（corner reflector）應用在反雷達的誘餌上，電波無論從哪個方向射來都會反射到原來的方向，所以很小一個「角反射器」就會產生巨大的回波。 好了，飛機都有垂直尾翼和水平尾翼，它們正好呈90度相交構成一個完美的反射體。最有名的例子就是蘇聯的圖-95（Tu-95）戰略轟炸機，它巨大的垂尾和水平尾形成巨大的RCS，雷達在幾百公里外就可以偵測到它，見下圖。 圖19：蘇聯上個世紀五０年代設計的圖-95（Tu-95）戰略轟炸機 這一點J-10又比「八爺」高明了，為什麼？ 請注意看，J-10沒有水平尾翼，自然沒有這個問題。 J-10為什麼沒有水平尾翼呢？ 因為J-10有前翼（大陸工程師稱之為「鴨翼」，英文叫 canard），前翼的作用跟水平尾翼是一樣的，有了前翼自然就不需要水平尾翼了。 早期的飛機工程師沒有考慮「隱身」的問題，所以無論單垂尾（F-16、J-8）還是雙垂尾（F-15，Su-27）都是跟水平尾垂直的。從F-18起，美國設計雙垂尾的戰機都把兩片垂尾向外傾斜，這樣雷達截面就大大地降低了。 「向外傾斜的雙垂尾」是隱形戰機非常明顯的特徵。 （十七）隱形戰機的幾個重要部位 為了達到「隱身」的效果，戰機的幾個重要部位必須經過特殊的設計與處理。 甲. 機頭： 由於戰機正前方的雷達截面（RCS）是最重要的，機頭的外型必須經過精確的計算與測量。我們觀察F-22的頭部，它由上下兩個略扁的橢圓錐形合成，交合的部分形成兩條一直向機身後方延伸的細線。 上面敘述的這種形狀有什麼好處呢？ 好處非常明顯： 1.無論電波從那個方向照射反射波只能從上半部或下半部，不可能同時上下都反射回來； 2.無論電波從那個方向照射，絕大部分的電波都沿著曲面散射出去，很少能反射回照射方向（也就是說探測雷達的方向）； 3.如果正好從水平方向照射到，雷達照射到的幾何截面雖然大，但是能夠反射回到探測雷達方向的截面只有細細的一條線，面積非常小。 由於這三個原因，上面這種外形是雷達隱形的最佳設計。這就是為什麼F-22、F-35、T-50、J-20的機頭形狀看起來都一樣，見下圖。這不是抄襲，而是自然界推算的物理結果。它們唯一可能的不同是曲率可能有所不同，這是因為各國裝置的雷達天線尺寸大小各有不同和各國計算機計算最佳散射曲率得到的結果不同。 圖20：已經露面的第四代戰機：F-22（美國）、F-35（美國）、T-50（俄國）與J-20（中國）。 上面這個四種隱形戰機的機頭形狀都非常相似，因為這是物理原則下的最佳設計，是外型追求隱形化所導致的必然結果。 乙. 進氣口： 前面說過，任何凹坑和凸出物都是巨大的電波反射源，進氣口就是很大的凹坑。進氣口裏面發動機的葉片是非常大的反射源。 工程師處理這個問題通常是把進氣的通道設計成Ｓ形狀，也就是拐兩個彎，不讓雷達直接看到發動機的葉片。空氣拐兩個彎無所謂，照樣進入發動機接受壓氣機葉片的壓縮，雷達波拐兩個彎就是大事了因為工程師可以做手腳。工程師在進氣口的牆壁上貼上吸波材料，假設這個材料可以吸收10dB，電波拐兩個彎就降低了20dB，葉片反射出來再拐兩個彎又降低了20dB，這一來一回就降低40dB，也就是回波強度只剩下萬分之一，幾乎可以忽略不計了。 至於J-20採用了DSI進氣道是另一回事，效果是省掉了隔板、降低了重量，吸波材料還是要貼的。 丙. 駕駛座艙： 駕駛座艙是另一個大凹坑，裏面除了駕駛員還有很多儀器和金屬物品，是巨大的反射源，這個問題困惑工程師非常久。美國工程師最後解決了這個問題，方法是把駕駛員的座艙蓋鍍上一層非常薄的金，鍍金把雷達波散射到四周不讓它透過，但是鍍金薄到可以讓光線透過，所以駕駛員仍然可以看到座艙外的世界。 F-22是第一個有鍍金座艙蓋的飛機，這個 YST完全確定。 圖21：J-20的駕駛座艙 YST 看上面這張照片，J-20的駕駛座艙也像是鍍了金的（不敢百分之百確定）。如果是鍍了金，那麼J-20應該是世界第二個有鍍金座艙蓋的飛機。這一點非常重要，必須取得完全的証實，因為有沒有鍍金RCS有極大的差別。 不過有一點 YST可以確定，那就是J-20和F-22的駕駛座艙是全世界唯二的單一氣泡駕駛艙，中間沒有任何支架，所以視界特別好。視界良好是戰鬥機近距離格鬥的首要條件。 丁. 雷達艙 飛機的雷達都是安置在機頭，雷達天線在最前端，然後用一個錐形的蓋子罩住（遮風擋雨）。雷達罩必須是透波的，因為天線發射和接收電波都要透過雷達罩。 既然雷達罩是透波的，那麼敵人的雷達波一樣也可以穿透你的雷達罩窺視你的內部。所以不可能有任何辦法防止雷達罩內的東西成為反射源。YST沒有任何數據這部分的RCS會有多大，但是十分肯定它是一個非常重要的反射源。 圖22：F-22的雷達天線 從上面這張照片我們可以清楚看到F-22的雷達天線不是一個像鏡子一樣光滑的平面而是由一大片網狀的孔洞組成的，它被敵人的電波照射的時候會是一個相當大的反射源，無處躲藏。除此之外，雷達天線是不可能和雷達罩完全密合沒有任何縫隙的，因為即使是相控天線在測試的時候仍需要轉動。所以一定會有電波深入到天線背後，這個電波會產生多大的回波就更無從得知了。 YST 個人認為雷達天線是隱形戰機正前方最大的反射源，RCS 會相當大。 F-22的隱形能力被過度神話。YST 絕不相信F-22正前方的RCS小於0.00001平方米（「漢和防衛雜誌」平可夫的聲稱）。 YST 認為F-22可以做到0.01平方米，但是很難更小，0.001平方米也許是工程的極限，因為雷達罩是不能屏蔽電波的。 現代的機載雷達都是平面天線，YST 認為F-22唯一能做的事就是在不使用的時候把天線面轉到朝上的方向，這樣被照射到的機會也許小一點。不過這樣一來雷達波照射到天線背後設備的機會就增加了，是不是划得來也是問題。 YST 把雷達艙放在最後討論，因為雷達艙的RCS非常重要，也最有不確定性。我們都看到F-22的雷達天線了（圖22），這是全世界最先進的相控陣天線（phase array antenna），除了製造廠商和美國國防部最高級的官員握有它的相關資料，外人有誰能夠估計出它的RCS？除非你是神仙或超級間諜。 再重複一遍，雷達罩是不能屏蔽電波的，所以除非你知道F-22雷達天線的RCS數值，你不可能正確估計F-22正前方的雷達截面。 戊. 有關 RCS 的瞎扯與誤導 所有我們看到的有關F-22的RCS數值全是瞎扯，就連美國國防部公布的資料都是瞎扯，是一種刻意的誤導和誇大的宣傳。譬如下面這個美國國防部的軍事網站 http://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/f-35-design.htm 說： According to November 2005 reports, the US Air Force states that the F-22 has the lowest RCS of any manned aircraft in the USAF inventory, with a frontal RCS of 0.0001~0.0002 m2, marble sized in frontal aspect. According to these reports, the F-35 is said to have an RCS equal to a metal golf ball, about 0.0015m2, which is about 5 to 10 times greater than the minimal frontal RCS of F/A-22. The F-35 has a lower RCS than the F-117 and is comparable to the B-2, which was half that of the older F-117. Other reports claim that the F-35 is said to have a smaller RCS headon than the F-22, but from all other angles the F-35 RCS is greater. By comparison, the RCS of the Mig-29 is about 5m2. 美國空軍2005年11月的報告非常清楚明白地說出： 1.F-22正前方的RCS為0.0001~0.0002平方米，相當於彈珠大小（直徑1.1~1.6公分）； 2.F-35正前方的RCS為0.0015平方米，相當於高爾夫球大小（直徑4.4公分）。 想想看，這麼高度機密的資料美國居然把它公開，美國是傻瓜嗎？ 美國當然不是傻瓜，相信它的人才是傻瓜。 上面這些數據資料非常明顯一定是假的，這就是Rockwell網友所說美國採用的一種反間的手段。 想要証明嗎？這其實一點兒都不難。 YST 可以負責任地說機頭的雷達艙是任何隱形戰機最大的、無法躲藏和不能屏蔽的電波反射源。看看 F-22的雷達天線（圖21），基本常識告訴我們這個天線用了大量金屬，還是凹凸不平的，一定產生散射，YST個人認為它的RCS一定大於0.001平方米，應該接近0.01平方米。 美國國防部的宣傳把別人當傻瓜，這是一種反間手段也是一種心理戰，要讓無知者害怕（美國可以神不知鬼不覺地幹掉你），對美國的武力產生盲目的崇拜與恐懼。但是只要有一點科學背景的人，一眼就看穿這是美國製造的F-22神話。我們承認F-22的確具有隱形的功能，但是它的隱形沒有這麼厲害，美國誇大了一百倍。 雷達艙的問題如果不解決，沒有人能正確估計一架隱形戰機正前方的RCS，這是最重要的方向。所以我們花這麼多時間討論RCS，如果卻故意避開雷達艙，那麼所做的都是虛工。 雷達艙和雷達天線作為反射源是一個非常重要的議題，但也許這是個敏感的問題，所有的專家都避而不談。有些沒有品格的專家胡亂給個吹牛數據，接著是一大堆沒知識的人以訛傳訛。但是站在科學知識的立場，我們如果要討論雷達截面就要嚴肅對待所有的問題，不可逃避關鍵問題。政府和製造商可以用機密作為理由不提任何數值，但是不可以說假話，不可以製造假資料。 每個國家都有軍事機密，也應該保守這些軍事機密。大家都非常瞭解雷達截面是一個高度敏感的軍事機密，其實本來也沒有人要求美國說出有關F-22雷達截面的任何資料，美國如果不說沒人會怪它、更不會責備它。但是美國故意釋放假消息、然後再大肆宣傳，這就不對了，屬於偽科學。 「F-22正前方的RCS只有0.0001~0.0002平方米，相當於彈珠大小」是偽科學。 YST 沒有一點點意圖打探任何國家的任何軍事機密，但是必須指出錯誤的訊息、違反科學的訊息、尤其是刻意的誤導和遠離事實的軍事宣傳，因為這已經是政治問題和科學問題而不是軍事問題了。 政治問題人人可談，科學問題更是一個是非對錯的問題所以必須談。 YST 所知有限，希望這方面的高手能提出意見，在不涉及機密的情況下，大家互相學習、共同進步。 上接 「漫談隱形戰機（VII）：設計原則與重要部位」 這一篇是臨時增加的。YST 認為根據 apsus 網友的回應F-22雷達天線RCS已經可以正確估計出來，我們不知道它的確實數字是多少（這是美國的高度機密），但是我們可以得出一個範圍，這就足以說明很多問題。 這是一個重要的結果，YST不願它被新的回應文掩蓋，所以YST不採用回應文而是開一個新欄，專門討論這個問題。 （十八）F-22雷達天線RCS的估計 甲. apsus 網友的回應 apsus 網友在2011/06/15做了下面的回應： 雷达RCS是很低的 雷達天線和一塊鐵板的RCS無法相比。原因很簡單，因為雷達天線本身就是被設計成吸收盡量多的電磁波。被吸收的部分被消耗在天線的負載上。設計稍微好一點的天線，回波完全可以做-15db或者更少。大家可以用市長的公式估算一下這樣的天線會有多大的RCS。 乙. apsus 網友的回應解決了雷達天線 RCS 的估計問題 apsus網友的回答很有意思，但是YST不太確定他說的。讓YST用實際例子來進一步解釋，看看是不是apsus的意思。請 apsus証實或修正。 apsus說「設計稍微好一點的天線，回波完全可以做（到）-15dB 或者更少」，是不是指天線的RCS比天線的幾何截面低15dB？ 如果這是apsus的意思，那麼apsus完全回答了YST提出的問題。我們就用這個數字來估計F-22雷達天線的RCS。 為了計算方便我們假設回波是 -16dB，大約低40倍。 丙. 估計 F-22 雷達天線的幾何面積 我們用圖22來估計F-22雷達天線的大小。 人的頭大約一英尺長，YST估計F-22的雷達天線頂多4英尺寬、3英尺高，至少3英尺寬、2英尺高。這個範圍應該錯不了。 1 英尺 = 0.3048 公尺；1 平方英尺 = 0.0929 平方公尺。 F-22 雷達天線近似橢圓，它的面積是 pi*A*B , pi = 3.1416（圓周率）， A 是長軸，B 是短軸。 注意長軸與短軸是上面寬與高的一半。於是， F-22雷達天線幾何面積的最大值 = 3.1416*2*1.5 平方英尺 = 9.4248 平方英尺 = 0.8756 平方公尺 F-22雷達天線幾何面積的最小值 = 3.1416*1.5*1 平方英尺 = 4.7124 平方英尺 = 0.4378 平方公尺 丁. 估計F-22雷達天線的RCS 根據 apsus網友提供的數值，我們可以大致算出F-22雷達天線RCS的範圍： F-22雷達天線RCS的最大值 = 0.8756 平方米/40 = 0.02189 平方米 ，這個數字遠遠高於美國國防部宣稱的 0.0001~0.0002 平方米。 F-22雷達天線RCS的最小值 = 0.4378 平方米/40 = 0.0109 平方米 ，這個數字也遠遠高於美國國防部宣稱的 0.0001~0.0002 平方米，但是非常 接近YST直覺的 0.01 平方米。 戊. 結論 0.0109 平方米 < F-22雷達天線的RCS < 0.02189 平方米 美國空軍2005年11月的報告非常清楚明白地說出： 1. F-22正前方的RCS 為 0.0001~0.0002 平方米，相當於彈珠大小（直徑 1.1~1.6 公分）； 2. F-35正前方的RCS 為 0.0015 平方米，相當於高爾夫球大小（直徑 4.4 公分）。 第七篇的論述有這麼一段：「YST可以負責任地說機頭的雷達艙是任何隱形戰機最大的、無法躲藏和不能屏蔽的電波反射源」。這個直覺現在已經得到証實，F-22單是雷達艙的RCS就達到或超過0.01平方米，再加上機翼和機頭的反射，F-22正前方的RCS就更大了。 我們現在可以很有信心地判斷上面美國空軍的報告作假，是偽科學。 美國把 F-22 的隱形功能誇大了一百倍； 美國把 F-35 的隱形功能誇大了10倍。 YST 非常感謝 apsus網友提供的經驗知識，apsus網友顯然是雷達天線的專業工程師，業外人士不可能有這種經驗，非常寶貴。 最後請教apsus網友二個問題： 1.這 -15dB 是專指對 AESA 而言，還是一般碟式天線（dish antenna）也如此？ 2.這 -15dB 對照射角度敏感嗎，譬如 elevation 加30度？ 再次感謝 apsus 網友，學習了，這是真正的交流，YST 非常高興。 上接「漫談隱形戰機（VIII）：F-22雷達天線RCS的估計」 （十九）回答第一篇的七個問題 好了，經過八篇文章的論述，我們終於具備了需要的知識來回答本系列第一篇文章第二節所提出的七個問題。 甲. 問題一 隱形戰機的外殼真的很容易就設計出來嗎？ 回答：不。 Ａ. 問題的原由 這個問題是由台灣「中國時報」酸溜溜的評論所引發的。故事的發展是非常典型的台灣反應表達非常典型的台灣心理，所以值得我們敘述原委。 1.大約2010年12月22日，網路上開始出現中國大陸隱形戰機J-20的照片，並傳出即將試飛的消息，中國的隱形戰機立刻成了非常熱門的話題。 2.2011年01月05日，中華民國國防部情次室次長沈一鳴在立法院接受立法委員林郁方的質詢，一場典型的“愛台灣”政治秀就展開了，這是一場非常政治正確的雙簧表演。 林郁方：是不是中共五代戰機？是不是在試飛階段？ 沈一鳴：不是。 林郁方：所以你認為這照片是有問題的？ 沈一鳴：是有問題的。 林郁方：不是中共五代戰機的照片？ 沈一鳴：是的。就是以俄國新聞社公布的，中共在發動機、雷達、複合材料、航電裝備的科技水準還有待突破，我想這樣講委員應該非常清楚。 國防部表示，大陸的武器裝備一切盡在掌握中，對研發中的武器都有因應對策，並且會密切注意相關情勢的發展。 看到沒有？問問題的先把想要的答案說出來，然後回答問題的再打蛇隨棍上順著問話者回話，這不是唱雙簧是什麼？ 沈一鳴也順便吹捧林郁方作為回禮，什麼叫做「委員應該非常清楚」？林郁方是文科生，在發動機、雷達、複合材料、航電裝備上林郁方還真的什麼都不懂，連邊都摸不著。林郁方在「國防委員會」做立委根本不適任。 3.2011年01月11日，J-20在成都眾目睽睽下試飛成功，當天胡錦濤主席當面親口向來訪的美國國防部長蓋茲証實。錄影帶傳遍國際網路，中共向全世界展示已經完全掌握這個新世代的戰機。 4.J-20張貼上天，胡錦濤証實，台灣民眾對國防部罵聲一片，中華民國國防部官員和唱雙簧的林郁方委員面子掛不住了。亂哄哄中輪到媒體來表演“愛台灣”了，由於台灣媒體的利益也是反中的（台灣沒有統派媒體），於是媒體就開始酸大陸的隱形戰機，其中最具代表性的就是「中國時報」，它的論點是： 大陸的科技很差，隱形戰機必須的強力渦扇發動機和先進的航電配備是解放軍最大的弱點，絕非短短五年、十年就一蹴可就的，但是要製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難。 看到沒有？台灣先否認大陸有設計和生產隱形戰機的能力，等到大陸成功展示了這個能力就說大陸做到的那個部分其實不難，真正難的部分大陸還做不到。這是典型酸葡萄的心理和反應。 YST 先不談發動機和航電設備，就只談隱形戰機的外殼。 YST 首先要指出的是，「中國時報」的評論完全錯誤，剛好把話全部說反了。四代戰機最關鍵的部分不是發動機和航電設備而正是「隱形」。有趣的是，「隱形」的關鍵設計恰恰就是「中國時報」號稱“並不困難”的外殼，外殼至少佔整個「隱形」效果的九成。 「中國時報」的記者瞎說八道，輕是不懂裝懂，重是昧著良心說政治話，所以非蠢即騙。 YST 認為「中國時報」騙是真、蠢是假，道理很簡單，蠢是推卸欺騙讀者的責任最好的藉口，因為蠢是不違法的。 Ｂ. 設計戰鬥機的外型非常困難 設計飛機的外型從來不是容易的事，只要懂一點點科技的人都知道設計任何飛行物，不論是飛機、導彈還是太空船，都需要經過「風洞實驗」，這是設計過程中非常耗費人力、物力和財力的一個工程項目。 流體力學中的問題絕大部分在數學上是解不出來的（沒有analytic solution），更何況複雜的飛行體要建立數學模型談何容易，所以「風洞」就成為設計飛行體必不可少的工具。 「風洞」是一個可供吹風的長形的封閉通道。所謂「風洞實驗」就是把實際飛行體或它的模型放在「風洞」中吹風，然後觀察它形成的渦流對飛行體進行改進，這是今天設計飛行體必經的步驟。其實不只是飛行體，任何高速運動的物體在設計的時候都選擇透過「風洞實驗」來優化它的設計，譬如中國大陸高速鐵路的火車頭。 如果不做風洞實驗，除了不能預先發現飛行時可能會出現的問題同時也無法計算飛行體的阻力係數，於是一系列有關空氣動力的問題完全無法解決。想想看，連飛機的速度都無法準確估計還能設計什麼？ 建立一個「風洞」實驗室不是一件簡單的事，相關的硬體與軟體都需要相當的科技基礎，耗資鉅大。「風洞」的修建通常不是一個，而是有大有小並且配合不同風速的「風洞」群。大的「風洞」可以放實體，小的「風洞」可以放縮小的模型。「風洞」有亞音速的、有超音速的、有高超音速的，供不同的飛行體進行實驗。 全世界有「風洞」實驗室的國家只有中、美、俄、歐。其中以美國、俄國和中國的「風洞」群種類最完善。歐洲的「風洞」散處多個先進國家，並不在一處。其他任何國家，譬如韓國與日本，設計飛行器的時候都要到國外的「風洞」吹風。 據YST所知，中國在抗日戰爭以前就曾經建立「風洞」，但是中國現代化的「風洞群」是在錢學森的指導下建立的，錢對中國的航太發展與設備有非常傑出的貢獻。錢學森何止是中國國寶級的科學家，他是全球流體力學的第三代掌門人，如果沒有政治因素，美國太空總署的Director非他莫屬。中國大陸在錢學森的指導下航太工業打下了非常堅實的基礎，特別是人才的培養，譬如中國今天衛星工程的總設計師孫家棟就是錢學森栽培的。大陸半個世紀所下的扎實功夫那裏是幾個台灣國防部的官員、爛記者和爛立委能瞭解的？ Ｃ. 設計隱形戰機的外型超級困難 飛機的外型設計固然困難，如果設計的是隱形戰機，那麼“外殼”的設計就更複雜和更困難了，其困難的程度增加不止十倍。為什麼？ 答案是：隱形戰機外型的設計除了要經過「風洞實驗」還要經過RCS的「理論計算」和「實際測量」，這三件事都非常困難，都需要非常昂貴的設備和非常專業的知識，尤其是「理論計算」，它是阻擋隱形戰機設計最大的一塊石頭。 值得注意的是，這三件事是相互影響的，一動全都動，導致很多工作需要重新做一遍。普通戰機只做一件事，那就是「風洞實驗」；隱形戰機要做「理論計算」、「風洞實驗」和「實際測量」三件事，而且是密切相關和相互影響的三件事，它所引起的複雜和困難不是相加而是相乘，其困難的程度何止十倍。 隱形戰機的外型設計先是根據理論計算作出模型，然後再經過「風洞」吹風修改，最後是實際測量RCS畫出「閃爍圖」驗証理論數據。如果改動過多，上面的三個步驟就有必要重複。最後製造出真實的飛機還要重複做一遍，所以整個過程是非常繁複的。全世界能在國內完成整個過程的國家只有美國、俄國和中國。 所以，不誇張地說，隱形戰機的外型是超級計算機算出來的。 這就是為什麼第一代的隱形戰機是由多面體構成的，因為它最容易計算。 從第二代開始，計算的就是曲面了，但是只能計算非常簡單的曲面，所以只能設計不需要複雜機動能力的轟炸機。 隨著數學理論的突破和超級計算機的飛躍進步，工程師終於可以計算有許多複雜控制面的飛行體的RCS，這才有能力設計具有高機動能力的隱形戰鬥機，於是進入到第三代。 今天中國的超級計算機世界第一、數學能力世界一流，沒有什麼數學計算問題是中國科學家無法勝任的，中國成為全世界第三個製造出第四代（俄國定義的第五代）戰鬥機的國家不是偶然、而是必然。 其他的國家設計不出隱形戰機也是科技水平沒有達標下的必然。 中國能夠跳過第一代和第二代直接進入第三代隱形戰機，那是因為中國在設計J-20的時候國產超級計算機的計算水平已經超過美國九０年代的水平，不需要走美國經驗的彎路。 「製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難」是一句非常輕佻、完全不負責任的謊言。「中國時報」做這種沒有水準的報導非常愚蠢，說這種謊言則非常可恥，所以「中國時報」不是無知就是無恥。尤其刻意用謊言來貶低中國的科技成就，「中國時報」不配用中國的名號，應該自動改名。 乙. 問題二 J-20的隱身性能真的不如F-22嗎？ 回答：J-20與F-22孰優孰劣眾說紛紜，每人一把號，各吹各的調。這是一個非常有趣的好現象--熱鬧。如果大家都一個說法就沒意思了。 Ａ. 主流說法 很多名人、專家和不知名的網友都說J-20的隱身性能不如F-22，這是主流看法。 這些人中有一位台灣知名的軍事家宋兆文，他的理由非常有趣，他說一分錢一分貨，J-20的造價是F-22的四分之一，所以J-20的性能比F-22差遠了。 宋兆文的說法過分輕佻，有失軍事專家的身份。其實價格與品質並沒有必然的關係， YST舉個例子來証明。 包括美國在內的軍事專家都把J-10的性能定位在F-16CD的Block 52。F-16的製造都是一批一批的，每一批都稍有改進，Block 52是第52批，也是目前最新生產的一批。 YST 個人認為J-10的性能要比F-16CD好，尤其是機動性比F-16CD高出一大截。 F-16CD Block 52 的單價在六千萬至七千萬美元之間；J-10的單價不到四千萬美元。 J-10真是價廉又物美，物超所值。 F-16CD則是評價過高和售價過高。 F-16CD評價過高是美國卓越的宣傳廣告形成的，外國並不服氣，尤其是歐洲。 美國工業發展最大的困難和障礙不是國外的競爭而是國內的工會，如果你瞭解美國工會在軍事工業的霸道和囂張行為就知道美國軍火為什麼這麼貴了。 F-16CD性能不如J-10但是售價幾乎是J-10的兩倍，「一分錢一分貨」的說法根本站不住腳。 同樣地，用J-20價錢遠比F-22低判斷J-20性能比F-22差遠了是非常輕佻的說法。 Ｂ. 少數人唱反調 但是也有名人持與主流相反論調的。中國大陸著名的軍事專家宋曉軍就認為J-20比F-22先進。 神話是慢慢破滅的。美國軍事科技的神話不再震懾大陸人心，至少一些大陸的軍事專家已經對F-22提出挑戰。 Ｃ. YST 個人的看法 對這個問題，YST 個人誠實的回答是不知道，同時也認為沒有人知道，連美國軍事專家也不知道，大家都是在猜。 不過雖然是不知道，但是我們還是可以做一些知識性的比較、由此看出一些端倪來增加我們猜的信心。 在「漫談隱形戰機（VII）」，我們談到設計隱形戰機的一般規則和隱形戰機的幾個重要部位。YST 個人認為大陸在計算機輔助設計（Computer Aid Design）和超級電腦的應用上是不在美國之下的，尤其是後者，中國數學家設計的平行計算要比美國先進不止一點。大家都是用超級電腦的計算來導出最佳RCS的曲率，美國並沒有優勢，20年前的美國更沒有優勢，所以J-20的外型設計應該和F-22在同一水平。 至於重要部位的一一比較，YST唯一沒有把握的是J-20的座艙蓋有沒有鍍金，這是絕對有巨大差異的。如果J-20的座艙蓋也鍍了金，那麼J-20的隱身性能應該和F-22在伯仲之間。 決定隱身性能的還有一個因素，那就是雷達吸波材料（RAM）。這方面YST不能評論，因為RAM是高度機密的，各國都有自己的竅門，大陸在納米材料的研究上很先進，追蹤先進國家的發展不遺餘力，RAM的成果沒有人能下定論。不過有一點值得注意，中共透過F-117A的殘骸取得F-117A的吸波材料，而且聽說F-22所用的RAM與F-117A是一樣的。如果這是真的話，F-22在隱身塗料上也不具有優勢。 網路上有一個非常流行的說法，那就是J-20的隱形不如F-22因為J-20的鴨翼（canard，也就是前翼）增加了雷達截面，甚至號稱美國航空界還有一個說法是「鴨翼最好的地方就是安置在敵人的戰鬥機上」。這種沒頭沒腦的流傳非常令YST困惑，連「漢和」的總編平可夫都這麼說，台灣的立委林郁方更是拿洋大人的這句話如獲至寶到處瞎嚷嚷來貶低J-20。 我們不禁要問：「鴨翼」真的破壞了J-20的隱身嗎？ YST 的回答是：沒有。想想看，「鴨翼」是一個平面體，是最好的隱形體，第一代的隱形戰機就是這麼設計的，怎麼到了J-20身上就成了隱身破壞者了？ 最簡單的物理學和幾何學告訴我們所有照射到平面的雷達波都反射到另外一個方向，除非「鴨翼」正好和雷達波垂直，而且即使發生這種情形回波也就是一閃而過。更何況「鴨翼」可以用透波材料來製造，如果「鴨翼」的轉軸部分用了金屬，那也不成問題，因為體積這麼小可以做成多面體降低反射面再塗上吸波材料，RCS的增加小到沒有影響。 事實上，大陸已經公佈 J-10的「鴨翼」和「腹翼」都是用複合材料製成的，這是透波材料，對RCS不造成任何影響，見下圖。 圖23：J-10的「鴨翼」、「尾翼」、「襟翼」和「腹翼」是用複合材料製成的。 「鴨翼」的功用在改變空氣對機身所產生的作用力，這跟機翼上的襟翼的作用是完全一樣的。如果「鴨翼」破壞隱形，那麼襟翼也破壞隱形不能用，飛機沒有襟翼還能飛嗎？ 「鴨翼」破壞隱形的說法屬於無稽之談，眾人以訛傳訛，尤其用來貶低中國就更賣力宣傳了，於是「鴨翼」好事變壞事。 「鴨翼」在飛行上的好處是提供非常有效的上升力。空氣動力學的原理告訴我們飛機在飛行時升力中心會後移造成機頭下垂，普通飛機為了抵消這股下垂的力道就改變尾翼的角度也產生向下的力道來平衡機身，這跟蹺蹺板的原理是一樣的。讓我們回顧第六篇中一張F-22的圖片： 圖12：飛行中的F-22 從上面這張照片我們清楚看到F-22左右各有一片襟翼向上翹，這就產生一股向下的壓力使機頭抬起來，不過這樣機身雖然平衡了但是免不了損失了一部分上升力。 但是如果飛機有了「鴨翼」，這個「鴨翼」就位於駕駛艙的下後方，稍微調節「鴨翼」的角度就可以產生更多的升力來抬高機頭而不是用下墜力來壓機尾。所以「鴨翼」比尾翼或襟翼對飛行更有效、更有好處，用飛機設計師的行話說就是裝有「鴨翼」的飛機上升係數更高。 「鴨翼」在機動上的另一個好處是利用左右「鴨翼」的差動可以快速改變機頭的方向，這對近距離格鬥（「狗鬥」）非常有幫助。 其三，根據J-10首席試飛員雷強的評語 J-10做「眼鏡蛇動作」比Su-27更輕鬆，「鴨翼」在有效控制飛機姿態上肯定有很多好處。 讓我們回到隱形問題。 沒有人同時看過F-22和J-20的「雷達閃爍圖」，大家都只能猜。 在假設J-20的駕駛艙也鍍金的情況下，YST猜J-20與F-22的隱身性能在伯仲之間。 如果讀者堅持要有一個數字說明，那麼YST猜無論是誰領先它們的差別不會超過3dB。我們老中謙虛為懷，所以YST就假設F-22的RCS比J-20低3dB，不過頂多也就是3dB。這是YST的 educated guess，純屬好玩，不負任何責任。 上接「漫談隱形戰機（IX）：回答第一篇的七個問題（上）」 丙. 問題三 J-20的隱形設計是“山寨”F-22嗎？ 回答：不可能。 有這種想法很自然，因為J-20的機頭正面看起來和F-22很像。事實上，已經出現的四個隱形戰鬥機它們的機頭長得都一個式樣。這並不奇怪，第七篇文章我們說過這種上下兩個略扁的半橢圓錐形合成體是雷達隱形的最佳設計，這是由物理性質決定的，誰來設計都一樣。就像隱形護衛艦的樣子都差不多，艦身下體外傾、艦身上層建築稍微內傾，於是在船舷處形成一條明顯的折線，第六篇中法國的拉法葉護衛艦（圖07）和中國的054A護衛艦（圖08）都是設計成這樣，其他國家的隱形護衛艦也是一樣。其實這條「折線」和四個隱形戰鬥機機頭和機身上的「折線」，它們的設計原理是完全一樣的。 不過四個隱形戰鬥機形狀雖然相似但是細節是不同的。這就像不同種類的老鷹長的樣子都差不多是同樣的道理，因為牠們是那個空間能夠生存的最佳造型，換句話說，如果不是那樣的造型就被自然淘汰了（達爾文物競天擇的進化論）。 每個國家研發的電子儀器不同、發動機不同、武器系統不同、作戰思想不同、作戰任務不同，所以同樣是隱形戰鬥機它們的外型是不可能完全一樣的。對雷達波來說，由於波長非常短，譬如X波段的波長只有三公分，只要機身稍有改變，譬如改變超過波長的十分之一，也就是三毫米，所產生的RCS就可能有顯著的不同，所以必須各自進行理論計算。 想想看，這麼多歐美專家看了數不清的J-20照片，結果連J-20大致的長度都搞不定。 誰有這個本事單看照片沒有實際測量就能夠“山寨”別人的飛機而且做到毫髮不差？ 所以隱形戰機的外型設計都是各算各的，算出的最佳曲率是多少就是多少，這是“山寨”不來的。F-35也不能“山寨”F-22，因為它們的戰術任務不一樣、體型不一樣、所以一切都需要重新計算。 丁. 問題四 J-20的隱身性能好過美國的F-35或俄國的T-50嗎？ 回答：很可能。 Ａ. 技術上的判斷 有些美國的軍事家評論J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，YST 認為這雖然也是猜測但是有支持它的理由。 首先，J-20的座艙罩是整體單一氣泡，這一點的確要優於F-35 與T-50。整體單一氣泡不但視界比較好，而且雷達截面也比較小，這兩項好處是肯定的。 我們進一步假設J-20的座艙罩是鍍金的而F-35與T-50都沒有，J-20的隱身性能好過 F-35與T-50就更加肯定了。 其次，T-50隱身最大的缺點在進氣口，見下圖： 圖24：俄國T-50隱形戰鬥機的進氣口，發動機的葉片清晰可見。 我們從上面這張照片可以清楚看到T-50發動機的葉片，這對隱形戰機來說是非常嚴重的事情，幾乎可以說是致命的。就憑這一點，T-50正前方的隱形性能肯定是目前所有隱形戰機中最差的。YST不敢相信俄國工程師居然沒有採取Ｓ進氣道。據說是因為俄國工程師為了發動機的緣故必須繼承Su-27進氣道的設計，沒法採取Ｓ進氣道，YST不能瞭解這些細節和理由。不管怎麼說，T-50的設計讓發動機的葉片暴露是一大敗筆，這在比較先進的三代戰機都已經避免了，因為「噴氣發動機調頻」（Jet Engine Modulation）在雷達設計理論中早就是透徹瞭解的一件事。 Ｂ. 政治上的判斷 上面所說是從技術上判斷J-20的性能高於F-35和T-50。 下面我們要說的是，從政治上判斷J-20的性能也會高於F-35和T-50。 對美國而言，F-35是大量外銷的機種，美國自然不願意把它設計成能力所及的「最佳設計」（state of the art），一方面也是為了降低成本。F-35在隱形功能上自然向下調整。 對於俄國而言，T-50是與印度聯合研發的，這情形跟F-35又大不相同了，俄印在T-50是合作關係而非外銷關係。俄國需要印度提供的資金，印度需要俄國的技術，理論上雙方是平等的。不過出技術的可以使詐，出錢的則不能，實際上印度處於非常被動的地位。 印度在航空工業上的能力和中國有很大的差距，中國在研發四代戰機（俄國定義的五代機）之前已經獨立研發出J-10、FC-1和JH-7等優秀的三代戰機，而印度的輕型戰機LCA搞了三十年最後是用政治高壓強迫軍方接受，和「阿瓊」坦克一模一樣，是非常失敗的例子。 印度在本身研發能力嚴重不足的情形下和俄國共同研發五代機是沒有什麼討價還價的能力的，錢照樣出，俄國給甚麼設計印度就接受甚麼，你想想，俄國會使出看家本領嗎？ 以過去的歷史來看，俄國不可能拿出最好的東西和印度分享，印度出再多錢也是個凱子。YST認為俄國在研發過程中必定會留一手，然後把印度送來的錢研發出來的最好的技術用來設計另一型自用的隱形戰機，把次等技術用在T-50。基本上，T-50不過是一款「釣魚機」讓印度來送錢。 從政治上來分析，T-50一定是個次級貨，比F-35還次。 同樣地，F-35也是個次級貨，不過購買者有很多是工業先進的國家，不是印度這樣傻傻的凱子，所以美國拿出來的貨色不會太差，也不敢太差，否則像英、德、日這樣在航空和傳統科技上的先進國家不會接受。 有一點我們必須注意，美國以往賣給盟國的戰機和本國使用的有所不同，至少在雷達和發動機上都不一樣。我們合理地推測美國自用的F-35要比盟國的F-35性能要高，高多少就不知道了。不過隱形的能力主要在外型，美國如果要在隱形上內外有別只能在塗料上做手腳了。 從技術和政治的雙重考慮，YST對問題四的回答是相當肯定的“是”。 Ｃ. 閒話 如果美國軍事家也認為J-20的隱形優於F-35，這就間接証實「鴨翼」對隱形並無不良影響。 咦，美國軍事專家都說了J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，美國既然聲稱F-22 是彈珠（直徑1.1公分）、F-35是高爾夫球（直徑4.4公分），中國自然可以理直氣壯號稱 J-20是乒乓球（直徑3.3公分）。要吹大家吹，要學老美用最簡單的形像吹來達到家喻戶曉的程度，嚇壞台獨份子還有那個道聽途說、奉美國人的話為聖旨的林郁方委員。 戊. 問題五 J-20的成軍還早得很嗎？ 回答：不會。 種種跡象顯示 J-20將在2017年成軍，最晚也不會超過 2019年。J-20的測試飛機將會有好幾架，可以同時進行好幾種測試項目，譬如雷達的測試和飛行包線的測試會同時進行。 事實上，YST記得美國前國防部長蓋茲曾經公開表示憂慮J-20的成軍有可能會比F-35早一年，這樣美國就麻煩了。YST認為這個可能性很小，雖然YST從來就不看好F-22，因為它小毛病太多。YST猜想蓋茲也不看好F-22，所以急著盼望 F-35早日成軍。 大陸的發展速度一向超乎西方的想像，如果J-20在2015年成軍YST也不奇怪。 其實J-20成軍是早是晚都在中國自己的控制中，外人無從置喙，想想看，台灣只能乾著急，早一點晚一點對台灣有什麼不同？ 台灣巴望大陸的J-20越晚成軍越好、號稱J-20距離成軍還早得很，這是一種自欺而不能欺人的自我安慰之言，非常沒有出息。在資訊如此發達的時代，這種丟臉和沒出息的話台灣的國防部還是少說為妙，況且也不合「料敵從寬」的軍事指導原則。 台灣人要有奮發圖強的精神，可以被打敗，但是不能做阿Ｑ。如果被打敗是一種恥辱，那麼阿Ｑ就就是在還沒有被打敗前就已經被人看不起了。我們必須指出國防部這種不健康的心態，這是最丟臉和最被人恥笑的事。林郁方委員和國防部官員這種「阿Ｑ愛台灣」其實是最害台灣的。 己. 問題六 台灣真的有神奇的磁性粉末可以破解J-20嗎？ 回答：這不像是個科技的問題，而是一個耍寶作秀的問題，所以有點好笑。 首先讓我們回顧這個問題是那裏來的。 2011年01月05日，中華民國國防部在立法院作証網路上流傳的J-20照片是假的、電腦合成的。 六天後，J-20成功試飛，胡錦濤當面親口向來訪的美國國防部長在蓋茲証實。 中華民國國防部臉上掛不住，第二天（2011年01月12日），國府空軍上校宋兆文在電視上評論大陸和美國的隱形戰機，他提出兩點把J-20大大貶低： 1. 一分錢一分貨，J-20的造價家是F-22的四分之一，所以比F-22差遠了； 2. 台灣中科院研發出一種磁性粉末可以破J-20的隱形但不能破F-22的隱形。 YST對宋兆文的印象一向挺好的，因為他自認是中國人，有民族認同感。不過他這兩個論點不像是軍事專家說的話，倒像是政治正確下的無奈之言，是「愛台灣」的政治表演秀。 第1點在問題二已經回答了，第2點在此回答。 首先，飛機用到鋼鐵的地方非常少，大概一成多一點而且都在內部（譬如蘇式戰機駕駛座的後背都有鋼板保護駕駛員，中國戰機秉承蘇聯傳統很可能也這麼做），第四代戰機使用鋼鐵尤其少，用在蒙皮上是零。YST不知道中科院發明的「磁性粉末」是不是真的可以粘在J-20的機身上。 其次，使用「磁性粉末」的時機和地點怎麼決定？如果撒了「磁性粉末」，中共的戰機來不來還不一定，那個空域就已經變成雷達盲區了。 其三，大陸可以用來攻擊台灣的機場非常多，中共的現代戰機航程都很大，可以從各個角度發起攻擊，台灣是否要長期把「磁性粉末」從台灣頭灑到台灣尾構成寬一公里、高12公里、長五百公里的一堵牆？台灣有這個作業能力和後勤能力嗎？ 這個撒「磁性粉末」有點像老鼠給貓掛鈴鐺，看似一個好點子，其實很難執行，所以有點好笑。這是一個政治正確的笑話。 庚. 問題七 天弓三型配合一個好的雷達真的可以反制J-20嗎？ 回答：這是說了等於沒說的廢話。 2011年03月21日，中華民國國防部長高華柱表示，中科院天弓三型飛彈系統目前正在測試中，只要有好的雷達系統，應該足以反制中共殲-20戰機。 高華柱的說話是非常有技巧的，他把讀者關注的重點引到台灣自行研發的天弓三型飛彈上，其實「天弓三」並不是重點，真正的重點在「有好的雷達系統」，因為如果沒有「好的雷達系統」任何飛彈都是瞎子什麼也打不到。但是「好的雷達系統」根本就不在國軍的掌握之中，高華柱甚至不知道這個「好的雷達系統」是否存在，後面的「足以反制殲-20」就成了一句空話。 高華柱的話說了等於沒說。想想看，什麼叫做「只要有好的雷達系統」？ 「隱形戰機」最重要的功力和最關鍵的價值就在擊敗敵人的雷達系統，在敵人的雷達系統探測到自己之前就發射精確制導炸彈，然後逃之夭夭，神不知鬼不覺。 「只要有好的雷達系統」意思就是我的雷達系統可以打敗隱形戰機，能夠在隱形戰機還在很遠的距離就探測到它，在隱形戰機還沒有發射武器以前我就發射地對空導彈消滅它。你想想，高華柱已經把結論作為前提假設了，這不是說廢話嗎？ 我們再想想，「天弓三型」的技術來自美國，它的功能不可能超過美國研發的「愛國者」，給「天弓三型」配套的雷達系統肯定也來自美國而且不可能超過「愛國者三型」配置的雷達。如果「天弓三型」配美國雷達能有效對付殲-20，那麼美國國防部長蓋茲也沒有什麼好緊張的了。 高華柱說的是政治正確但沒有意義的廢話，也叫「官話」，能夠當上大官的都精於此道。 好了，第一篇文章中的七個問題我們已經很輕鬆地全部回答了。 你看，無論是軍事專家蒙人吹牛的話、政客們政治正確騙選票的話、網友們以訛傳訛的糊塗話、高官們沒有意義的官話、還是高人們真金白銀的老實話，我們現在都能一一分辨和從容分析。為什麼？ 因為我們對隱形戰機的科技基礎有了清楚和正確的認知。我們已經証明這其實一點兒都不難，你不需要懂得高等數學、不需要是任何方面的科技專家、只需要有基本常識、少許的好奇心和一點點想像力就夠了，不是嗎？ 但是我們的話題還沒有完。 隱形戰機是一個革命性的武器，國家耗費這麼多的錢弄出這個玩意兒到底要做什麼？能有什麼好處？值那麼多錢嗎？ 所以我們還得談一點有關隱形戰機的戰術和戰略的問題來結束這個話題，一切都需要回歸政治。 軍事是為政治服務而政治是為經濟服務的，精明的政治家絕不會打虧本的仗。
漫談隱形戰機（VII）：設計原則與重要部位
漫談隱形戰機（VIII）：F-22雷達天線RCS的估計
漫談隱形戰機（IX）：回答第一篇的七個問題（上）
漫談隱形戰機（X）：回答第一篇的七個問題（下）
