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Wissenschaftliches Spektrum: J-20 Black-Technologie – konforme Antenne, Radarabsorption, Stealth, Phasensteuerung, Feuerkontrolle, photoelektrische Apertur, Flughelm

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 880


Mit dem Einsatz von Chinas schwerem Tarnkappenjäger J-20 und der Ausbildung erster Kampfeffektivität sowie der immer bekannter werdenden Teilnahme des Flugzeugs an gemeinsamen Übungen und praktischer militärischer Ausbildung auf See tauchen auch seine hochauflösenden Bilder immer mehr auf . Während des Army Building Day am 1. August erschienen vier neue hochauflösende Fotos der J-20 im Internet und gaben uns die seltene Gelegenheit, einige Designdetails dieses „Game Changer“-Tarnkappenjägers besser zu verstehen.


Die J-20 ist das neueste gelbe Lederflugzeug. Die Rumpfoberfläche wurde nicht mit grauem Tarnlack lackiert. Es ist mit einer gelben Schutzgrundierung und einer grau absorbierenden Materialstruktur an der Vorder- und Hinterkante des Flügels freigelegt und hebt viele Designdetails hervor, die zuvor nicht beobachtet werden konnten. Auf den Fotos ist zu erkennen, dass auf beiden Seiten des vorderen Rumpfes und der unteren Hautoberfläche der J-20 eine große Anzahl eingebetteter konformer Antennen vorhanden ist. Es ist nicht mehr wie bei Flugzeugen der dritten Generation, eine große Anzahl von Messerantennen zu verwenden, die aus dem Rumpf herausragen, was eine grundlegende Fähigkeit für Stealth-Flugzeuge darstellt. Darüber hinaus werden auch häufig graue, unsichtbare Verbundstrukturen am Lufteinlass der J-20 sowie an den Vorder- und Hinterkanten der Tragflächen verwendet, was möglicherweise damit zusammenhängt, dass der J-20-Jäger mit Metamaterialien versehen wurde, die von privaten Unternehmen entwickelt wurden wurde von Yang Wei, Chefingenieur von J-20, während der beiden Sitzungen bestätigt.



Die Haut des J-20 wurde sorgfältig Stealth-behandelt. Abgesehen davon, dass am Rand der Abdeckung für die tägliche Wartung offensichtliche Verbindungen und Schraubenstrukturen zu sehen sind, sind die anderen Hautverbindungen und Nieten mit mikrowellenabsorbierenden Materialfüllstoffen bedeckt und die Oberfläche ist sehr glatt, wodurch insgesamt ein einheitlicher Impedanzübergang aufrechterhalten werden kann Rumpfoberfläche und vermeiden Sie Diskontinuitäten, um den Radarquerschnitt der gesamten Maschine zu minimieren.


Das Foto zeigt auch den j-20-Überschalleinlass (DSI) ohne Grenzschichttrennung im Detail, und die unsichtbare Verbundstruktur auf der Kompressionstrommel ist zu erkennen. Diese 3D-Kompressionstrommel kann die turbulente Grenzschichtluft von den Ober- und Unterlippenkanten des Einlasses trennen und eine hohe Einlasseffizienz in einem großen Geschwindigkeitsbereich aufrechterhalten. Da die komplexe Grenzschicht-Trennstruktur und die durch Überschall einstellbare Struktur entfallen, bietet es gleichzeitig offensichtliche Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Überschalleinlass in Bezug auf Gewicht und Stealth-Leistung.


Aus der Rollverzögerungslage der J-20 nach der Landung ist ersichtlich, dass der Grund, warum das Flugzeug die pneumatische Verzögerungsplatte des herkömmlichen Jägers aufheben kann, darin besteht, dass es das obere und untere Differential des Querruders und des Querruders an der Flügelhinterkante anwenden kann Das voll bewegliche Seitenleitwerk lenkt gleichzeitig nach außen ab und bildet so eine pneumatische Verzögerungsfläche, deren äquivalente Verzögerungsfläche sogar die der herkömmlichen Verzögerungsplatte übertrifft. Der Entenflügel des Flugzeugs beteiligt sich nicht am Verzögerungsvorgang im Flug, sondern dient lediglich dem Rollen und der Verzögerung nach der Landung. Der riesige Canard-Flügel mit Vorwärtsablenkung ist zu diesem Zeitpunkt wie ein Elefantenohr, das einen enormen aerodynamischen Verzögerungswiderstand bieten und den Verschleiß von Reifen und Bremsscheiben verringern kann. Gleichzeitig zeigt die enorme Größe auch die hervorragende Mobilität des J-20.



Unten links im Bauch der J-20 können wir eine Longbo-Linse sehen. Dabei handelt es sich um ein Radarecho-Verstärkungsgerät ähnlich einem Winkelreflektor, das Bodenradar- und Fluglotsen dabei hilft, J-20 während Flugtests und Schulungen zu verfolgen, um die Flugsicherheit zu gewährleisten. Eine weitere wichtige Aufgabe des Geräts besteht natürlich darin, die tatsächlichen Radareigenschaften des Flugzeugs zu verschleiern und eine Offenlegung zu verhindern.


In der Nase des J-20 sind zusätzlich zum aktiven Phased-Array-Radom mit großer Apertur zwei Fenster des verteilten photoelektrischen Apertursystems auf beiden Seiten der Nase zu sehen. Ähnliche Fenster sind auch vor der Windschutzscheibe, hinter der Kabinenabdeckung und auf der rechten Seite des Bauches verteilt und bilden eine kugelförmige 360-Grad-Vollabdeckung. Das verteilte fotoelektrische Apertursystem der J-20 wird nicht nur als fortschrittliches Raketenanflugwarnsystem eingesetzt, sondern ist auch ein wichtiger fotoelektrischer Sensor des Flugzeugs, der zum Auffinden von Luftzielen und zur Nachtsichtnavigation verwendet werden kann. In Kombination mit dem fortschrittlichen, am Helm montierten Display des Flugzeugs kann das fotoelektrische Apertursystem dem Piloten externe hochauflösende Infrarotbilder liefern, eine „Perspektive“ des Rumpfes erkennen und das Situationsbewusstsein des Piloten erheblich verbessern.



Neben dem verteilten fotoelektrischen Apertursystem befindet sich unterhalb der Nase ein weiterer wichtiger fotoelektrischer Sensor des J-20. In den meisten früheren J-20-Prototypen war diese Ausrüstung nicht installiert, und der untere Teil der Nase besteht aus einer undurchsichtigen Polyederstruktur. Die neuen Fotos zeigen, dass der fotoelektrische Sensor unter der Nase des J-20 nur vier Glasstücke in Vorwärtsrichtung aufweist und keine Sicht nach hinten und nach unten hat. Daher sollte das Gerät für die Luftsuche und -verfolgung verwendet werden, ähnlich dem Infrarot-Such- und Verfolgungssensor vor der Windschutzscheibe der J-10C und J-16. Der Infrarot-Such- und Verfolgungssensor ermöglicht dem J-20 die passive Suche und Verfolgung in der Luft, wenn das Radar ausgeschaltet und der Funk stumm ist. Diese Fähigkeit ist für die Erkennung von Tarnkappenzielen in der Luft immer wichtiger geworden, wodurch die J-20 im Vergleich zu anderen fortschrittlichen Tarnkappenjägern im künftigen Luftkampfumfeld mit hoher Bedrohung besser werden wird.


Mit der Entwicklung der fotoelektrischen Sensortechnologie in China und der Mehrzweckentwicklung des J-20 könnte dieser Infrarot-Such- und Verfolgungssensor schließlich durch das fortschrittliche fotoelektrische Zielsystem ersetzt werden, um die Bodenzielfähigkeit unter der Voraussetzung zu erhöhen, dass die vorhandenen Luft- und Raumziele erhalten bleiben. Fähigkeit zur Lufterkennung, so dass J-20 selbständig präzisionsgelenkte Bodenmunition werfen kann. Zu diesem Zeitpunkt sollte auch sein polyedrisches Fenster modifiziert werden, um das Sichtfeld der unteren Hemisphäre zu vergrößern.


Diese hochauflösenden Fotos zeigen, dass der J-20 ein sehr ausgereiftes Design hat und selbstbewusst der Welt präsentiert werden kann. Die verschiedenen auf den Fotos offenbarten Designdetails zeigen auch, dass China bei der Entwicklung von Tarnkappenjägern in die Weltspitze vorgedrungen ist und als zweites Land der Welt mit Forschungs- und Entwicklungsprojekten für zwei Arten von Tarnkappenjägern begonnen hat, was voll und ganz deutlich wird Chinas bedeutende Fortschritte bei Luft- und Raumfahrtmaterialien und der Technologie zur Herstellung von Kampfflugzeugen. (signiert von Armstrong)


Die Luftwaffe hat eine sehr eindringliche Nachricht veröffentlicht. Unser Tarnkappenjäger J-20 hat zum ersten Mal das eigentliche Kampftraining in Seerichtung absolviert. Auf den von den Militärmedien veröffentlichten Fotos dieses Trainings stellten wir zu unserer Überraschung fest, dass die J20-Piloten einen neuen Typ von Flughelmen trugen, der mit dem alten Helm verglichen wird, der bei Zhu Rihes Militärparade verwendet wurde. Dieser neue Helm nutzt AR Augmented Reality Technologie und holografische Wellenleiter-Anzeigetechnologie. Es kann nicht nur durch das Flugzeug „durchschauen“, um ein ungehindertes Sichtfeld zu erreichen, sondern ist auch direkt mit Luft-Luft-Raketen vernetzt, um den Zweck des Zielens, Sperrens und Abfeuerns zu erfüllen, wenn der Pilot es findet.


Neuer Helm


Wie auf dem Foto des neuen Helms oben zu sehen ist, ähnelt seine Gesamtform stark dem Schlaghelm-Display, das BAE zur Unterstützung des F-35-Jägers verwendet. Der Schattenspiegel im Gesicht ist groß und besteht aus mehreren Schichten. Die mittlere Schicht ist offensichtlich eine transparente Schicht. Entsprechend der Struktur des Teigs handelt es sich bei dieser Schicht um eine holografische Anzeigeschicht. Die Bildanzeigequelle am Helm verwendet die transparente Schicht als Anzeigebildschirm, projiziert das Bild über das miniaturisierte optische System auf den transparenten „Anzeigebildschirm“ und überlagert es dann mit der externen Zielszene, sodass der Pilot das Flugzeug erhalten kann Fluginformationen und Zielzielinformationen, ohne auf das Head-up-Display und das Display zu schauen. Dies kann nicht nur die Belastung der Piloten erheblich reduzieren, sondern auch im Nahkampf die Führung übernehmen. Im Vergleich zum vorherigen Brechungs-/Beugungs-Helmdisplay verfügt dieses Wellenleiter-Helmdisplay über eine einfachere optische Struktur, ein geringeres Gewicht, einen besseren Anzeigeeffekt und einen größeren Beobachtungsbereich.


Der alte J20-Helm verfügt nicht über eine Anzeigefunktion


Darüber hinaus können wir auch feststellen, dass es an der Rückseite des Helms viele Vorsprünge gibt. Bei diesen Vorsprüngen handelt es sich tatsächlich um LED-Infrarotlichtquellen. Sie werden hauptsächlich dazu verwendet, den Kopf des Piloten in Zusammenarbeit mit der Kamera im hinteren Teil des Kampfflugzeugcockpits zu lokalisieren. Der Zweck dieser Positionierung besteht darin, die Zielnormale der Helmanzeige in Echtzeit zu bestimmen, um die Infrarot-Kampfbombe mit einem großen Off-Axis-Winkel zum Zielen zu führen. Der Pilot kann Raketen abfeuern, indem er auf das Ziel „starrt“.



Früheren Berichten verschiedener inländischer Medien zufolge hätte die Ausschreibung für den J-20-Helm mit integriertem Display im Jahr 2012 beginnen sollen. Aufgrund der reichen Ansammlung von Helm-Display-Technologie in China und vielen Universitäten und Forschungsinstituten, die auf diesem Gebiet forschen, sind die Ergebnisse sind auch sehr schnell. Im zweiten Jahr, also 2013, schloss das Gewinnerteam die Forschung und Entwicklung sowie die Testproduktion ab, die Designqualifizierung wurde abgeschlossen und die Auslieferung begann 2014 (ziemlich schnell). Auf der Zhuhai Air Show in diesem Jahr tauchten verschiedene am Helm montierte Ausstellungsprodukte auf, und viele davon könnten Pläne oder Produkte sein, die bei der Ausschreibung scheiterten. Den auf der Zhuhai Air Show veröffentlichten Informationen zufolge hat das neue HMD in Zusammenarbeit mit der J35 auch die Funktion, Jäger wie das F-20 HMD zu durchschauen. Mit anderen Worten: Es kann auch die Bildsensoren rund um den J20-Rumpf nutzen, um ein ungehindertes Echtzeitbild der Umgebung zu erhalten, was auch für die Aufklärung, Suche und den Nahkampf von Jägern sehr nützlich ist.



Mit der Einführung des neuen am Helm montierten Displays des J-20 haben seine Kampffähigkeit und seine Abschreckungsfähigkeit in der Luft ein neues Niveau erreicht, und die große Abschussfähigkeit außerhalb der Achsenwinkel des Thunderbolt 10-Infrarotbild-Kampfprojektils der neuen Generation kann auch voll zum Tragen kommen. Die Kombination aus beidem sorgt dafür, dass der J20 im Nahkampf keine Angst vor starken Feinden hat. Das Seekampftraining ist auch ein Zeichen dafür, dass die J20 unserer Armee damit begonnen hat, in echte Kampfbereitschaftsaufgaben zu investieren, was nicht nur eine starke Abschreckung für die hartnäckigen Streitkräfte auf der anderen Seite der Meerenge darstellt, sondern auch eine stille Abschreckung für die umliegenden Parteien ausgerüstet mit F-35.




△ J-20 hat eine große Nase und kann große aktive Phased-Array-Feuerleitradare aufnehmen. Ähnliche Radare des F-22 können 2000 kleine Antennen (T/R-Module) aufnehmen, und es wird angenommen, dass der J-20 dies auch kann


In der strukturellen Gestaltung und Anordnung moderner Kampfflugzeuge gibt es drei Quellen zur Streuung der Radarwellenintensität, von denen eine die Radarkabine für die Brandbekämpfung in der Nase an der Nase und die anderen beiden der Einlass bzw. das Cockpit sind. Daher ist für das Design- und Forschungs- und Entwicklungspersonal von Stealth-Jagdflugzeugen die Frage, wie die Querschnittsfläche der Radarwellenreflexion in der Radarkabine für die Brandbekämpfung in der Luft so weit wie möglich reduziert werden kann, einer der Schlüsselpunkte, um die Stealth-Leistung des gesamten Flugzeugs sicherzustellen .

Die Streuung der Radarwellen, die durch die Radarkabine für die Brandbekämpfung in der Luft erzeugt wird, besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: Zum einen handelt es sich um die strukturelle Reflexion, die durch die innere Struktur der Radarkabine, wie z. B. Rahmen, strukturelles Zubehör und Anschlüsse, verursacht wird; Das zweite ist die durch die Radarantenne erzeugte Streuung. Für Ersteres können das Kampfflugzeugdesign und das Forschungs- und Entwicklungspersonal bestimmte Maßnahmen ergreifen, um es zu unterdrücken oder zu beseitigen. Für Letzteres brauchen wir die Techniker, die für die Forschung und Entwicklung von Flugfeuerradaren zuständig sind, wie etwa das Nanjing Institute 14, um einen Weg zu finden.


 

△ Neigungsmontiertes aktives Feuerleitradar für F-35-Kampfflugzeuge in der Luft


Zunächst einmal können wir feststellen, dass die Antennen aktiver Phased-Array-Luftfeuerleitradare, die mit Tarnkappenjägern Chinas und der US-Luftwaffe wie F-22, F-35 und J-20 ausgestattet sind, schräg nach oben geneigt sind , das die Reflexionsquerschnittsfläche von Radarwellen verringern soll. Den Forschungsergebnissen zufolge kann die Querschnittsfläche der Radarwellenreflexion auf ein Fünftel des vertikalen Zustands oder sogar noch weniger reduziert werden, wenn der Aufwärtsneigungswinkel der Radarantenne zur Brandbekämpfung in der Luft 15 Grad erreicht.

Je größer die Neigung, desto besser. Eine zu große Antennenneigung beeinträchtigt den Erkennungsazimut und die Genauigkeit des luftgestützten Feuerleitradars. Daher beträgt die am besten geeignete Neigung derzeit im Allgemeinen 15 bis 30 Grad.

 
△ Das technische Niveau des in China ausgestellten luftgestützten aktiven Feuerleitradars KLJ-7A hat das neueste Niveau in den Vereinigten Staaten erreicht    

Für die meisten nicht getarnten Kampfflugzeuge, die mit einem Phased-Array-Brandschutzradar ausgestattet sind, ist es aufgrund der großen Radarwellenreflexions-Querschnittsfläche jedoch nicht von großer Bedeutung, die Radarwellenreflexions-Querschnittsfläche des Flugfeuerleitradars einfach zu reduzieren , also nehmen grundsätzlich alle den vertikalen Winkel an.

Zweitens kann die Verwendung absorbierender Materialien in der Strukturkonstruktion der Radarantenne zur Brandbekämpfung in der Luft auch die Querschnittsfläche der Radarwellenreflexion verringern. Beispielsweise ist das APG-81-Radar des US-Kampfflugzeugs F-35 mit großen Abschirmplatten aus Radar absorbierendem Material um und hinter der aktiven Phased-Array-Antenne ausgestattet, die die Abstrahlung von Vorwärtsradarwellen auf die Heckstruktur wirksam blockieren und vermeiden können die Erzeugung einer starken Streuwirkung.

 
△ J-10c verfügt auch über aktives Luftradar, und die meisten aktiven Radargeräte chinesischer Kampfflugzeuge stammen vom Institut 14    

Darüber hinaus muss die Form der Flugradarantenne so weit wie möglich parallel und mit der Form des Radom-Montagerahmens übereinstimmen, um die Verarbeitungsgenauigkeit des Antennenstrahlungsarrays zu verbessern und konsistent zu halten. Auch auf der Reflexionsarrayoberfläche der Radarantenne sollen soweit möglich Hochleistungsabsorptionsmaterialien usw. verwendet werden. Nur durch den umfassenden Einsatz mehrerer Mittel können wir den endgültigen zufriedenstellenden Effekt erzielen.

Was die Suche nach Antennendetails angeht, liegen die Bemühungen des J-20 im Stealth-Bereich offensichtlich außerhalb der Vorstellungskraft der Außenwelt. Daher haben wir allen Grund, von der Stealth-Fähigkeit des J-20 überzeugt zu sein!

Die Marke „Kinghelm“ wurde ursprünglich von der Golden Beacon Company registriert. Golden Beacon ist ein Direktvertriebshersteller von GPS-Antennen und Beidou-Antennen. Es erfreut sich in der GPS-Navigations- und Positionierungsbranche von Beidou einer sehr hohen Beliebtheit und Reputation. Die F&E- und Produktionsprodukte werden häufig in der BDS-Satellitennavigation und -ortung, der drahtlosen Kommunikation und anderen Bereichen eingesetzt. Zu den Hauptprodukten gehören: RJ45-RJ45-Netzwerk, Netzwerkschnittstellenstecker, HF-Steckeradapter, KoaxialkabelsteckerTyp-C-SteckerHDMI-Schnittstelle, Typ-C-Schnittstelle, Pin- und BusanordnungSMA, FPC, FFC-Antennenanschluss, wasserdichter Antennensignalübertragungsanschluss, HDMI-Schnittstelle, USB Stecker, Anschlussleitung, Anschlussblock, Anschlussblock, RF-RFID-Tag, Positionierungs- und Navigationsantenne, Kommunikationsantennen-Verbindungsleitung, Gummistabantenne, Saugantenne, 433-Antennenleitung, 4G-Antenne, GPS-Modulantenne usw. Es wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, Kommunikation, Militärindustrie, Instrumentierung, Sicherheit, Medizin und anderen Branchen eingesetzt.

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