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漫談隱形戰機(VIII):F-22雷達天線RCS的估計
2011/06/17 02:00
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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。

 

 

(未完待續)

 

漫談隱形戰機(IX):回答第一節的七個問題

 

 

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11樓. 路人Juno
2011/06/21 06:02
grape333,以後建議你還是對YST版主提問比較好

自己:

我推測YST大概認為必須抱美國大腿才能回答這個問題,因此他懶的答。

http://en.wikipedia.org/wiki/Retroreflector

======

回應一下自己對grape333問題的答案。   版主說過:

你不是高手,你的文章知識性很低,你的意見沒有什麼價值。

所以grape333,以後建議你還是對YST版主提問比較好。   銀正雄說我是只懂英語的白癡,而YST版主說我的文章(我想他說的是我的回應)知識性很低。   YST版主對於這種避免垂直設計,應該有比retroreflector更好的答案,因為他知識水平深不可測。

10樓. 路人Juno
2011/06/19 13:27
Retroreflector

grape333:

YST教授認為太簡單,不需解釋,直接帶過。

我想學習,故想請教兩位高手(~誠懇貌)。

======

我推測YST大概認為必須抱美國大腿才能回答這個問題,因此他懶的答。

http://en.wikipedia.org/wiki/Retroreflector

9樓. grape333
2011/06/19 12:20
請教非質詢

YST教授認為太簡單,不需解釋,直接帶過。

我想學習,故想請教兩位高手(~誠懇貌)。

8樓. 路人Juno
2011/06/19 12:12
中華民國立法院

grape333:

YST文章中提到,隱形設計絕對不能出現"兩個平面互相垂直",

這是什麼原因呢? 請兩位高手"OOPs"及"路人Juno"速速答來。

=======

你以為這是中華民國立法院立委質詢官員嗎?

7樓. grape333
2011/06/19 11:00
把問題轉貼過來
 

YST文章中提到,隱形設計絕對不能出現"兩個平面互相垂直",

這是什麼原因呢?  請兩位高手"OOPs"及"路人Juno"速速答來。

6樓. 路人Juno
2011/06/19 01:55
戰鬥機不是只有RCS是判斷先進與否的唯一標準

grape333:

另外F-35還沒搞外銷喔,F-22已經服役5年了,

你引用的資料,F-35的RCS比F-22大,我說F-22比F-35先進,你同意吧。

不一定吧。

為什麼美國有能力製造先進的F-22,

而技術比較落後( RCS較大 )的F-35過了好幾年還不能外銷。

戰鬥機不是只有RCS是判斷先進與否的唯一標準。   給你一個提示: F-35的機電設施(avionics)"據說"比F-22行。   "據說"美國空軍實驗讓一架737攜帶F-35的機電設施,它可以成功干擾(jamming)F-22的雷達。    這裡提供了足夠的關鍵字,可以讓你去網路搜索了。

5樓. grape333
2011/06/18 14:29
路人Juno

路人Juno,我發問的問題,請你解答好嗎。

另外F-35還沒搞外銷喔,F-22已經服役5年了,

你引用的資料,F-35的RCS比F-22大,我說F-22比F-35先進,你同意吧。

為什麼美國有能力製造先進的F-22,

而技術比較落後( RCS較大 )的F-35過了好幾年還不能外銷。

是不是牛皮吹太大了,買方一鑑定就會破功,所以........ 

http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/mil/2011-05/30/c_121471671.htm

4樓. 路人Juno
2011/06/18 06:40
如果美國不能在F-35的RCS上吹牛騙人,合理的假設是F-22的RCS只會比F-35更小

版主:

全世界能夠準確測量RCS的國家一隻手都可以數出來,更何況那個國家的國防部長是科學家或工程師?他們都是政客。軍火買賣政治因素處於主導地位。


F-35的銷售未來很可能會有問題,後面會有討論。

=====

不需要那麼麻煩。   美國敢賣 F-35說這是隱形設計,自然有規格讓買方考慮,最大戴重,最大航程,最高時速等,都是規格一部分,RCS也絕對是規格一部分。   其他國家要不然會自己測試,要不然沒有足夠實驗硬體,美國就必須邀請對方在美國使用美國實驗硬體參與測試。

這張照片是1950年代美國測試A-12 RCS的方法,現在60年過去了,其他國家最起碼把F-35停在跑道上搬一台雷達(軍隊的機動雷達車輛)在四面八方水平面測量RCS絕對做的到。

http://cache.gawkerassets.com/assets/images/4/2011/05/medium_area51secretsplane.jpg

所以我的結論是美國不可能在F-35的RCS上吹牛騙人,因為這個吹牛會被揭穿。

F-22的RCS可以吹牛,因為F-22不賣給其他國家,應該目前為止也沒有部署在其他國家空軍基地(記憶中韓國天安艦沉沒時美國有宣布F-22將參與演習)。   F-22可能曾經參加過英國法國的航空展(我不確定),這些國家國防部知道F-22的RCS是否真的像美國空軍說的那麼小,也許發現美國吹牛但選擇不揭穿。    同理中國解放軍的殲-20也一樣,解放軍可以說這是隱形軍機,西方專家可以說前方三角翼是已知的不隱形設計,但真正殲-20的隱形本事沒人知道,至少在它飛出中國之前。

F-35要賣給其他國家,這些西方國家有國會,有反對黨,F-35的RCS超過規格就不能驗收,至少不能賣到美國原先開的價碼,這時候任何吹牛的數據就會穿幫,各國的國防部長也許是政客,但各國的民意代表不喜歡美國的多的是,逮到美國吹牛絕對馬上爆料。

如果美國不能在F-35的RCS上吹牛騙人,合理的假設是F-22的RCS只會比F-35更小。

3樓. 重殼蝸牛
2011/06/17 21:29
天線可能是鐵氧體陣列 不是純金屬吧 未必有明顯反射
就像高級精密陶瓷
金屬氧化物 不全部都是導體 的話 反射會更小
可能反射微波 會比想像中更小



夏瀛洲言論護憲愛國 郝柏村歷史考證嚴謹
2樓. 貪汙無罪嫖妓有理(一邊一咯,叫雞聯盟)
2011/06/17 16:26
我希望有一天
我們也能夠先知先覺研發出些值得讓別人分析的高科技武器!!

說得是。

真可惜呀,台灣不是以色列,人家以色列就做得不錯。這能怪別人嗎?

 

YST2011/06/17 17:24回覆