航空發動機噴管和排氣口的隱身

紅外探測技術的發展使紅外搜尋和追蹤系統，以及紅外導彈在越來越遠的距離上發現飛機成為了可能。該技術對只能抑制雷達信號的飛機造成的威脅愈來愈大。因此，本文深入探究了低可探測性的紅外隱身。限制飛機紅外探測能力的最重要因素之一是處理由飛機發動機高溫部件、噴管和排氣羽流造成的大信號。本文分析了F-117，B-2，F-22和F-35飛機降低發動機和羽流紅外信號的方法。

F-117夜鷹

F-117A夜鷹戰鬥轟炸機是美國第一架應用低可探測性作為其主要存活手段的飛機。該飛機的尾部從駕駛艙之上的頂點傾斜至機身寬體，這一扁平特徵被稱為「鴨嘴」。發動機排氣口呈扁平口狀，深4-6英寸，寬5英尺，水平分成12個通道。下機身在延伸8英寸通過排氣口的唇部終止，角度略向上傾斜。這部分機身由「熱反射」瓦片覆蓋，而瓦片由來自發動機的涵道氣流進行冷卻。該「鴨嘴式」結構保護熱金屬部件，同時扁平羽流降低側邊的紅外強度，並加速與周圍空氣混合。延伸的唇部掩蓋排氣口以及來自下方的前8英寸羽流，同時低發射率瓦片限制了紅外吸收和排放。

B-2

B-2的發動機掩藏在飛翼機身內部深處，防止加熱外部表面。排氣口由涵道氣流冷卻，包括來自二次進氣口的空氣，並在「後艙」之上的出口前變平，「後艙」是由鈦製成的溝壑，並由低發射率的陶瓷瓦片覆蓋。這些瓦片可能塗上了磁雷達吸波材料（RAM），並在噴管後延伸幾英尺，從下部和側部堵塞羽流核心。發動機整流裝置和後艙末端的大V形結構還引入尾跡渦系以加速與周圍空氣的混合。

F-22猛禽

普惠公司在F119發動機上應用了大量的紅外信號抑制技術。該發動機是F-22猛禽的動力裝置。低壓渦輪後部為厚彎曲靜葉。當向上看排氣管時，這些葉片擋住了高溫旋轉渦輪部件。燃油噴嘴與這些葉片結合，代替傳統的加力燃燒室噴油桿和火焰穩定器。靜葉遮住渦輪，並包括引入冷卻空氣的小孔。排氣通過F119的「非對稱」或二元推力矢量噴管排出，該噴管的上下表面在含有混合中心邊緣的機翼中終止。這些噴管在使排氣羽流變平和產生渦系的同時進一步遮擋發動機高溫部件。小孔在噴管的內表面清晰可見，有望提供涵道氣流以增強冷卻。

F135發動機

普惠公司F-35聯合攻擊戰鬥機動力裝置F135發動機噴管的設計目的是挑戰F119發動機噴管的低信號特性，同時希望在維護成本上更勝一籌。F135發動機的噴管包括兩組重疊的15片魚鱗板，外圈的魚鱗板居中於內圈魚鱗板之間的間隙位置。內圈魚鱗板較薄，含有金屬表面和直邊，並在倒「V」處終止。噴管完全散開時，直邊在魚鱗板之間形成了矩形間隙。普惠稱為「尾部羽毛」的外圈魚鱗板要厚一些，並由混合面瓦片覆蓋。這些魚鱗板在與內圈魚鱗板末端重疊的V形結構中終止，形成了鋸齒形邊緣。在面對機身的方向，瓦片以四個V形結構結束，由前後以V形終止的其他瓦片覆蓋（圖中未與發動機相連），並與相鄰鋸齒形瓦片相連結。

F135發動機噴管有望使用多種方法抑制紅外信號。後緣V形結構形成尾跡渦系，縮短了羽流，同時其更大的軸角可將溫度更低的氣流引向排氣流道。兩組魚鱗板的內表面是白色的，並由與F119相似的小孔覆蓋，這些小孔可提供冷卻氣體。尾部羽毛和後V形結構之間的空間也可能包含提供更多冷卻氣體的噴嘴。瓦片和內魚鱗板表面很可能塗有低發射率的RAM複合材料。

（審定：陳小麗）

來自航空動力科技新聞

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