文|空军之翼
F-22隐形战斗机
在隐身飞机的设计中，先进尾喷管系统是其中非常重要的一环。隐身飞机不仅需要尾喷管来显著降低发动机的排气温度，缩短被红外制导空空导弹锁定的距离，还要保持飞机的后半球雷达隐身性能。
要同时做到这两点十分困难，要实现红外隐身，就必须把尾喷管灼热喷气气流与外部冷空气的掺混来降低排气温度，进而降低飞机的整体红外辐射。要实现雷达隐身，就必须把尾喷管纳入飞机的总体隐身外形中，并避免被后半球射入的雷达波直视发动机涡轮叶片这个强烈反射源。
歼-20原型机
纵观目前的几种隐身飞机，只有F-117、B-2、F-22、F-35的尾喷管在设计上真正同时实现了雷达和红外隐身。我国的歼-20在原型机试飞阶段曾在尾喷管鱼鳞片上测试了一种银白色吸波材料，但在生产型上并未采用，并使用全动垂尾和腹鳍对喷管两侧进行了遮蔽。至于俄罗斯的T-50，其“产品117”发动机已经放弃了尾喷管的隐身设计。
下面来盘点一下前4种隐身飞机的尾喷管设计特点。
F-117
F-117“夜鹰”的尾喷管被称作“鸭嘴兽”，与进气口一样也呈平行四边形。F-117的尾喷管被布置在飞机翼弦平面上方，发动机排出的热气能迅速地与冷空气混和，尽可能降低喷气的红外辐射，F404的旁通气流也有助于冷却整个喷管系统。由于F-117采用无加力的F404发动机，所以尾喷管是固定不可调的。
F-117的尾喷管
F-117的整个尾喷管单元与发动机连接的一端是圆形，然后逐渐过渡为扁平状。喷管被每块面积为39平方厘米的12块隔板分割，把喷管分割成10-15厘米高、12厘米宽的小“隔间”，有效阻挡从后方射入的雷达波直视发动机涡轮，同时也提高了喷口的强度。
F-117的机身后缘上翘，遮住尾喷管
F-117尾喷管后的机身后缘向后延伸20厘米并上翘，从后下方完全遮蔽了尾喷口。喷管之后的机身后缘上表面覆盖有耐热陶瓷，进一步降低了红外辐射。F-117的尾喷管系统十分复杂，由于扁平的矩形喷管与传统原型喷管相比，在受热后会产生较大形变，所以喷管采用了可滑动部件和陶瓷材料以避免变形。但这种喷管设计只适合安装无加力发动机的亚音速隐身飞机，并不适合超音速隐身战斗机。
B-2
B-2尾喷管的隐身设计与F-117类似，都是扁平化的亚音速尾喷管，这种设计能尽可能快速地降低发动机排气温度。喷管的气动设计还进行过优化，其上方的倒V形切口能使发动机喷流和流经机翼上表面的气流产生相互作用，在尾喷管两侧形成涡流，进一步加速气流掺混，降低排气温度。
B-2尾喷管的V形后缘能产生涡流加速掺混
B-2的尾喷管被布置在飞翼后缘三个锯齿状突出部分的切口处，而且离机翼后缘有一段距离，使喷管被机翼从下方遮蔽。喷管深埋图机翼之内，外形呈扁平的六边形，使入射雷达波无法直视涡轮叶片。为了进一步提高隐身性能，喷管后方的机翼结构使用钛合金制造，并敷有雷达吸波材料和耐高温陶瓷材料。
B-2的尾喷管深埋机身内
此外，B-2的发动机舱内还装有气流混合器，能将流经机翼表面的冷空气导入发动机中，持续降低发动机舱内温度。
F-22
F-22的二元矢量收敛-扩张尾喷管成为隐身战斗机的一个经典设计。
F-22的矢量喷管完全张开
这种二元矢量喷管可以向上或向下偏转达20度，提高了F-22的敏捷性。喷管采用相应的边缘导向设计，与机身边缘平行，降低了喷管系统的雷达特性。此外这种喷管的喷流的核心流温度区域明显减小，降低了红外特征。F-22的矢量喷管在外形上完美融合如机身曲线，内部开始小孔，能够强化发动机旁通气流对尾喷管的冷却。
据普惠介绍，F119加力燃烧室内有个雷达屏障
具普惠公司介绍，F-119把加力燃烧室的喷油杆和火焰稳定器功能都集成在了一个雷达屏障上，是雷达波无法直视涡轮。这是战斗机发动机隐身设计的一大创新。
F-35
普惠公司在为F-35联合攻击战斗机设计F135发动机时，其中的一个目标研制出一种能在隐身性能上媲美F119尾喷管的设计，同时还能降低维护费用。
F-35的锯齿尾喷管
由于F135无需推力矢量，所以普惠采用了传统的轴对称环形设计。F135的尾喷管由15片重叠的内外鱼鳞片组成，外片正好遮盖住内片之间的缝隙。内侧鱼鳞片较薄，具有金属光泽的外观，两侧直边，末端为倒V形。在喷管完全张开时，内侧鱼鳞片之间会形成矩形间隙。
被普惠称为“尾羽”的外侧鱼鳞片较厚，覆盖有多面形陶瓷材料，V形末端于内侧鱼鳞片重部重叠形成喷管的锯齿状后缘。喷管与机身结合部分也被机身的4块锯齿蒙皮包覆一圈，并与喷管间形成冷却空气缝隙通道。
为了抑制红外特征，F135的尾喷管使用了多种冷却方法。其一是后缘锯齿除了能降低雷达特征外，还能产生喷流涡，加速与冷空气的掺混。两组鱼鳞片的内侧表面具有小孔，与F119一样能通过发动机旁通气流进行冷却。
F135的加力燃烧室雷达屏障
F135沿用了F119的创新性加力燃烧室设计，雷达屏障集成了喷油杆和火焰稳定器功能。
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