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隱形飛機是一些通過低可偵測性技術而難以被雷達偵測的軍用航空器(亦稱「軍用飛機」,簡稱「軍機」);這種說法是對具備低可偵測性軍機的泛稱,並非嚴格的軍事學分類,其指涉範圍包括但不限於戰鬥機。典型的隱形飛機機身塗有雷達波吸收材料(Radar-Absorbing Material,RAM),能吸收雷達信號,且通過特殊的外型設計來降低雷達反射;此外,設計時也考慮到抑制飛機本身所發出電子信號、熱能和噪音。

1 隱形飛機 -概述

隱形飛機美國空軍B-2隱形轟炸機穿越城市上空

隱形飛機的隱形並不是讓人們的肉眼都看不到,它的目的是讓雷達無法偵察到飛機的存在。隱形飛機在現階段能夠盡量減少或者消除雷達接收到的有用。

在飛機研製過程中設法降低其可探測性,使之不易被敵方發現、跟蹤和攻擊的專門技術,當前的研究重點是雷達隱身技術和外形隱身技術。簡言之,隱身就是使敵方的各種探測系統(如雷達等)發現不了己方的飛機,無法實施攔截和攻擊。早在第二次世界大戰中,美國便開始使用隱身技術來減少飛機被敵方雷達發現的可能。

隱形飛機實現途徑有兩種:一是改變飛機的外形和結構,二是採用吸收雷達波的塗敷材料和結構材料。

雖然隱形飛機能夠在相當大的程度上隱身,但只是針對一般的探測設備而言,還有許多方法都可以發現隱身飛機,如米波雷達等等;也可以利用先進的戰術來擊落隱身飛機。在1999年3到5月美國對南聯盟實施轟炸的時候,南聯盟防空部隊就曾經擊落了美國的一架F-117A戰鬥轟炸機。此外,有得必有失,隱形飛機的隱身能力是以犧牲機動性作為代價的,而且造價也十分昂貴,維護相當麻煩,一般國家難以負擔。

2 隱形飛機 -原理

用雷達尋找飛機有點像在黑夜裡用手電筒找人。這個人如果想要不被找到,有三個方法:第一,穿上反射光波能力較差的衣服,比如粗糙的黑布衣服;第二,把身體變得透明;第三,他可以躲在一面和地面呈一定角度的大鏡子後面,鏡子把手電筒的光反射到「天上」去,拿手電筒的人就看不到了。

飛機要躲避雷達的探測,也主要有三種方法,第一,採用反射雷達波較少的材料塗在飛機的表面。第二,可以採用「透波材料」,也就是對雷達波「透明」的材料。不過飛機的發動機和電子設備不可能用透波材料製作,所以在隱形飛機上透波材料只能用在個別的部位。第三種方法就是躲在「傾斜的鏡子」下面,飛機通過特定的外形設計,可以讓多數雷達波反射不到雷達接收機的位置。

3 隱形飛機 -外形設計

隱形飛機隱形飛機設計特點

為了達到「隱形」的外形,一些飛機付出了很大的代價。比如B-2隱形轟炸機為了達到隱形的效果取消了垂直尾翼。一般的飛機轉向都要靠飛機的傾斜和垂直尾翼上的方向舵的偏轉。B-2沒有垂直尾翼,當然談不上方向舵偏轉,而且因為沒有垂直尾翼的穩定作用,不能做太大角度的傾斜。於是工程師們想出了一個奇怪的方法:利用「一側剎車」進行轉向。它的機翼最外側后緣的可活動「副翼」是兩片的,當兩片向一個方向活動時和一般飛機的控制面無異,而有時兩片會向相反的方向活動,也就是說「張開」呈一定角度,這時就會產生阻力,「拉」著飛機向這側轉向。這種轉向方式很類似前蘇聯的T-55式坦克的「單側履帶剎車」轉向,剎車轉向會損失寶貴的動能,對坦克都是一種笨法子,B-2採用這種辦法,也實在是無奈。

4 隱形飛機 -技術

隱形飛機隱形飛機隱形原理圖
隱形技術

首先,隱形飛機的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好採用凹面,這樣可以使散射的信號偏離力圖接收它的雷達。例如,SR-71「黑鳥」飛機和B-1隱形轟炸機採用的彎曲機身;貝爾AH-1s「眼鏡蛇」直升機最先採用的扁平座艙蓋;在海灣戰爭中發揮重要的F-117A「大趨勢」隱形戰鬥機採用的多面體技術;美國波音F-111實驗機上的任務自適應機翼等。這些飛機的造型之所以較一般飛機古怪,就是因為特種的形狀能夠完成不同的反射功能。

其次,隱形飛機採用非金屬材料或者雷達吸波材料,吸收掉而不是反射掉來自雷達的能量。雷達吸波材料分兩大類,一類是諧振型,一類是寬頻帶型。其中諧振型雷達吸波材料是為了某一頻率而設計的、以磁性材料為基礎、能把相消干涉和衰減結合起來的吸波材料。寬頻帶雷達吸波材料通常通過把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之類的基體中製成,它在一個相當寬的頻率範圍內保持有效性。把雷達吸波材料與雷達能量可以透過的剛性物質相結合,形成雷達吸波結構材料,這種材料還屬於保密的吸波材料之一。運用最新的材料,隱形飛機在雷達上反射的能量幾乎能夠做到和一隻麻雀的反射能量相同,僅僅通過雷達就想分辨出隱形飛機是非常困難的。

另外,應盡量減少機身的強反射點或者說是「亮點」、發動機的雜訊以及機體本身的熱輻射等,因為這些方面的存在也容易「出賣」飛機的存在。例如,SR-71黑鳥飛機就採用閉合迴路冷卻系統,把機身的熱傳給燃油,或把熱在大氣不能充分傳導的頻率下散發掉。 

反隱形技術

有隱形就有反隱形,隨著對隱形技術的不斷了解,各個國家同時也在不斷尋求反隱形的技術。隱形飛機為了隱形,犧牲了另外的一些技術性能,比如F-117A這種先進的戰機的速度就遠遠低於普通的戰機,而且飛行高度甚至在肉眼觀察範圍之內,這樣地面發現成為了這種隱形戰機的敵人,而且已經有通過地面火炮成功擊落F-117A的戰例。

5 隱形飛機 -實現方法

第一種,在飛機機身上塗一種能夠吸收電波的「油漆」。雷達發出的電波被這種油漆「吃掉」,沒有回波,雷達就變成「瞎子」。

第二種,在飛機上採用吸收雷達波的複合材料。這種材料內部結構鬆散,受雷達波輻后產生振動,把雷達波轉換成熱能而散發掉。

第三種,盡量減少飛機本身發出的電子輻射和熱輻射,讓對方的檢測雷達和紅外探測器捕抓不到電波和紅外線。

6 隱形飛機 -代表機型

由於技術門檻較高,當前具有全隱身性能的軍機並不多,代表性機種如下:

 

 美國

B-2幽靈式戰略轟炸機  
F-22猛禽戰鬥機  
F-117夜鷹戰鬥機  
F-35閃電II戰鬥機 
 俄國T-50戰鬥機 
 印度印度第五代中型戰鬥機 
 中國殲-20戰鬥機 
 日本ATD-X試驗機 

7 隱形飛機 -應用

隱形飛機在現代戰爭中發揮著重要的作用。例如,在1991年的海灣戰爭中,美軍派出了42架F-117A隱形戰鬥機,出動1300餘架次,投彈約2000噸,在僅佔2%架次的戰鬥中去攻擊了40%的重要戰略目標,自身沒有受到任何損失。隨著材料技術和更新的技術的出現,隱形飛機的隱形能力會越來越強,在未來戰爭中的作用會越來越突出。

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