【簡介:】人們通過研究仿生學(xué),并且應(yīng)用了最新的技術(shù)和材料,終于在龐大的飛機(jī)上也實(shí)現(xiàn)了隱形。它的目的是讓雷達(dá)無法偵察到飛機(jī)的存在。隱形飛機(jī)在現(xiàn)階段能夠盡量減少或者消除雷達(dá)接收到
人們通過研究仿生學(xué),并且應(yīng)用了最新的技術(shù)和材料,終于在龐大的飛機(jī)上也實(shí)現(xiàn)了隱形。它的目的是讓雷達(dá)無法偵察到飛機(jī)的存在。隱形飛機(jī)在現(xiàn)階段能夠盡量減少或者消除雷達(dá)接收到的有用 ,雖然是最為秘密的軍事機(jī)密之一,隱形技術(shù)已經(jīng)受到了全世界的極大關(guān)注。隱形對于一般人來說都不陌生,雖然這些說法大多數(shù)來自小說和神話,但是在現(xiàn)實(shí)生活中也不乏隱形的例子。比如說變色龍就能夠通過改變自己的顏色來進(jìn)行隱形。人們通過研究仿生學(xué),并且應(yīng)用了最新的技術(shù)和材料,終于在龐大的飛機(jī)上也實(shí)現(xiàn)了隱形。
從原理上來說,隱形飛機(jī)的隱形并不是讓我們的肉眼都看不到,它的目的是讓雷達(dá)無法偵察到飛機(jī)的存在。隱形飛機(jī)在
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隱形飛機(jī)圖(1)
現(xiàn)階段能夠盡量減少或者消除雷達(dá)接收到的有用信號(hào),雖然是最為秘密的軍事機(jī)密之一,隱形技術(shù)已經(jīng)受到了全世界的極大關(guān)注。
隱身技術(shù)定義是:在飛機(jī)研制過程中設(shè)法降低其可探測性,使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊的專門技術(shù),當(dāng)前的研究重點(diǎn)是雷達(dá)隱身技術(shù)和外形隱身技術(shù)。簡言之,隱身就是使敵方的各種探測系統(tǒng)(如雷達(dá)等)發(fā)現(xiàn)不了己方的飛機(jī),無法實(shí)施攔截和攻擊。早在第二次世界大戰(zhàn)中,美國便開始使用隱身技術(shù)來減少飛機(jī)被敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的可能。
雷達(dá)隱身技術(shù)
避開雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)隱身的關(guān)鍵
雷達(dá)隱身技術(shù)是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?首先我們得分析雷達(dá)的工作方式,雷達(dá)是利用無線電波發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并測定其位置的設(shè)備。由于無線電波具有恒速、定向傳播的規(guī)律,因此,當(dāng)雷達(dá)波碰到飛行目標(biāo)飛機(jī)、導(dǎo)彈等時(shí),一部分雷達(dá)波便會(huì)反射回來,根據(jù)反射雷達(dá)波的時(shí)間和方位便可以計(jì)算出飛行目標(biāo)的位置。由此可見,飛機(jī)要想不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn),除了超低空飛行避開雷達(dá)波的探測范圍外,就得想辦法降低對雷達(dá)波的反射,使反射雷達(dá)波弱到敵人無法辨別的地步。這里有一個(gè)衡量飛行器雷達(dá)回波強(qiáng)弱的物理量:雷達(dá)散射截面積(英文名稱RadarCross-Section,縮寫為RCS),是指飛機(jī)對雷達(dá)波的有效反射面積,雷達(dá)隱身的方法便是采用各種手段來減小飛機(jī)的RCS。例如美國的B-52轟炸機(jī)的RCS大于100平方米,很容易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn),而與其同類的采用了隱身技術(shù)的轟炸機(jī)B-2的RCS約為0.01平方米,一般雷達(dá)很難探測到它。
目前用來減小飛機(jī)RCS的主要途徑有兩種:一是改變飛機(jī)的外形和結(jié)構(gòu),二是采用吸收雷達(dá)波的涂敷材料和結(jié)構(gòu)材料。
由于一般飛機(jī)的外形比較復(fù)雜,總有許多部分能夠強(qiáng)烈反射雷達(dá)波,像發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣道和尾噴口、飛機(jī)上的凸出物和外掛物、飛機(jī)各部件的邊緣和尖端以及所有能產(chǎn)生鏡面反射的表面,因此必須對飛機(jī)的外形和結(jié)構(gòu)做較大的改進(jìn)。我們可以看到隱身飛機(jī)的外形十分獨(dú)特,如F-117基本上是由平面組成的角錐形體,尾翼為V形;而B-2則是前緣后掠、后緣為大鋸齒形,沒有機(jī)身和尾翼,整個(gè)飛機(jī)像一個(gè)大的飛翼,其發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道布置在機(jī)體上方,沒有外掛物突出在機(jī)體外面。此外,為了進(jìn)一步減小飛機(jī)的RCS,還在機(jī)翼的前后緣、進(jìn)氣道唇口部分采用了能夠吸收雷達(dá)波的材料,整個(gè)飛機(jī)表面涂以黑色的吸收雷達(dá)波的涂料。
飛機(jī)克星
雖然隱形飛機(jī)能夠在相當(dāng)大的程度上隱身,但只是針對一般的探測設(shè)備而言,還有許多方法都可以發(fā)現(xiàn)隱身飛機(jī),如米波雷達(dá)等等;也可以利用先進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)來擊落隱身飛機(jī)。在1999年3到5月美國對南聯(lián)盟實(shí)施轟炸的時(shí)候,南聯(lián)盟防空部隊(duì)就曾經(jīng)擊落了美國的一架F-117A戰(zhàn)斗轟炸機(jī)。此外,有得必有失,隱形飛機(jī)的隱身能力是以犧牲機(jī)動(dòng)性作為代價(jià)的,而且造價(jià)也十分昂貴,維護(hù)相當(dāng)麻煩,一般國家難以負(fù)擔(dān)。
編輯本段隱形設(shè)計(jì)
讓我們看看隱形飛機(jī)在設(shè)計(jì)上遵循的規(guī)律。隱形飛機(jī)最重要的兩種技術(shù)是形狀和材料。首先,隱形飛機(jī)的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,這樣可以使散射的信號(hào)偏離力圖接收它的雷達(dá)。例如,SR-71“黑鳥”飛機(jī)和B-1隱形轟炸機(jī)采用的彎曲機(jī)身;貝爾AH-1s“眼鏡蛇”直升機(jī)最先采用的扁平座艙蓋;在海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要的F-117A“大趨勢”隱形戰(zhàn)斗機(jī)采用的多面體技術(shù);美國波音F-111實(shí)驗(yàn)機(jī)上的任務(wù)自適應(yīng)機(jī)翼等。這些飛機(jī)的造型之所以較一般飛機(jī)古怪,就是因?yàn)樘胤N的形狀能夠完成不同的反射功能。
其次,隱形飛機(jī)采用非金屬材料或者雷達(dá)吸波材料,吸收掉而不是反射掉來自雷達(dá)的能量。雷達(dá)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(dá)吸波材料是為了某一頻率而設(shè)計(jì)的、以磁性材料為基礎(chǔ)、能把相消干涉和衰減結(jié)合起來的吸波材料。寬頻帶雷達(dá)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制成,它在一個(gè)相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持有效性。把雷達(dá)吸波材料與雷達(dá)能量可以透過的剛性物質(zhì)相結(jié)合,形成雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)材料,這種材料還屬于保密的吸波材料之一。運(yùn)用最新的材料,隱形飛機(jī)在雷達(dá)上反射的能量幾乎能夠做到和一只麻雀的反射能量相同,僅僅通過雷達(dá)就想分辨出隱形飛機(jī)是非常困難的。
另外,應(yīng)盡量減少機(jī)身的強(qiáng)反射點(diǎn)或者說是“亮點(diǎn)”、發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲以及機(jī)體本身的熱輻射等,因?yàn)檫@些方面的存在也容易“出賣”飛機(jī)的存在。例如,SR-71黑鳥飛機(jī)就采用閉合回路冷卻系統(tǒng),把機(jī)身的熱傳給燃油,或把熱在大氣不能充分傳導(dǎo)的頻率下散發(fā)掉。
編輯本段重要作用
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隱形飛機(jī)圖(2)
隱形飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要的作用。例如,在1991年的海灣戰(zhàn)爭中,美軍派出了42架F-117A隱形戰(zhàn)斗機(jī),出動(dòng)1300余架次,投彈約2000噸,在僅占2%架次的戰(zhàn)斗中去攻擊了40%的重要戰(zhàn)略目標(biāo),自身沒有受到任何損失。隨著材料技術(shù)和更新的技術(shù)的出現(xiàn),隱形飛機(jī)的隱形能力會(huì)越來越強(qiáng),在未來戰(zhàn)爭中的作用會(huì)越來越突出。
有隱形就有反隱形,隨著對隱形技術(shù)的不斷了解,各個(gè)國家同時(shí)也在不斷尋求反隱形的技術(shù)。雖然隱形飛機(jī)的材料和形狀十分巧妙,但是還是不可避免地在雷達(dá)上會(huì)留下一點(diǎn)痕跡。而且,隱形飛機(jī)為了隱形,犧牲了另外的一些技術(shù)性能,比如F-117A這種先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)的速度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的戰(zhàn)機(jī),而且飛行高度甚至在肉眼觀察范圍之內(nèi),這樣地面發(fā)現(xiàn)成為了這種隱形戰(zhàn)機(jī)的敵人,而且已經(jīng)有通過地面火炮成功擊落F-117A的戰(zhàn)例。
目前,隱形飛機(jī)從最早的美國20世紀(jì)60年代的TR-1型飛機(jī),發(fā)展到20世紀(jì)90年代的F-117“夜鷹”隱形戰(zhàn)斗機(jī)、F-22型先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)和A-12“復(fù)仇者”海軍艦載隱形攻擊機(jī)等,隱形和反隱形的不斷較量將使未來飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能進(jìn)一步優(yōu)化。