自古以來,人們為了提高生存能力冥思苦想,尋求“障眼法”、“迷彩術”、“隱身術”,以最大限度地隱藏自己。同時,人們又千方百計地尋找和發現敵人,這就使得高技術戰爭領域里隱身與反隱身的對抗越演越烈,形成一道無形的“風景線”。
英國科幻作家威爾斯在他所著的《隱身人》一書中描述了別人看不見自己、自己卻能洞察周圍事物的隱身人。如今,隱身技術已經將這種幻想變成了現實,并廣泛應用于軍事領域。除了人們已經比較熟悉的隱身飛機外,還有隱身艦艇、隱身艦炮、隱身雷達、隱身戰車、隱身導彈。而對付這些隱身兵器的反隱身兵器技術,也層出不窮。正所謂魔高一尺,道高一丈。這里,我們將最新的隱身兵器和反隱身兵器及技術做了一個大比武,看看到底誰更強。
隱身導彈——外形獨特
常規導彈都采用圓截面彈身,但容易被雷達偵測發現。美國新型隱身巡航導彈TSSAM,具有躲避雷達探測的能力。TSSAM的隱身外形做了精心的設計,盡量減少各連接部位的角反射效應。它從側面看像平行四邊形,從下面看像矩形,以降低雷達截面積,增強隱身能力。飛行試驗表明,當TSSAM進入敵方防區尋找目標時,不易被敵方雷達所發現,能有效地突破防空系統并擊中目標。
法國的強盜導彈采用梯形截面,英國的巡航導彈奧蒂斯則采用矩形截面,它們與常規的圓截面彈身相比雷達截面積都顯著減小,大大降低了其被探測能力。
最近,俄羅斯研制成功了隱身反艦導彈X-22。它的外形細長如鯊魚,對各種障礙有自動識別能力,可以貼著水面飛行。由于它的雷達波反射的截面積還不到0.01平方米,隱身能力極強。目前,世界上幾乎所有的艦載防空武器都奈何不了它。
隱身艦艇——海上幽靈
隱身艦艇,它就像一個海上的幽靈。它通過減少雷達波散射面積、反紅外輻射、降噪、消磁、反可見光散射等手段,使敵方的雷達把它誤判為一艘小小的漁船,而放棄對它的進攻。
瑞典是最早研究隱身艦艇的國家之一,其“維斯比”級輕型護衛艦具有高超的隱身性能。該艦形狀奇特,選用碳纖維增強復合材料夾層板,采用真空注型加工工藝,甲板簡單平滑,幾乎所有武器、電子設備、通信天線都被置于艦體內,采用升降方式實施對外攻擊,外觀僅顯示棱式錐形的上層建筑及一座已進行過隱身處理的40毫米艦炮。該艦采用先進噴水推進方式,將煙、氣通道設在艦艉的水線處。該艦具有對雷達波、可見光、紅外線、電磁輻射等的隱身能力,被譽為21世紀第一艘全身隱身艦艇。
法國的“拉斐特”級隱身護衛艦,上層建筑內傾10度,可以減少雷達散射截面。同時,它的許多設備都置于甲板之下。上層建筑的敏感區用10毫米厚的特殊鋼材加以保護。由于艦體涂有特殊涂料并對熱源和玻璃纖維煙囪采取隔熱措施,所以艦艇的紅外輻射大幅度降低,對隱身極為有利。該艦在外形、紅外、水聲等方面都具有先進的隱身性能,有“海上隱身游俠”之稱。
德國目前正在研制的FDZ2020隱身護衛艦,外表輪廓相當平滑,取消了煙囪桅桿、天線以及上層建筑,上甲板不設置導彈發射架和火炮,改用垂直發射系統。它的艦體等均采用無磁性材料建造,以降低磁性特征。同時它還采用全電推進技術,大大降低了聲幅射和熱幅射。
海上巨無霸航空母艦的隱身問題近期也成了熱點。它們首先采用吸波材料和反雷達材料,減少雷達的反射截面,使雷達看到的航母就像普通的幾千噸級的船,造成敵方識別錯誤。目前,為克服甲板上停放飛機給隱身帶來的難題,美國在航母舷側上設置折倒式的屏蔽、在跑道上建筑圍墻以達到隱身目的。
隱身坦克——身披五技
目前,隱身坦克普遍采用五種隱身技術。一是減少紅外輻射。目前,紅外熱成像技術是對坦克的最大威脅,因此,隱身坦克首先紅外輻射要低。二是降低噪聲,主要是降低發動機的噪聲。比如,美國研制的M1A1坦克不僅噪聲低而且能在零下18攝氏度到50攝氏度間正常工作。三是降低電磁輻射。用復合材料制造坦克不僅車身強度高,防弱性好,最主要的是能吸收電磁波,再加上隔熱性好,既可減少坦克的熱輻射還可起到一定的消聲作用。四是選用深度吸收材料,加大吸收雷達電磁波的力度。英國的“改進者”坦克就是深度吸收材料的產物。五是設置煙幕,迫使敵方的制導武器“英雄無用武之地”。
隱身飛機——來去無蹤
隱身飛機隱身,它采取的措施通常有三種。一是采取外形結構的改變,使得電波反射量變得很小。第二是采用非金屬材料,這是因為非金屬材料對電波的反射量很小,那么在隱身飛機上,有60%左右的材料使用了非金屬材料,這樣它的反射量就達到了很小。第三,采取一種涂敷吸收材料,電波照上去以后,它就變成熱能吸收掉,這樣使得反射回來的電波能量變得很小。
一架戰斗機的有效反射面積也就是雷達反射的面積,通常在3平方米左右。而隱身飛機F-117卻是0.01平方米左右。B-2隱形轟炸機,重達170噸,但它的反射面積卻只有0.1平方米。這樣,雷達不能正確判斷它是什么,它就可以在雷達的眼皮底下安全地飛來飛去。
隱身雷達——分身有術
在探測別的兵器的同時,雷達也容易被別敵方的雷達發現并成為打擊的目標,于是隱身雷達應運而生。比如,反幅射雷達就是專門給雷達找麻煩的高效殺傷性武器,它利用雷達自身發出的電磁波作為“向導”擊中隱藏在深山老林或峽谷幽洞中的雷達裝置,成為雷達的克星。
隱身雷達中最著名的是戰術雙基地隱身雷達,它的發射機和接收機分別放置在相隔較遠的地方,如將發射機放在遠處的飛機上,而接收機則置于靠近戰術前沿的防空洞內。或者將發射機放在衛星上,將接收機安裝在戰術飛機上。由于接收機只接收信號,自身不發射脈沖波,因此可以毫無顧忌地將它放在最前沿的陣地上,反幅射導彈對無信號發射的接收機無法對付,也就是說接收機具備了隱身能力。
隱身艦炮——無影殺手
最早將隱身技術用于艦炮設計的是瑞典,其代表作是“博福斯”MK2單管57毫米全自動艦炮,其炮塔的側面由3個平面折角過渡的形狀組成,并選用復合材料制造,用以吸收雷達電磁波。炮管采用特殊的鋼材,俯仰部分盡可能選用鋁合金以減少磁反射,實現磁隱身。后期的MK3單管57毫米自動艦炮,其炮塔呈全封閉式,采有復合材料經層壓后外面又加置網狀玻璃纖維,最大限度地減少雷達波反射截面,其炮管在非戰斗狀態時,還可以縮進炮塔內。
隱身艦炮具有幾個共同的特點:炮塔的外型采用全封閉式,由不規則的傾斜多面體板塊構成,各平面相交角實現平順、圓滑的過渡,取消炮塔外的突出結構,或用陶瓷、橡膠覆蓋;炮塔的下部做成向里收縮的傾斜式結構;炮塔采用吸收材料制成,再噴涂吸波材料;由于炮管是一個強紅外幅射源,所以上面常涂覆吸熱吸波的隱身涂料。
反隱身技術
事物總是相生相克,有隱身技術就有反隱身技術。目前,隱身技術的研究主要是針對雷達探測系統的,因此反隱身技術的發展重點也是針對雷達的。
實際上,我們所說的隱身并不是絕對的。形象地說,隱身技術只是使號稱“千里眼”的雷達變成了近視眼,而不是變成了瞎子。隱身兵器也有軟肋,其隱身效果與雷達頻率及雷達對目標的觀察角度等密切相關。比如隱身飛機對分米波和厘米波雷達隱身效果較好,而在其它頻段則較差。又如,雷達從飛機前方或前下方觀察時,隱身效果較好,而側方或上方則效果較差。針對這些弱點,反隱身技術就有了用武之地。
反隱身雷達——隱形飛機克星
由于隱身兵器的設計通常是針對厘米波段雷達的,因此,將雷達的工作波段向米波段和毫米波段甚至紅外波段和激光波段擴展,都將具有一定的反隱身能力。比如隱身飛行器的克星之一——超視距雷達。這種雷達的工作波長較長,飛行器采用的一些隱身措施對它無效。這種采用了相控陣技術的超視距雷達,能在1500公里處探測到像B-2隱身轟炸機這樣的目標。
預警飛機——飛得高看得清
隱身飛機器的隱身重點一般放在鼻錐方向±45°角范圍內。因此,將探測系統安裝在空中或衛星上進行俯視,可提高探測雷達截面較小目標的概率。預警飛機是重要的空中反隱身平臺,它裝有下視雷達,可以增加探測范圍。一架美國的E-3A“望樓”預警機的探測范圍,相當于30多部地面雷達的探測范圍,因此對隱身目標威脅很大。
美海軍正在研制的“鉆石眼”預警機(載有源相控陣雷達)以及高空預警氣球(載大型孔徑雷達),都能有效地探測隱身目標。目前,美國還在研制預警飛艇、預警直升機、預警衛星等。
微波武器——讓敵引火燒身
隱身兵器主要是通過采用吸波材料達到隱身的。但是,當它遇到高功率微波波束,吸收這些高功率微波就會受到損害甚至失去戰斗能力。目前美國正在加緊研制高功率微波武器,一種高功率微波彈頭處于演示階段。
無聲哨兵——追蹤電視信號
摒棄了雷達發射機系統,而以電視臺和調頻電臺的廣播信號“移作”發射信號,“無聲哨兵”系統對捕捉那些反雷達隱身飛機很有效。“無聲哨兵”自身不發射信號,它采用追蹤民用廣播與電視信號的方式,通過分析飛機掠過一瞬間所產生的信號混亂來發現隱身飛機。由于不存在發射機,因此該系統十分安全,它可以偵察到直徑為200公里內的一切飛行物。
(蔡紀新薦自《科學發現報》)