飛機的隱身術

沈海軍

在現代戰爭中，空中打擊的威力已不可估量，它直接影響著整個戰爭的進程。但是隨著雷達探測、紅外探測等技術的日益提高，飛機的生存正受到致命威脅。20世紀80年代，超低空飛行曾被認為是飛機實施突防的一種有效手段。許多人大概不會忘記，20世紀80年代，超低空飛行的小型飛機居然搞得一些國家的防空系統風聲鶴唳、防不勝防。其中最為著名的就是“魯斯特事件”。

1987年5月13日，前聯邦德國19歲青年魯斯特駕駛著一架塞斯納－172輕型飛機從芬蘭起飛，然后在前蘇聯領空做了整整4個多小時的超低空飛行，最后竟神不知鬼不覺地突然出現在莫斯科紅場上。

為了防止這種超低空突防，各國紛紛研制了預警機，地面探測雷達也被搬到了天上(預警機上)，這使得飛機利用地面雷達盲區實施超低空突防的可能性變得越來越小。

現在，各種各樣探測飛機的遙感設備已經出現，最主要的有4類，分別為雷達、紅外、聲波和光學系統，其中，雷達探測占60％，紅外探測占30％，聲波與光學等其他探測占10％左右。面對如此眾多的探測手段，現代飛機如何才能實現有效打擊對方，同時又不被敵方發現呢?這就要求飛機必須采用更為高明的隱身技術。

雷達隱身技術，躲過“千里眼”

雷達可以準確測定千里之外的目標，有“千里眼”之稱。雷達探測的原理是設備把電磁波輻射出去，然后根據接收物體反射(散射)回來的電磁波來發現目標。飛機要實現雷達波隱身，其核心問題就是使目標的雷達回波無法被偵察雷達探測到。也就是說，要么吸收掉入射的雷達波，要么改變目標的反射特性。對于這一核心問題，軍事上有個專門術語，即降低目標的雷達散射截面(英文的縮寫為RCS)。目標的RCS是衡量雷達目標反射電磁波大小的一個物理量。一般來說，目標RCS越小，表明雷達接收的能量越小，因而就越難對目標作出正確的判斷。目前，提高飛機雷達的隱身特性，降低其RCS的手段主要可歸納為4種，即外形技術、材料技術、阻抗加載技術和等離子體技術，這幾種技術往往被綜合運用。

所謂外形技術，就是合理地設計飛機外形，以降低目標的RCS，或使目標回波偏離偵察雷達視向。研究表明，要獲得較低的RCS，飛機應具有光滑平坦的外形，機頭截面要小；機身應盡量減少有垂直于入射波的平面和圓筒式錐形表面：應避免尖銳邊緣、陡角(如機身和機翼轉折點)和看得見的腔體(如發動機進氣道)；發動機應埋入結構內部，進氣口和尾噴口必須經特殊設計；采用大后掠角機翼、V形雙垂尾以及翼身融合的外形布局；盡量減少外掛設備等等。在應用外形隱身技術方面，美國的F－117A以及B－2隱形轟炸機堪稱典范。

所謂材料技術，就是采用吸波材料，使飛機不反射或少反射雷達波，降低其RCS，“迷盲”對方雷達，從而提高飛機的生存能力和突防能力。這里所說的吸波材料是靠雷達波在材料中感生的傳導電流，產生磁損耗或電損耗，以衰減雷達波，進而減少目標的RCS。這些材料包括鉛鐵金屬粉、不銹鋼纖維、石墨粉、鋁箔、炭黑、陶瓷電解質和鐵氧體等，它們可以以添加劑的形式引入飛機的表面涂層中，也可以直接加入到橡膠、樹脂等高分子粘合劑中，制成具有隱身性能的復合材料板材或飛機結構。據報道，美國F－117A飛機的表皮涂層中就使用了至少6種以上的吸波材料：而B－2隱形轟炸機的機身和機翼則都直接采用了吸波材料結構。

所謂阻抗加載技術，就是根據電磁波干涉原理，產生一附加波來抵消入射波，以實現隱身的一種技術。最常見的一種方法是在機身上適當地“開口子”或“拉槽”，人為地產生一些“諧振腔”，這些諧振腔會在入射波的激勵下自動產生一抵消入射波的附加波；另一種做法是通過飛機內部的專門裝置來產生附加波，該附加波的空間分布與飛機周圍散射(反射)電磁波的分布相同，幅值相等，但相位相反，因而附加波和散射電磁波可以相互抵消。

等離子體是由電子、正負離子、中性氣體分子和原子等粒子混合而成的物質，是繼固體、液體、氣體三種形態之后的第四態物質。等離子可以通過專門的等離子體發生器來產生，也可以通過物體表面涂敷放射性同位素來產生。不管何種產生方式，只要飛機表面形成一層具有足夠電離密度和厚度的等離子體，雷達輻射的電磁輻射就會有一部分被等離子體吸收，另一部分則在等離子體層中發生繞射，或改變傳輸方向，而不產生有效反射。這就是所謂的等離子體隱身技術。近年來，等離子體隱身技術在俄、美等國已取得了突破性進展。

為了對付性能越來越高的雷達偵察系統，除了上述幾種技術以外，最近兩年，一種被稱作“電子隱身”的反雷達探測技術也應運而生。該技術通過減少飛機上的無線電設備、減小電纜的電磁輻射、對機載電子設備進行屏蔽等辦法，來抑制飛機本身的電磁輻射，降低被雷達偵察到的概率。采用這種技術的有美國的第四代戰機F－22等。

紅外隱身技術，降低飛機熱輻射

發動機尾噴管、尾氣和飛機表面氣動加熱是現代作戰飛機的三大熱輻射源。這些熱輻射源產生的熱(紅外)輻射常常使得飛機很容易被紅外探測系統發現，或者被紅外制導導彈“盯梢”，從而給飛機招來滅頂之災。紅外隱身技術的實質就是想方設法降低飛機的熱輻射，減小飛機與背景之間的溫差，使紅外探測系統看不見或看不清。

現代飛機噴氣發動機尾噴管排氣的溫度大約在1000℃左右，是飛機上最強的熱輻射源。降低尾噴管熱輻射的根本措施是降低發動機的排氣溫度。為此，飛機可以采用一種所謂的矩形二元尾噴管，加大尾噴管和冷空氣的接觸面，以利于尾噴管散熱以及燃氣射流與冷空氣的混合，降低紅外幅射。這種技術已經應用在美國的F－117A、F－22戰斗機和B－2隱形轟炸機上。

除了使用矩形二元尾噴管外，有效控制發動機加力(飛機在使用渦輪噴氣發動機或渦輪風扇發動機后面的加力燃燒室所獲得的附加推力，加力能提高飛機航速)也可降低飛機尾噴口的熱輻射。飛行員在使用飛機發動機加力時，高溫燃氣中普遍缺氧，加力燃料室中噴出的油料不能充分燃燒，常常隨燃氣射流排到大氣中去。剩余燃料遇到充足的氧氣后會繼續燃燒，形成高溫尾焰，其紅外特征異常明顯。因此，可以考慮使用不帶加力燃燒室的渦扇發動機，如，美國的F－117A、B－2隱形轟炸機就采用了這種發動機。此外，用機身、機翼或尾翼遮擋尾噴管，讓尾噴管的紅外輻射更具方向性，使紅外探測器不能從地面探測到飛機，也不失為一種紅外隱身的有效方法。

當飛機以超音速飛行時，其表面因受到空氣強烈摩擦而

發熱，使飛機表面溫度急劇升高。這種現象叫做空氣動力加熱。有資料表明，當飛行速度達到3倍音速時，飛機表面溫度可達到300℃。在作戰飛機表面涂敷紅外隱身涂料，則可以有效地降低機體的紅外輻射強度，進而提高飛機的紅外隱身特性。如美軍的A－10等戰斗機、攻擊機的表面就都涂有這種紅外隱身涂料。聲波隱身技術，讓耳朵難以覺察

低空飛行曾一度被認為是飛機實施突防的重要手段，然而，飛機在飛行過程中，發動機通常會發出130～160分貝的轟鳴聲。不見其人，先聞其聲，這也往往使得飛機過早地被發現。因此，聲波隱身技術對于低空突防的飛機來講是一個十分重要的問題。事實上，飛機的噪聲源除了發動機外，還包括機體附面層氣流起伏引起的結構振動等。要降低這些噪音，飛機聲波隱身技術目前采用的主要措施有兩項，一是采用低噪聲發動機，如，F－117在跑道上滑行時，600米以外的人幾乎聽不到它的聲響；二是采用像B－2轟炸機那樣的鋸齒形后緣，降低飛機在高速飛行時引起的轟鳴聲。

可見光隱身技術，讓肉眼不易發現

在“二戰”初期，德軍戰斗機的標志十分醒目，色彩鮮艷，可是他們很快意識到這并非明智之舉。因為他們發現，盟軍的飛機大多采用深綠、褐、灰或蔚藍色，這些顏色常常和藍天、大地等背景混為一片，找起來著實費勁，于是，德軍戰機很快改為由四五種顏色組成的密集網偽裝圖案，這就是早期的飛機可見光隱身技術。可見，迷彩油漆是飛機上使用最早的可見光隱身材料。

事實上，很多情況下，人們在尋找空中飛機時，首先見到的往往不是機身，而是拖在飛機后面長長的尾跡——“拉煙”。拉煙是噴氣燃料燃燒后的殘渣與水蒸氣的混合物。解決拉煙問題的有效辦法是采用新型燃油噴嘴，使燃油充分燃燒，或在燃料中添加氯氟黃酸等抗凝劑，消除或減弱飛機的冷凝尾跡，這些技術己被美國B－2隱形飛機使用。

此外，改善飛機外形的光反射特征也可提高可見光隱身性能。如，將座艙罩設計成多面體，用小平面多向散射取代反射效果與鏡面反射相差無幾的大曲面反射，從而將太陽光向四周散射出去。這種技術多用于直升機，最典型的是美國陸軍的AH－1S“眼鏡蛇”直升機，該機的座艙為由7個小平面組成的多面體，其隱蔽性明顯得到增強。

責任編輯趙菲