雷達與隱形飛機

八年級《物理》(人教版)下冊第95頁的“動手動腦學物理”中第3題問：現在有一種叫做“隱形飛機”的軍用飛機，雷達不能發現它。根據雷達的工作原理想一想，隱形飛機的形狀應該有什么特征?機身材料應該有什么特征?

雷達是一種利用無線電波及電磁波發現目標并測定其距離、方位、高度和速度等參數的電子設備。雷達的概念形成于20世紀初，在第二次世界大戰中獲得迅速發展。1935年，英國研制成最早投入實戰的軍用雷達系統，用于探測敵軍的飛機。目前，除了作為軍事裝備外，雷達還廣泛應用于導航、氣象、天文等經濟和科技領域。

雷達的探測原理是：雷達發射機首先產生有足夠能量的微波，再傳給天線。天線將這些微波輻射至大氣中傳播。微波遇到目標后，也和光一樣沿著各個方向反射，其中一部分微波反射回雷達，被雷達天線獲取，送到接收機，形成雷達的回波信號，經過信號處理提取出信息送到顯示器，顯示出目標的距離、方向、速度等，如上頁圖所示。

“隱身”是一種防止目標被雷達發現的現代技術。在第一次世界大戰之前，人們探測目標靠的是眼睛和可見光設備。探測能力依賴于目標的尺寸、色彩、光澤及其背景的對比度。偽裝術是這一時期出現的一種反目視探測技術，也可以說是早期最簡單的隱身術。第二次世界大戰期間，美國、英國、德國等國家對隱身技術進行了大量的探索，并于20世紀70年代將其研究的成果逐漸付之于工程實施。在海灣戰爭中，人們親眼目睹了隱身技術的巨大魅力。因此，隱身技術的研究成為未來戰爭中各國關注的焦點。

人們之所以能看到各種各樣的東西，是因為光射到這些東西上后，會被它阻擋并反射入人的眼睛。隱身技術的原理就是改變電磁波(光是其中一種)在材料中的折射率，即不再讓這些東西反射光。比如完美的隱身衣，既不會反射電磁波，也不會吸收電磁波，而是讓電磁波“轉彎”，繞過物體，這樣人們就不能看到物體，物體就能“隱身”了。這就像小溪里的水，經過一塊石頭時，溪流會繞過石頭后再合攏了繼續向前，就像沒有遇到過石頭一樣。

當然。隱身技術只能在某一個頻率上隱形。電磁波從頻率上可以分為一段段的，其中有一段可以被肉眼看到，那就是可見光波。肉眼看不見的隱身衣雖然在光波頻率范圍內能夠實現隱形，但是用其他頻段的電磁波還是可以探測到的。同樣道理，能逃過雷達監測的隱形飛機，用肉眼卻是可見的，即在光頻下沒有隱形。

正如以上所述，隱形飛機并不是說飛機是透明的，無論怎么飛人們也發現不了。它只是針對雷達而言，即不易被雷達發現。隱形飛機的機身和機翼，由一種能大量吸收雷達波的非金屬材料制成，表面還涂有一層金屬氧化物組成的隱形材料，這樣，飛機能吸收雷達波或讓雷達波穿透過去。減少飛機對雷達波的反射，使雷達很難收到信號，所以雷達就發現不了它。

奇特的機身外形對飛機能隱形也幫了大忙。隱形飛機的機身不是常見的圓筒形。而是設計成菱形、錐形、頭盔形等特殊形狀，機身和機翼連接的地方設計成圓弧形，沒有通常的尾翼。這一系列措施都能破壞雷達波，使之不能產生大的回波。另外，隱形飛機還能躲避紅外線探測器的監視，辦法是將大量散發熱量的噴氣發動機排氣口裝在飛機頂部，并且在噴氣前，使高溫的噴氣流吸入冷空氣降溫，這樣，地面的紅外線探測器就很少或根本不能探測到飛機散發的熱量了。

責任編輯 程 哲