隱形戰(zhàn)機(jī)是怎么回事

朱江明

近日，一款新型的戰(zhàn)斗機(jī)在沈陽某飛機(jī)場進(jìn)行了首次試飛，這是中國試飛的第二款第四代隱形戰(zhàn)機(jī)，該戰(zhàn)機(jī)被命名為“鶻鷹戰(zhàn)機(jī)”，廠家宣布其編號為殲-31型戰(zhàn)斗機(jī)。很多讀者開始對隱形戰(zhàn)機(jī)產(chǎn)生了興趣，為什么這些我們明明可以看見的戰(zhàn)斗機(jī)要被稱為“隱形戰(zhàn)機(jī)”呢？

電眼看不見的隱形

人眼并不是觀察世界的唯一方式，物理學(xué)家多普勒早在1842年就發(fā)現(xiàn)了多普勒效應(yīng)，進(jìn)而發(fā)展出現(xiàn)代的“電子眼睛”——雷達(dá)。由于雷達(dá)可以看到遠(yuǎn)比人眼看到的遠(yuǎn)得多的目標(biāo)，因此，成為現(xiàn)代空中探測的最基本的手段。

“二戰(zhàn)”后，防空警戒雷達(dá)成了各國空軍的標(biāo)配，電子科技和導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，使得后來的地面防空網(wǎng)絡(luò)變得非常嚴(yán)密而且危險(xiǎn)。各軍事強(qiáng)國在20世紀(jì)60年代，紛紛開始改變自己的飛機(jī)設(shè)計(jì)。此后研制的戰(zhàn)機(jī)開始重視低空的性能，因?yàn)榈孛娲嬖诤芏嗌矫}和溝渠，飛機(jī)穿行在這些地形之中時(shí)，雷達(dá)信號會被這些地形屏蔽，這樣飛機(jī)就猶如隱身一般。即便雷達(dá)能夠“看到”飛機(jī)，由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，地面反射回的雷達(dá)波束除了飛機(jī)本身的，還有因?yàn)樯焦取淠尽⑿腥恕⒌孛孳囕v、橋梁等物體造成的回波干擾，飛機(jī)的回波會非常不明顯，這些干擾被稱為“地面雜波”。地面雜波能掩護(hù)飛機(jī)的空中行動，使得飛機(jī)猶如隱形一般。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，新型雷達(dá)已經(jīng)可以過濾掉地面雜波的干擾，發(fā)現(xiàn)超低空侵入的戰(zhàn)機(jī)。預(yù)警機(jī)的裝備使得很多國家擁有從天空俯視國土領(lǐng)空的雷達(dá)，超低空根本無法隱藏戰(zhàn)機(jī)的蹤跡，越來越多的低空防御導(dǎo)彈被部署，甚至步兵都可以使用小型導(dǎo)彈對付低空侵入的戰(zhàn)機(jī)。超低空侵入變成了一場危險(xiǎn)的游戲。

隱形技術(shù)是蘇聯(lián)的禮物

1953年美國數(shù)學(xué)家約瑟夫·科勒提出了幾何繞射理論，這個(gè)理論闡明無線電波并不一定必然反射回原來的位置，而是可能在物體上被折射或者繞射到其他方向，這從理論上肯定了物體可以通過技術(shù)手段在雷達(dá)面前隱身。科勒當(dāng)時(shí)用數(shù)學(xué)公式簡單地闡述了這一理論的原理，然而這種簡單的探索并未引起學(xué)界和國防部門的重視。1962年，蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家烏菲姆謝夫在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了一篇論文，更精確地闡述了繞射理論的原理。他提出，物體的大小和重量對于無線電波反射并沒有影響，其外形的構(gòu)成才是造成回波大小的原因，并且提出了如何計(jì)算三維外形物體雷達(dá)波強(qiáng)度的公式。根據(jù)這一理論，人們可以設(shè)計(jì)出在雷達(dá)面前“隱身”的物體，這是現(xiàn)代隱形戰(zhàn)機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)。然而當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的官員并未意識到這是基于高等數(shù)學(xué)計(jì)算而來的劃時(shí)代軍事技術(shù)，烏菲姆謝夫的文章并未做保密處理。1975年，美國洛克希德公司的工程師根據(jù)美國軍方翻譯的蘇聯(lián)技術(shù)文獻(xiàn)找到了這篇文章，他們?nèi)绔@至寶。此時(shí)他們正在為如何計(jì)算飛機(jī)外形的雷達(dá)信號強(qiáng)度而苦惱，幾個(gè)月后基于蘇聯(lián)科學(xué)家創(chuàng)造的數(shù)學(xué)公式，美國洛克希德公司開發(fā)了全套隱形戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)軟件。最終這套軟件被用于設(shè)計(jì)世界上第一款隱形戰(zhàn)機(jī)——F-117夜鷹戰(zhàn)機(jī)。蘇聯(lián)白白錯(cuò)過了一次引領(lǐng)世界空戰(zhàn)技術(shù)潮流的機(jī)會。

該戰(zhàn)機(jī)的外形非常特別，呈多邊形，尾翼是“V”字形。這種設(shè)計(jì)使得雷達(dá)波基本被反射到雷達(dá)接收器接收不到的方向，也就是在雷達(dá)面前“隱形”了。除了外形的設(shè)計(jì)之外，該飛機(jī)還使用了新型的吸收雷達(dá)波涂層，雷達(dá)波在照射到飛機(jī)表面的時(shí)候會被涂層吸收掉一部分，可以有效地降低雷達(dá)的反射強(qiáng)度。F-117戰(zhàn)機(jī)作為美國空軍的秘密武器，常年處于高度保密之中，白天躲在隱秘的機(jī)庫中，到了晚上才悄悄地起飛，避免被機(jī)場附近的居民看到其起落，還要小心翼翼地避開蘇聯(lián)的偵查衛(wèi)星以防被拍到。由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，F(xiàn)-117戰(zhàn)機(jī)雖然被賦予戰(zhàn)斗機(jī)的編號，主要任務(wù)卻是選擇性地轟炸高度設(shè)防的地面目標(biāo)。該戰(zhàn)機(jī)唯一的武器是激光制導(dǎo)炸彈，而且只能攜帶兩枚。當(dāng)時(shí)的計(jì)算能力決定的飛機(jī)外形設(shè)計(jì)和空氣動力學(xué)是相違背的，無法設(shè)計(jì)出具有高度機(jī)動性的戰(zhàn)斗機(jī)。

F-117戰(zhàn)機(jī)除了要考慮到在雷達(dá)面前隱身之外，還要考慮到被熱成像器材跟蹤的問題。F-117戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動機(jī)噴氣口采用了隔熱陶瓷材料制造，可以降低紅外線信號。同時(shí)做了特殊的設(shè)計(jì)，在高溫液體噴出時(shí)迅速跟外界冷空氣結(jié)合降低溫度，F(xiàn)-117戰(zhàn)機(jī)在大部分熱成像面前很不起眼。F-117戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)反射信號僅相當(dāng)于一只飛鳥的水平，現(xiàn)代的防空雷達(dá)幾乎無法探測和跟蹤到這種隱形戰(zhàn)機(jī)。

新時(shí)代的隱形戰(zhàn)機(jī)

隱形技術(shù)與雷達(dá)技術(shù)的博弈造就了許多更為完備的隱形戰(zhàn)機(jī)，如美國的隱形戰(zhàn)機(jī)F-117、B-2和F-22。中國和俄羅斯在隱形技術(shù)上都有了非常大的突破，分別試飛了自己的新型隱形戰(zhàn)機(jī)。

新時(shí)代的隱形戰(zhàn)機(jī)應(yīng)該是具有超越現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)機(jī)動性的超級戰(zhàn)機(jī)。美國的F-22猛禽戰(zhàn)機(jī)可謂是新時(shí)代戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)桿，除了隱形功能之外，它還具備超級強(qiáng)悍的空中格斗能力，能夠迅速轉(zhuǎn)移位置，應(yīng)戰(zhàn)從任何方向飛來的對手，同時(shí)配備兩臺超級發(fā)動機(jī)的猛禽戰(zhàn)機(jī)還具備超音速巡航能力，能夠迅速地占領(lǐng)攻擊位置，為勝利贏得時(shí)間。新時(shí)代的戰(zhàn)機(jī)除了外在的性能之外，還必須具備很強(qiáng)的“內(nèi)功”，配備強(qiáng)大的電子設(shè)備，以具有偵查、干擾、攔截地方電磁信號的能力，并且能夠和友軍分享自己的情報(bào)信息。這使得戰(zhàn)斗機(jī)并不僅僅作為一件武器存在，而是司令部的眼睛和觸角，能夠深入敵人高設(shè)防的空域執(zhí)行偵查任務(wù)，并且能夠引導(dǎo)己方的其他軍事力量打擊自己無法觸及的目標(biāo)，也就是作為網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在。這種能力令隱形戰(zhàn)機(jī)的力量倍增，達(dá)到1+1＞2的效果。

未來的天空會因?yàn)殡[形戰(zhàn)機(jī)而變得更加兇險(xiǎn)莫測，只有科技上扎實(shí)的進(jìn)步才能贏得明日的戰(zhàn)爭。