飛機隱身技術大揭秘

自飛機成為戰場的主力以來，有關其技術發展和革新就一直沒有中斷過。除了提升武器的進攻能力外，如何讓對方打不到也成了重要的研究方向。誠然，優秀的機動性能可使得飛機飛得更高、更快，以此躲避來自地面和空中的武器攔截。但更好的方法是，從一開始就讓對方發現不了飛行蹤跡。這就不得不提到飛機的隱身了。

早期的飛機飛行性能受技術水平限制，飛行速度通常不快，飛行高度也不高，武器的射程也不遠。為了更精準地命中目標，飛機在攻擊時需要降低飛行高度或減慢飛行速度。此時，地面的人員可通過肉眼觀察到敵機來襲，并做出反擊準備。如果要想達到出其不意的進攻效果，必須盡可能延遲對方發現的時機，這就要在飛機的外觀上采用具有隱身效果的圖案或顏色，如將機腹涂成類似天空的藍色或灰色；為降低攔截機瞄準時的命中率，可將機背涂成地面的土黃色或植物的綠色。到了第二次世界大戰中后期，雷達的應用大大降低了飛機視覺涂裝的效果，之后隨著技術的發展，紅外線、激光探測、視覺識別等技術都對飛機的隱身效果造成了挑戰。于是，有針對性地涂裝材料也陸續推出。

雷達隱身

雷達是最常見和有效的探測設備之一，它工作時會向一定空間區域發射電磁波，電磁波遇到障礙物后會被反射回來。雷達在接收到反射信號后，會根據信號反射的方位和時間，確定目標的大致位置。

針對雷達的工作特性，飛機通常會采取兩種措施應對：一是使照射到飛機上的雷達波反射到其他方向，而不是直接返回，進而使雷達接收不到或延遲接收到反射信號，增加探測的難度。二是將照射到飛機上的大部分雷達波吸收掉，使反射的信號極其微弱，甚至檢測不到。

雷達發出的信號波是沿直線傳播的，因此合理的外形設計不僅能減少回傳的信號，甚至能讓多個方向的雷達波互相抵消。具有隱身效果的飛機，外形上有明顯的特征，其結構大多采用不規則的、多截面的外形，并會盡量減少機身外部的突起，如將機翼下的武器改為收納在機腹內，機身上凸起的棱角盡量平滑過渡等。 為了達到設計要求，許多隱身飛機的外形都比較奇特，如美國的SR-71 隱身偵察機，其外形似乎是被壓扁了一般；B-2隱身轟炸機像是一架無機身、無前翼、無尾翼的“三無”飛機。而這樣設計的效果，可使其雷達反射截面積縮減到0.1 ～ 0.3 平方米，即使被發現，看上去就像是一只飛行的小鳥。

如果想吸收雷達波信號，就需要在飛機的涂裝上下功夫了。目前，應用于飛機的吸波涂料較多，常見的有以下幾種：

紅外隱身

隨著紅外偵察、探測、制導與熱成像處理技術的發展，飛機飛行時產生的熱輻射成了明顯的暴露征兆。飛機紅外隱身的目的，就是降低或改變這些可被紅外探測儀器察覺到的輻射特征，從而實現降低飛機的可探測性。

通常情況下，可通過改進熱輻射產生機構的設計和應用物理、化學手段來衰減、吸收額外產生的輻射能量，如涂上紅外掩飾涂料、使用特殊燃料和添加劑等，均可在不影響飛機飛行性能和發動機推進效率的情況下降低紅外輻射強度。以涂料為例，其制造工藝簡單、施工方便、堅固耐用、成本低廉，使用后可以降低飛機在紅外波段的亮度，掩飾或改變裝備在紅外熱像儀中的形狀，以降低被發現和識別的概率。常見的紅外隱身涂料一般由填料和黏結劑兩部分組成。填料主要有金屬填料、著色填料、半導體填料等；黏結劑分為有機和無機兩大類，其中以有機黏結劑種類最多，有氯化聚苯乙烯、丁基橡膠等。

激光隱身

20 世紀80 年代，隨著激光技術的飛速發展，其在武器裝備等方面的應用日益增多。激光隱身的過程與雷達隱身過程類似，主要是降低飛機表面的反射系數，減小激光探測器的回波功率，進而降低激光探測器的性能，使敵方不能或難以進行激光探測。

實現激光隱身技術的途徑主要有外形技術和材料技術兩方面，前者是通過飛機的非常規外形設計降低其表面散射截面，這一點可以同雷達隱身共同設計達到；而后者則需要采用特殊的，能吸收激光的涂層。通常，外形設計只能散射約30% 的激光射線，且過于極端的造型設計會影響飛機本身的空氣動力學性能，因此要徹底解決激光隱身問題，主要還是靠涂料來完成。

激光隱身涂料包括激光的吸收材料、導光材料、透射材料三大類型。其中導光材料是使入射到飛機表面的激光能夠通過某些渠道傳輸到其他方向，以減少直接反射回波，而透射材料是讓激光透過飛機表面而無反射。但是，目前這兩種隱身功能材料實現難度較大，因此現在主要采用吸收的方式進行激光隱身。

可見光隱身

可見光隱身又稱視頻隱身技術，它針對的是目視、照相、攝像等觀測手段，通過降低飛機本身的目標特征，減少目標與背景之間的亮度、色度和運動等的對比特征，達到視覺上的隱藏效果。可見光隱身涂料通常采用迷彩圖案，這種隱身方式使用最方便、經濟，是飛機隱身發展過程中非常成熟的技術。

未來隱身材料

1. 多頻段吸波材料

在戰場上，飛機可能同時面臨雷達、紅外、激光以及可見光等探測手段的威脅，因此多波段復合隱身材料的發展越來越受到關注。如何使涂層在幾個波段彼此兼容，將是今后主要的研究方向。

2. 納米涂層材料

納米吸波涂料是一種極具發展前景的涂料，其一般由無機納米材料與有機高分子材料復合而成，通過精細控制無機納米粒子均勻分散在有機分子材料中，可使得到的新材料在吸收電磁波、微波和紅外線的同時，擁有更高的抗拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等機械性能，還具有密度低、耐腐蝕等特性。

3. 手性吸波材料

手性是多種學科中的一種常用概念，表示一種重要的對稱特點或映像關系。基于此研發的新型材料被統稱為手性吸波涂料。手性吸波材料通常具有手性參數可調、吸波頻帶寬等優點。通過對材料手性參數的調整， 可以改變涂料對不同物質的吸波效果， 使其更具有針對性。

4. 等離子隱身技術

等離子體是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態，廣泛存在于宇宙中，常被視為是繼固體、液體和氣體之外的第四種物質形態。等離子體之所以有隱身功能，是因為它對雷達波具有極強的折射與吸收效果。

這種材料的優點很多：吸波頻帶寬、吸收率高、隱身效果好、使用簡便、使用時間長、價格便宜；無須改變飛機的外形設計，不影響飛行器的飛行性能；由于無須涂上吸波材料涂層，大大降低了維護費用。此外，利用等離子體隱身技術還可以減少飛行器的飛行阻力。