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隱身飛機(jī)發(fā)展史

 范雍祈求上天 2020-03-13

現(xiàn)在,如果有人問“為什么我能看見隱身飛機(jī)呢,?”,,想必會招來身旁人“異(zhe)樣(dou)的(bu)關(guān)(zhi)懷(dao)”的目光,。不過,,在雷達(dá)隱身技術(shù)出現(xiàn)之前,起初的想法確實是視覺隱身飛機(jī)。一戰(zhàn)期間,,德國“蘭普勒-鴿子”式偵察機(jī)就是基于這種思路設(shè)計的,。“鴿”式飛機(jī)看上去就像一只巨大的鴿子,,由于采用特殊的飛機(jī)蒙皮材料,,飛機(jī)的機(jī)翼在陽光下非常透薄,飛機(jī)在空中高度400米左右飛行的時候,,從地面望去像是沒有機(jī)翼一樣,。不過,“鴿”式飛機(jī)并沒有武器裝備,,主要用于偵察敵方軍情,。


德國的單翼“鴿”式偵察機(jī)
雷達(dá)隱身技術(shù)嶄露頭角

二戰(zhàn)期間,雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅速,,反雷達(dá)探測成為隱身技術(shù)發(fā)展的核心,。戰(zhàn)后,以美國為代表的先進(jìn)國家開始了隱身技術(shù)研究,。隨后,,美軍研制出U-2、A-12,、SR-71等飛行器,。這些飛機(jī)均在不同程度上使用了隱身技術(shù)。U-2高空偵察機(jī)頭錐部分的雷達(dá)散射截面明顯減小,。


U-2高空偵察機(jī)

1975年,,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)把隱身技術(shù)正式列入開發(fā)性預(yù)研計劃。同年開始研制的F-117A則標(biāo)志著現(xiàn)代真正隱身武器系統(tǒng)的誕生,。F117A的設(shè)計者曾經(jīng)驕傲地宣稱,,“F117A是電氣工程師和材料學(xué)家設(shè)計的飛機(jī)”。飛機(jī)采用特殊設(shè)計的隱身外形——多面體外形,,將表面反射的能量散射到其他方向,。同時,工程師在飛機(jī)的不同部位涂敷不同的吸波材料,。除此之外,,還有一些隱身措施,如進(jìn)氣口加?xùn)啪W(wǎng),,不裝配雷達(dá),,狹長形尾噴口,無外掛武器等,,都是為了最大程度提高飛機(jī)的隱身性能,。



在1991年2月到3月的海灣戰(zhàn)爭中,,44架隱身戰(zhàn)斗機(jī)F-117A參戰(zhàn),共出動1270架次,,任務(wù)成功率達(dá)到85.5%,。F-117A共投擲了2041枚炸彈,其中,,79%的炸彈命中目標(biāo),。整個戰(zhàn)爭期間,F(xiàn)-117A出動的架次只占聯(lián)軍出動總架次的2%,,但是它擊中的戰(zhàn)略目標(biāo)占整個被聯(lián)軍擊中戰(zhàn)略目標(biāo)的40%,。

 
“幽靈”出動

1981年,美國空軍開始發(fā)展第二代隱身飛機(jī)——B-2隱身轟炸機(jī),。1993年12月,,B-2隱身轟炸機(jī)交付美國空軍。該轟炸機(jī)采用飛翼布局,、復(fù)合材料和特殊涂料降低了雷達(dá)和紅外等特征信號,。飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼,、發(fā)動機(jī)艙交接處采用弧面連接,,融為一體,沒有尾翼,,整個外形呈三角形飛翼結(jié)構(gòu),。蒙皮表面平整,克服了雷達(dá)波繞射大的傾向,。發(fā)動機(jī)隱藏在機(jī)體內(nèi)的背部,,沒有吊艙,機(jī)體后緣呈鋸齒形,。除此之外,,機(jī)身上還涂有深灰色的隱身涂料,對于雷達(dá),、紅外和可見光都有隱身能力,。B-2隱身轟炸機(jī)的作戰(zhàn)能力同樣突出。1999年,,6架B-2隱形轟炸機(jī)首次參加科索沃軍事行動,,共出動40架次,投下500枚“聯(lián)合直接攻擊彈藥”,,總重450噸,。



值得一提的是, B-2隱身轟炸機(jī)在空中不加油的情況下,,作戰(zhàn)航程可達(dá)12000km,,空中加油一次則可達(dá)18000km,。每次執(zhí)行任務(wù)的空中飛行時間一般不少于10h,因此,,美國空軍稱其具有“全球到達(dá)”和“全球摧毀”能力,,B-2隱身轟炸機(jī)也被譽(yù)為“20世紀(jì)軍用航空器發(fā)展史上的一個里程碑”,。

魚與熊掌兼得,?

在隱身飛機(jī)的設(shè)計中,隱身性與飛機(jī)的其他特性的取舍始終是一個需要權(quán)衡的問題,。想要達(dá)到高隱身性能,,勢必要在成本、重量,、機(jī)動性能,、制造工藝難度和使用維護(hù)等等方面付出代價。例如,,F(xiàn)-117A在設(shè)計上為了最大限度地追求隱身性能,,在其動力特性等方面做出不小的犧牲。而在超視距空戰(zhàn)成為主流的今天,,隱身性能和超機(jī)動能力成為現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展趨勢,。如果為了突出隱身性能而在機(jī)動性能上犧牲較多,則很難滿足現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)要求,。因此,,以F-22A為代表的新一代隱身飛機(jī),同時具備高隱身性能和超機(jī)動能力,。



在隱身方面,,F(xiàn)-22A的垂尾、前機(jī)身和進(jìn)氣道等設(shè)計成有一定的傾角,機(jī)翼和機(jī)身按融合體設(shè)計,。主要部件的輪廓線,,如機(jī)翼和尾翼的前后緣,尾噴口的“之”字形邊緣等力求相互平行,,使全機(jī)對雷達(dá)的反射形成少數(shù)幾個波束,,在其他方向反射極弱;武器內(nèi)掛(在進(jìn)氣道兩側(cè)和機(jī)身下部共有3個武器艙,,可掛8枚空空導(dǎo)彈),,采用保形天線(即各種天線都不露出機(jī)外),不掛副油箱,,進(jìn)氣道設(shè)計成長而曲折的S形或Z形,。進(jìn)氣道內(nèi)涂以含碳鐵化合物吸波材料,雷達(dá)波能量在長而彎曲的進(jìn)氣道內(nèi)經(jīng)過來回反射,,最后被吸波涂層吸收,,以盡量避免雷達(dá)波照射發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片,。在座艙蓋鍍以能將雷達(dá)波信號向空間散射的氧化物金屬薄膜。同時大量采用可以吸收雷達(dá)波的非金屬復(fù)合材料結(jié)構(gòu),。


全頻譜,、全方位的未來

毫無疑問,未來空中戰(zhàn)場將會對作戰(zhàn)飛機(jī)的隱身能力將會有更高更復(fù)雜的要求——全頻譜,、全方位的隱身技術(shù),,需要綜合采用多種手段來提高飛機(jī)的隱身性能,包括通過外形設(shè)計(先進(jìn)的翼身融合體和飛翼布局),、吸波材料(先進(jìn)的輕量化,、寬頻帶、結(jié)構(gòu)/隱身一體化材料)和有源對消等技術(shù)來獲得全向(前,、后和側(cè)向)和寬頻(可對付低頻雷達(dá))的雷達(dá)隱身性能,;通過非常規(guī)噴管外形、燃料添加劑和隔熱/屏蔽等技術(shù)來降低紅外特征,;通過采用智能蒙皮,、凝結(jié)尾跡消除等技術(shù)來降低目視特征等等。


美國B-21轟炸機(jī)示意圖

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