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為什麼隐形飛機能隐形?

時間 2018-01-12 【    

    隐形飛機是一種運用隐形技術設計制成的軍用戰鬥機,美國研制的F-117A戰鬥轟炸機和B-2轟炸機就屬于這種類型的飛機。在1991年的海灣戰争中,F-117A戰鬥轟炸機憑借自身的隐形特點,承擔戰場上最危險和艱難的轟炸任務,竟然從未遇到過地面熾烈的防空炮火的主動攔擊。整個戰役中,42架F-117A隐形飛機共出動1200多架次,沒有一架飛機受損,如此出色的戰績,引起了世界各國軍工專家、飛機設計師的強烈興趣。

       

B-2轟炸機三視圖

    其實,隐形飛機的“隐形”隻是一種借喻,并不是指飛機飛到臨頭,在肉眼視距範圍内不能被看見。隐形不過是相對于号稱“千裡眼”的雷達而言。

    雷達發射的電磁波束有個特點:隻有當波束正好垂直照射到飛機表面某個部分時,它産生的反射波才沿着波束原來的照射方向返回而被雷達天線接收到,并立即在雷達熒光屏上顯示出一個亮點來。這個反射回來的電磁波與發射出去的電磁波功率之比叫雷達散射截面。飛機的雷達散射截面越小,雷達“捕捉”到它的概率也越小。F-117A戰鬥轟炸機的雷達散射截面隻有0.01平方米,僅為美國其他作戰飛機雷達散射截面的0.01%~0.1%,因此它就像真的隐去了身形一樣,足以闖過雷達波設置的“天羅地網”。

    隐形飛機能“隐形”,主要是靠采用了一系列隐形高新技術,其中包括機體骨架和蒙皮的隐形材料、表面隐形塗敷材料、外形隐形結構、降紅外輻射技術、降噪技術和電子幹擾技術等。制造隐形飛機骨架和蒙皮的隐形材料有好幾種,用得最多的是碳纖維增強樹脂複合材料、碳纖維和碳素基體結合在一起的碳-碳複合材料、碳化矽絲增強鋁複合材料等,這些複合材料質堅量輕,能夠吸收雷達波。美國的B-2隐形轟炸機機體蒙皮内,還将混雜紗三向織物浸漬樹脂壓制成的一種蜂窩狀夾芯材料作為襯裡,以進一步提高機體吸收雷達波的能力。為了獲得盡可能完善的雙保險效果,還在整個機身外表面塗上一層鎳钴鐵氧體,或者金屬和金屬氧化物超細粉末組成的隐形塗料。這種塗料能使照射上來的雷達波的磁損耗加大,起到吸波、透波作用;還有一種塗料,它能将照射上來的雷達波迅速轉換成熱能,不再産生反射波。

    隐形飛機除了采用隐形材料制造機體外,它那奇特的外形結構也是飛機能隐形的一大關鍵。常規飛機的圓筒形機身,以及機身、機翼、立尾三者互為直角的連接結構,都能使不同方向入射的雷達波産生返回雷達接收天線的反射波。隐形飛機設計師發現如将圓筒形機身改成剖面呈棱形、錐形、頭盔形的異型機身,或把機身和後掠機翼之間的連接做成圓滑過渡,形成身翼融合的特殊機型,取消尾翼,改用傾斜的V形雙立尾,機身和機翼下不設置裝導彈的挂架等,都能起到破壞雷達波産生回波的作用,使回波減至最弱甚至幾乎沒有,隐形飛機F-117A和B-2就是綜合這些特點設計的。B-2隐形轟炸機的翼展52.43米,機身長21米,如此大型的飛機,它的雷達散射截面也隻有0.05平方米,隐形效率是非常高的。

    由于探測飛機的設備除雷達外,還有紅外探測器,因此隐形飛機除了對雷達隐形,還要對紅外探測器隐形,辦法是将飛機發動機的進排氣口設置在飛機頂部,并在排氣口安裝排氣機和吸熱裝置,使高溫噴流在排出前吸入冷空氣,迅速降溫,減少發動機噴口的熱源,不讓地面的紅外線探測器探測到飛機的紅外輻射。對于噪聲則用吸聲裝置,并設計噪聲特别小的發動機。

    飛機隐形技術的發展是和防空電子技術的發展相生相克的;隐形飛機隻對地面雷達具有隐形作用,卻不能逃脫空中預警飛機機載雷達的搜索探測。所以,就這一點而言,隐形飛機并不是不可戰勝的空中霸王,隐形飛機将始終面對高新防空技術“道高一尺,魔高一丈”的挑戰。

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