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飞机如何隐身?

空战发展至今,飞机隐形化已经成为大势所趋,前有美军的F-117、F-22、B-2打遍全球空军无敌手,后有中国的歼-20,俄罗斯的T-50奋起直追。可以说在未来的空战中,不是隐形机都无法参与空战,然而飞机的隐形却不单单指的是对雷达波。

目前发现飞机的方式目前主要有四种,第一是雷达方式,依靠有源无源雷达对飞机发射电磁波或者接受飞机发射的电磁波进行定位,从而引导战机与其交战。第二是红外方式,通过飞机飞行过程中发动机、各部件的发热探测飞机。一般任何物体都会向外辐射红外线,但红外探测装备的任务主要是把他们从背景红外线中分辨出来。第三是可见光方式,也就是眼睛看,这主要是在视距范围内。第四是声学方式,主要是靠飞机的声音进行探测,老式的防空手段曾经利用这一方式。

对应这四种发现飞机的方式,隐身技术就包括了雷达隐身,红外隐身,可见光隐身和声学隐身。目前可见光方式和声学探测方式因为探测距离太近早就进入了敌方武器射程范围内,因此一般不予太多考虑。隐身技术主要集中在雷达和红外两个领域。

飞机的雷达隐身方式包括对付两类雷达,第一类是主动辐射雷达,这类雷达通过对物体定向辐射电磁波,检测物体对电磁波的回波信号实现对目标的探测。第二类是被动雷达,这类雷达通过接受飞机自身辐射的通信、雷达信号,通过数学算法计算出飞机的当前位置。飞机针对第一类雷达,采取了外形设计和隐身涂层两种方式,外形设计就是尽量避免雷达波照射到飞机上时向后反射的雷达波数量,因此飞机一般采取钝角、菱形、非平面和消除铆钉、鼓包等方式,让雷达波反射到另外一个方向,从而大幅度减少了雷达回波。这一措施可以使得飞机的雷达反射截面积(RCS)减少约80%。

但根据能量守恒定律,电磁波不会消失,于是在飞机一个方向很隐形的时候,在另外一个方向必然非常不隐形,甚至超过一般飞机,因此隐身飞机也只是在几个特定的方向很隐身,在其他方向则可以被探测到,因此隐身飞机只适合于有预警机支持的电磁优势战争而不是适合双方都没有雷达探测情况下的作战。

为了减少这些侧向RCS,隐身飞机采用了隐身涂层的办法,这些涂层可以吸收雷达波的能量,使得其反射减少大约100倍左右,因此隐身涂层一般在重点部位都需要涂的厚一些。对付被动雷达时,隐身飞机一般要么不主动向外辐射电磁波,要么采取能量很弱难以被敌检测到的电磁波。前者是战术上的谋略,后者则是技术上的设计。但因此,隐形机也就不得不要求更多的雷达空情支援才能够有效遂行任务。

飞机的红外隐身主要也是采取吸热涂层的方式,但飞机如果速度太快,特别是超过音速时其和空气分子摩擦的温度将急剧升高,导致很远距离就被敌人的红外探测器探测到,F-22工作在超音速巡航状态时便是如此,考虑到这一问题,F-35也取消了超音速巡航功能而增强了红外探测装置。

需要注意的是隐形机的气动布局要求和三代机的要求是相违背的,三代机要求尽大可能的减少空气阻力,增加控制的气动效率,但隐形机的那些要求却不断增加阻力,因此如果在发动机相同的情况下,隐形机一般都不如三代机的机动性强。


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