雷達(dá)與隱形飛機(jī)

八年級《物理》(人教版)下冊第95頁的“動手動腦學(xué)物理”中第3題問：現(xiàn)在有一種叫做“隱形飛機(jī)”的軍用飛機(jī)，雷達(dá)不能發(fā)現(xiàn)它。根據(jù)雷達(dá)的工作原理想一想，隱形飛機(jī)的形狀應(yīng)該有什么特征?機(jī)身材料應(yīng)該有什么特征?

雷達(dá)是一種利用無線電波及電磁波發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定其距離、方位、高度和速度等參數(shù)的電子設(shè)備。雷達(dá)的概念形成于20世紀(jì)初，在第二次世界大戰(zhàn)中獲得迅速發(fā)展。1935年，英國研制成最早投入實(shí)戰(zhàn)的軍用雷達(dá)系統(tǒng)，用于探測敵軍的飛機(jī)。目前，除了作為軍事裝備外，雷達(dá)還廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、氣象、天文等經(jīng)濟(jì)和科技領(lǐng)域。

雷達(dá)的探測原理是：雷達(dá)發(fā)射機(jī)首先產(chǎn)生有足夠能量的微波，再傳給天線。天線將這些微波輻射至大氣中傳播。微波遇到目標(biāo)后，也和光一樣沿著各個方向反射，其中一部分微波反射回雷達(dá)，被雷達(dá)天線獲取，送到接收機(jī)，形成雷達(dá)的回波信號，經(jīng)過信號處理提取出信息送到顯示器，顯示出目標(biāo)的距離、方向、速度等，如上頁圖所示。

“隱身”是一種防止目標(biāo)被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代技術(shù)。在第一次世界大戰(zhàn)之前，人們探測目標(biāo)靠的是眼睛和可見光設(shè)備。探測能力依賴于目標(biāo)的尺寸、色彩、光澤及其背景的對比度。偽裝術(shù)是這一時(shí)期出現(xiàn)的一種反目視探測技術(shù)，也可以說是早期最簡單的隱身術(shù)。第二次世界大戰(zhàn)期間，美國、英國、德國等國家對隱身技術(shù)進(jìn)行了大量的探索，并于20世紀(jì)70年代將其研究的成果逐漸付之于工程實(shí)施。在海灣戰(zhàn)爭中，人們親眼目睹了隱身技術(shù)的巨大魅力。因此，隱身技術(shù)的研究成為未來戰(zhàn)爭中各國關(guān)注的焦點(diǎn)。

人們之所以能看到各種各樣的東西，是因?yàn)楣馍涞竭@些東西上后，會被它阻擋并反射入人的眼睛。隱身技術(shù)的原理就是改變電磁波(光是其中一種)在材料中的折射率，即不再讓這些東西反射光。比如完美的隱身衣，既不會反射電磁波，也不會吸收電磁波，而是讓電磁波“轉(zhuǎn)彎”，繞過物體，這樣人們就不能看到物體，物體就能“隱身”了。這就像小溪里的水，經(jīng)過一塊石頭時(shí)，溪流會繞過石頭后再合攏了繼續(xù)向前，就像沒有遇到過石頭一樣。

當(dāng)然。隱身技術(shù)只能在某一個頻率上隱形。電磁波從頻率上可以分為一段段的，其中有一段可以被肉眼看到，那就是可見光波。肉眼看不見的隱身衣雖然在光波頻率范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)隱形，但是用其他頻段的電磁波還是可以探測到的。同樣道理，能逃過雷達(dá)監(jiān)測的隱形飛機(jī)，用肉眼卻是可見的，即在光頻下沒有隱形。

正如以上所述，隱形飛機(jī)并不是說飛機(jī)是透明的，無論怎么飛人們也發(fā)現(xiàn)不了。它只是針對雷達(dá)而言，即不易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。隱形飛機(jī)的機(jī)身和機(jī)翼，由一種能大量吸收雷達(dá)波的非金屬材料制成，表面還涂有一層金屬氧化物組成的隱形材料，這樣，飛機(jī)能吸收雷達(dá)波或讓雷達(dá)波穿透過去。減少飛機(jī)對雷達(dá)波的反射，使雷達(dá)很難收到信號，所以雷達(dá)就發(fā)現(xiàn)不了它。

奇特的機(jī)身外形對飛機(jī)能隱形也幫了大忙。隱形飛機(jī)的機(jī)身不是常見的圓筒形。而是設(shè)計(jì)成菱形、錐形、頭盔形等特殊形狀，機(jī)身和機(jī)翼連接的地方設(shè)計(jì)成圓弧形，沒有通常的尾翼。這一系列措施都能破壞雷達(dá)波，使之不能產(chǎn)生大的回波。另外，隱形飛機(jī)還能躲避紅外線探測器的監(jiān)視，辦法是將大量散發(fā)熱量的噴氣發(fā)動機(jī)排氣口裝在飛機(jī)頂部，并且在噴氣前，使高溫的噴氣流吸入冷空氣降溫，這樣，地面的紅外線探測器就很少或根本不能探測到飛機(jī)散發(fā)的熱量了。

責(zé)任編輯 程 哲