飛機隱身的秘密

F—18問世四年后的1982年末，美國諾斯羅普公司研制的F—5G戰斗機正式定名為F—20。當時人們感到奇怪，為什么中間缺了一個F—19。F—19是什么飛機呢？人們在猜議。

1986年7月11日凌晨，美國一個空軍基地里有一架飛機失事了。出事地點周圍一大片地區和上空立即被封鎖起來，直到把飛機的殘骸全部清除后才算完事。后來新聞界透露，這架失事的飛機就是F—19隱身戰斗機。這次事故使人們的懷疑得以解答，同時也引起了人們對飛機隱身技術的關注和探討。

隱身飛機的主要特征

前兩年，國外有雜志曾經透露過有關隱身戰斗機的信息。F—19失事后，不少報紙、電臺和電視臺紛紛報道該事故的消息，有的報刊甚至發表了設想的飛機外形圖或三面圖，美國的玩具商店也開始出售“F—19隱身戰斗機”的塑料模型。當然，F—19就是絕密的隱身戰斗機已成為眾所周知的事實。電視臺報道的F—19和玩具模型F—19，盡管在外形上有較大的差別，但也有一些共同的地方，如傾斜式雙立尾；機翼和機身呈融合體，就是說機身和機翼間是逐漸過渡的，找不到機翼和機身的明顯分界線；機身剖面形狀不再是圓形，而呈棱形或頭盔形；發動機進氣口在機翼或機身上方。飛機在外形上采取這般措施后，雷達就不易發現它，這就是所謂的隱身飛機了。當然真正的隱身飛機不僅如此，這里講的是其外形特征。

通常所說的隱身飛機，并不是完全看不見它，而是要離得更近了才能發現它。正如“F—19隱身戰斗機”塑料模型的設計者安德佐什所說的那樣，把普通飛機比喻為一個反光的球形玻璃鏡。而隱身飛機就像一個蹭了泥的棒球。球形玻璃鏡對任何方向都會反射很亮的光，即使離我們很遠，也容易發現它，而蹭了泥的棒球由于不反光，而且和地面顏色相近，要離我們很近了才能看得見它。安德佐什的比喻形象地說明了隱身飛機和一般飛機的不同之處。

飛機何以被地面發現？

為什么隱身飛機會具有隱身能力？要知道隱身的秘密，首先要知道現在防空所用的雷達有什么特點，也就是說飛機是怎樣被地面所探測到的。

雷達是一種利用無線電波測定目標位置和有關參數的電子設備。它所用的無線電波的頻率比廣播所用的頻率高得多，波長也比無線電廣播短得多。當雷達設備（發射機）所發出的電磁波碰到較大物體時，會產生反射，而且這種反射波的特性和光的反射特性相同。金屬物體對無線電波的反射特別強烈。或者說導電性越好的物質，反射性就越好。另外，現在隱身飛機所要對付的雷達主要是單站、地基雷達，這是因為首先要考慮到突防的需要。這種雷達通常設置在地面或艦船上，而且雷達的發射機和接收機在同一個地方，或者就是一臺既可作發射機又可作接收機用的單站雷達。試設想，如果我們拿電筒正好對著鏡子照射，使光柱與鏡面垂直，反射回來的光會強得使我們睜不開眼，只要把鏡子向其他方向偏斜一個角度，手電筒的光就向另外的方向反射。如果拿的不是反光的鏡子，而是能透過光或能吸收光的材料做成的平板，那么射到平板處的手電筒光也就不往回反射了。這一例子恰好說明了雷達探測飛機的原理。

雷達探測飛機時，雷達通過天線發射一束電磁波到空間，并在空間搜索。遇到目標時（例如飛機），某些部分的表面（如飛機進氣口）正好和雷達波照射的方向垂直，所以反射波沿著照射方向反射回到原來的地方，正好被單站雷達的接收機所接收；而目標上其他部分的表面與雷達波照射的方向不垂直，反射波就偏向其他方向，單站雷達就接收不到這部分回波信號。因此，如果目標飛機的所有表面都能使電磁波向其他方向反射。那么單站雷達的接收機就完全收不到該目標的回波信號；或者制造飛機所用的材料能吸收電磁波或使電磁波通行無阻地透過去，也不會有電磁波反射回到接收機。接收機收不到回波，就會被雷達操作員認為是發出的雷達波（電磁波）沒有碰到任何東西。這樣，即使飛機離雷達很近了也發現不了飛機。實際上現在技術還達不到這種理想要求，只能使反射回的電磁波盡量減弱。我們把反射到雷達接收天線的電磁波與天線發射出去的電磁波功率之比叫做雷達散射截面。某架飛機雷達散射截面越小，那么它的隱身能力就越強。

飛機隱身的秘密

知道了雷達探測目標的基本特點，也就不難理解隱身飛機為什么能隱身了。一般飛機的機身剖面形狀呈圓形或接近圓形，電磁波從機身上下、左右四周無論哪個方向照射，雷達散射截面都比較大。如果機身剖面形狀改為棱形，就只有照射方向正好和棱形表面垂直時，飛機的雷達散射截面才大；而從其他方向照射時，雷達散射截面就比圓形剖面的小了。如果是頭盔形剖面機身，除了電磁波正好從下向上垂直照射到機腹正中間時雷達散射截面較大外，從其他方向照射時雷達散射截面都比較小。

一般飛機的機翼和機身，平尾和立尾之間，會產生一種角反射效應，即相鄰兩個表面構成的角度接近90°時，電磁波不管從哪個方向入射，經過一次或幾次反射后，最終都將沿入射波相反的方向返回到接收機。而采用翼身融合體的飛機，從機身到機翼為平滑過渡。使二者融為一體，找不出明顯的分界線。這樣，在機翼和機身之間就不會出現90°角的角反射效應。用雙立尾代替單立尾，并使其傾斜，又可消除尾翼之間90°角的角反射效應。

在飛機內部的發動機是強反射部件。特別是直的進氣道，雷達波可以從進氣口直接照射到發動機的壓氣機葉片，產生很強的反射波。因此，要提高飛機的隱身能力，其辦法之一就是把進氣道做成S形，并在局部涂上吸波涂料。這樣，雷達波就直接照射不到壓氣機葉片，當雷達波在S形進氣道中來回反射時，吸波材料又可吸收一部分電磁波，使雷達散射截面進一步減小。當然最有效的辦法是用背負式進氣道，即把發動機進氣道放在飛機上方，這樣對地基雷達來說，機翼和機身就可起到遮擋作用。

說到吸波涂料，有人會問：在飛機外表都涂上一層該有多好啊！是的。如果用一種理想的吸波涂料在飛機外表都涂上一層，這樣就可以既不用改變飛機外形，又能達到隱身的目的。但是，現有的吸波涂料比重很大，又需要涂得很厚才能達到吸波效果，這就會增加飛機重量，影響飛機性能，因此只能用在局部特別重要的部位。當然，如果能有一種本身能夠吸收或透過電磁波的材料，用它來制造飛機那就更好了。可以預言，隨著材料科學的發展，將會有性能更好的新型吸波材料出現。

以上介紹的隱身方法都是對雷達而言的，實際上探測飛機的設備除雷達外，還有紅外探測器。我們知道，飛機發動機需要燃燒燃料，排出溫度很高的廢氣，造成強烈的紅外線輻射。地面紅外探測器就是根據這一紅外輻射源來發現目標的。因此，隱身飛機除了對雷達隱身外，還要對紅外探測器隱身。對紅外探測器隱身的辦法，就是降低噴流（尾噴口排出的氣體）溫度，在噴流排出以前吸入冷空氣與之混合，使其溫度降低；或用一種新燃料，這種燃料可使噴流排出后迅速冷卻；或者在燃料中加入添加劑，改變紅外線頻率，使噴流產生的紅外線頻率與探測裝置使用的頻率不同；或者利用機翼或尾翼對發動機噴流進行遮擋，使置于地面的設備探測不到。

此外，隱身飛機還要考慮到對其他探測方法的隱身，如最原始的可見光探測、噪聲探測，等等。飛機上使用的偽裝涂色就屬于一種可見光隱身方法，只不過新的可見光隱身技術是用一種能隨周圍環境變化而變化的涂料涂于機表，使飛機的外表顏色和亮度與背景相同或類似，以起到隱蔽和偽裝的作用。對于噪聲則可用吸聲裝置，或設計噪聲很小的發動機，使地面測聲裝置測不到聲音。總之，隱身飛機為了對付地面探測所采取的種種措施，便是飛機隱身的秘密。

在對抗中不斷發展

隱身技術的發展是和電子技術的發展緊密相關的。由于搜集、跟蹤、瞄準等探測裝置的性能不斷提高，這些設備的探測距離、精度、抗干擾能力越來越好，使得一些軍用飛行器（如軍用飛機、巡航導彈等）的生存力受到了越來越嚴重的威脅，過去飛行器上曾經使用過的電子對抗設備、方法，在新形勢下很難單獨發揮作用。因此，在這種情況下就迫切需要用新的方法使飛機不被對方探測到，于是隱身飛機應運而生。

探測和隱身是一對攻與防的對抗性矛盾。隨著隱身技術的不斷發展，飛機隱身能力的不斷提高，反隱身的探測技術也會不斷發展和提高，反過來又會促使人們去探索新的隱身方法。