飛機高空“躲貓貓”

康琳

目前，世界上有10個左右國家進行研制第三代戰(zhàn)機，而到了第四代隱身戰(zhàn)機，就只有美、俄、中3個國家在研制。越來越高的研發(fā)難度，將許多國家擋在了門外。過高的技術(shù)難度及經(jīng)費投入，不是誰想搞就能搞的。許多老牌的歐洲航空工業(yè)強國如英、法、德、意等國，都放棄了獨立或合作研制隱身戰(zhàn)機的念頭，轉(zhuǎn)而向美國采購F-35，或者如法國將精力放在隱身無人戰(zhàn)機的研發(fā)上。

為什么搞隱身戰(zhàn)機？

從作戰(zhàn)角度看，隱身戰(zhàn)機的出現(xiàn)正在引起空中作戰(zhàn)和地面防空作戰(zhàn)的革命性變化。隱身戰(zhàn)機雖以隱身為主要設計目的，但其機載系統(tǒng)的性能同樣得到大幅提升，這使得其在與非隱身戰(zhàn)機和敵防空系統(tǒng)的對抗中占據(jù)極大的技戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。

以F-22A為例，盡管其雷達反射截面積一直被嚴格保密，但外界普遍認為其迎面雷達反射截面積為0.1平方米，而現(xiàn)在典型第三代戰(zhàn)機的雷達反射截面積在3～5平方米。根據(jù)雷達探測距離公式，雷達的探測距離與雷達反射截面積的四次方根成正比。也就是說，如果雷達反射截面積降低10倍，對方探測距離將減少一半左右；如果雷達反射截面積降低100倍，則對方探測距離會縮小到設計值的1/3。第三代戰(zhàn)機的機載雷達對3平方米目標的探測距離大約在100千米，這樣當F-22與非隱身的第三代戰(zhàn)機進行空戰(zhàn)時，后者的機載雷達發(fā)現(xiàn)F-22的距離將被壓縮到40千米以內(nèi)，而F-22的AN/APG-77雷達卻可在200千米發(fā)現(xiàn)第三代戰(zhàn)機。顯而易見，F(xiàn)-22對第三代戰(zhàn)機具備單向探測優(yōu)勢，能夠先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊。相比之下，第三代戰(zhàn)機即使進入F-22中距空空導彈的有效射程之內(nèi)都不一定能發(fā)現(xiàn)它。2007年的一次空戰(zhàn)演習中，F(xiàn)-22在“陣風”戰(zhàn)機打開雷達的一瞬間就將其鎖定，并成功向AIM-120C傳輸了火控數(shù)據(jù)，達成射擊條件，而“命懸一線”的“陣風”卻渾然不覺。美軍已經(jīng)舉行的多次空戰(zhàn)演習表明，F(xiàn)-22在與第三代戰(zhàn)機對抗時具有壓倒性的技戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，迄今已創(chuàng)造了上百比零的紀錄，即第三代戰(zhàn)機損失上百架，F(xiàn)-22無一損失。

隱身戰(zhàn)機不僅能在空戰(zhàn)中“蹂躪”第三代戰(zhàn)機，還初步具備了打擊敵方預警機的能力。根據(jù)前面提到的雷達探測距離公式，對第三代戰(zhàn)機探測距離可達300千米的預警機，要發(fā)現(xiàn)F-22至少要在100千米左右，而美國正在發(fā)展的AIM-120D遠程中距空空導彈的射程已達197千米，這樣掛載AIM-120D導彈的F-22就可在預警機探測到自己之前先發(fā)制敵。

如何實現(xiàn)隱身？

隱身戰(zhàn)機的所謂“隱身”不是完全看不見，而是通過各種技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)手段，最大限度地降低被敵方探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的概率。或者說，隱身戰(zhàn)機比非隱身戰(zhàn)機探測起來更加困難。

現(xiàn)代對空探測的手段主要集中在雷達、紅外、光學、電磁等，其中雷達是最重要的探測手段，因為防空雷達的探測距離可達數(shù)百千米，遠遠超過其他幾種探測手段。不僅如此，現(xiàn)代雷達還能實現(xiàn)敵我識別、火控等一系列性能。所以，戰(zhàn)機的隱身主要是對雷達的隱身。紅外、光學和電磁的隱身也同樣不容忽視。以紅外隱身為例，戰(zhàn)機在高速飛行中，發(fā)動機尾噴口會持續(xù)噴出高溫尾焰，機體也會因為與空氣摩擦而大幅升高溫度，這些都會產(chǎn)生強烈的紅外輻射。現(xiàn)代機載紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)的靈敏度越來越高，對戰(zhàn)機的這些紅外輻射源的探測距離可達100千米以上，與許多先進機載雷達的探測距離幾乎相當。

雷達探測類似于蝙蝠耳朵對獵物的功能，是靠接收目標在雷達波照射下產(chǎn)生的回波定位來實現(xiàn)的，如果目標表面能吸收或散射雷達波，這樣就能減小被發(fā)現(xiàn)的概率，而達到隱身目的。理論計算和實際測試都證明，設計合理的隱身外形可以將雷達反射面積降低75%～90%。但外形隱身技術(shù)只是改變雷達回波的傳播方向，使強回波轉(zhuǎn)向受探測威脅較小的方向，而不是減弱回波的總能量。

外形隱身之外的技術(shù)措施對戰(zhàn)機雷達隱身的貢獻只占10%～25%，主要是材料隱身，通常分為透波材料和吸波材料。透波材料，顧名思義就是對電磁波“透明”的材料，雷達波既不會被其反射也不會被其吸收，而是直接穿過去。

研制難度有多大？

目前，世界軍事大國正在使用或開發(fā)的吸波材料主要為納米材料。近幾年的研究證明，納米材料具有極好的吸波特性，它具有頻帶寬、兼容性好、質(zhì)量輕、厚度薄等特點，可以滿足對吸波材料“輕、薄、寬、強”的要求。還有一種近幾年才發(fā)展起來的導電高聚物材料，將導電高聚物與無機磁損耗物質(zhì)或超微粒子復合，可望發(fā)展成為一種新型的輕質(zhì)寬頻帶微波吸收材料。

隱身戰(zhàn)機研制涉及到眾多方面因素，而且無論哪方面的技術(shù)難度都很高。以雷達隱身為例，雖然都知道外形隱身設計的原則，但付諸實踐卻非常困難。首先，隱身戰(zhàn)機要在保持優(yōu)異機動性的前提下實現(xiàn)隱身，而機動和隱身實際上是一對矛盾體，要想讓它們達成比較完美的結(jié)合，就需要建立數(shù)學模型、進行大量的理論計算，并且還要進行無數(shù)次的風洞試驗。這些既需要豐富的航空設計經(jīng)驗、深厚的技術(shù)實力，更需要完善的風洞群，而僅僅是風洞群一項，就將絕大多數(shù)國家擋在了門外。其次，雷達隱身的各項外形設計技術(shù)，都是世界上最頂尖的航空技術(shù)。例如進氣口技術(shù)，目前只有美國、俄羅斯、中國完全或部分掌握；保形天線設計不僅涉及到氣動，還涉及到一個國家的航空電子技術(shù)實力；至于隱身材料則涉及到一個國家的整體材料工業(yè)、化學工業(yè)技術(shù)實力。

總之，戰(zhàn)機的雷達隱身設計絕非看看別人的外形就能設計出來，沒有強大的航空工業(yè)，根本不可能奢談設計隱身戰(zhàn)機。以印度為例，在西方提供大量技術(shù)支持和成品部件的情況下，其僅僅研制第三代戰(zhàn)機就花了30多年時間。研發(fā)成本和生產(chǎn)單價，也是說明隱身戰(zhàn)機技術(shù)難度大的證據(jù)。美國F-22整個項目費用高達667億美元，平均單價3.42億美元。即使不算研制費用，F(xiàn)-22的生產(chǎn)單價也高達1.5億美元。相比之下，美國第三代戰(zhàn)機F-15在1998年的生產(chǎn)單價才3 000萬美元。而美國研制的另一款隱身戰(zhàn)機F-35，到目前為止研發(fā)經(jīng)費已達300多億美元，生產(chǎn)單價也從10年前估計的4 500萬美元暴漲至2015年的1.56億美元。

怎樣對付隱身戰(zhàn)機？

一提到現(xiàn)代作戰(zhàn)，人們往往會強調(diào)依托體系的聯(lián)合作戰(zhàn)，然而隱身戰(zhàn)機的出現(xiàn)卻似乎在打破這個規(guī)律。B-2A隱身戰(zhàn)略轟炸機在科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中都是獨來獨往，不需要其他機種支持，而F-22戰(zhàn)機在裝備之初也沒有裝備通用的16號機載數(shù)據(jù)鏈。那么隱身戰(zhàn)機真的能脫離體系，恢復以往的獨立作戰(zhàn)嗎？顯然不是。

B-2A隱身轟炸機此前之所以獨來獨往作戰(zhàn)，一是當時F-22還沒有服役，用非隱身戰(zhàn)機為其護航反而增加了暴露概率；二是B-2A發(fā)起攻擊時，對方的防空系統(tǒng)已被摧毀或被壓制。 F-22A在服役之初沒有加裝數(shù)據(jù)鏈，使其無法與其他戰(zhàn)機進行信息交換，形成了“信息孤島”現(xiàn)象，也不是因為美軍打算讓F-22A成為“獨行俠”，而是因為當時數(shù)據(jù)鏈帶寬有限，無法滿足F-22向外傳輸大量數(shù)據(jù)的需求。2009年，美軍開始對F-22A實施價值80億美元的“增量3.2”升級，他們?yōu)?83架F-22A陸續(xù)加裝多功能先進數(shù)據(jù)鏈。這種新型數(shù)據(jù)鏈配用新型電掃波束切換智能天線，不但能在高威脅環(huán)境中提高隱身戰(zhàn)機相互協(xié)調(diào)的能力，還實現(xiàn)了與非隱身戰(zhàn)機之間的數(shù)據(jù)傳輸，讓F-22A真正融入到作戰(zhàn)體系當中，這無疑會進一步增強F-22A的作戰(zhàn)能力。

另外，地面反隱身雷達的發(fā)展只能解決部分問題，因為地面防空作戰(zhàn)畢竟屬于被動防御，而對方的隱身戰(zhàn)機卻可以靈活選擇攻擊方向，令防御一方防不勝防。現(xiàn)代防空作戰(zhàn)的實戰(zhàn)也一再告訴人們，僅靠單純的防空是無法贏得戰(zhàn)爭勝利的。只有同時擁有隱身戰(zhàn)機，才能真正具備與對方隱身戰(zhàn)機對抗的能力。