軍用飛機涂裝設計發展研究

王鐘毓，段卓毅，耿建中，董強

航空工業第一飛機設計研究院，陜西 西安 710089

人類航空發展至今已逾百年，飛機設計制造水平早已今非昔比。涂裝承擔著文化展示、美觀美化、視覺偽裝等諸多任務，也經歷著巨大變化。本文將主要從軍用飛機方面介紹百年來航空涂裝設計的發展演變，為未來的涂裝設計提供借鑒和參考。

1 飛機涂裝設計的起源與初步發展

世界上第一架軍用飛機萊特A型于1909年裝備美國空軍，執行偵察任務。戰爭需求是飛機技術發展的重要推動力之一。第一次世界大戰（簡稱一戰）期間，飛機便開始作為重要的戰術工具參與戰爭。為達到從上俯視時與地面的植被融為一體以降低敵機的發現概率、提高敵機的瞄準難度的目的，多數參戰國將參戰飛機的上表面涂上橄欖綠色的漆裝，成為了最早期的涂裝設計。

由于技術水平和戰爭理論等的限制，一戰時飛機仍主要從事偵察等輔助任務。到了第二次世界大戰（簡稱二戰）期間，飛機的戰略戰術價值更加地凸顯出來。作為提高飛機生存性的重要手段，軍用飛機涂裝設計開始得到重視和系統性的研究。軍用飛機涂裝迷彩的基本理論初步奠定。機種、季節、作戰地域和任務類別都是影響迷彩涂裝方案的重要因素。如夜間任務飛機多采用黑色涂裝；艦載機下部涂為淺灰白色、上部涂為深灰色；轟炸機上表面涂為軍綠色，下表面涂為天藍色等。這些涂裝設計都旨在提高目視隱身性，提高敵我識別區分度。

美空軍P-51野馬經典的機頭鯊魚頭圖案涂裝體現了極具侵略性的尚武精神，提高了士氣，震懾了敵軍，如圖1所示。

圖1 美軍P-51“野馬”戰斗機Fig.1 USAF P-51 Mustang fighter

日本零式戰斗機機身采用與日軍軍服顏色相近的墨綠色，如圖2所示。在機身中部涂裝對比鮮明的血紅色“太陽”圖案，反映了日本人的武士道風格。

圖2 日軍零式戰斗機Fig.2 Japanese Zeros fighter

2 現代飛機涂裝設計的發展

科技的進步深刻地影響著戰爭的模式和戰法，進而決定了武器裝備的發展要求與方向。雷達和導彈的應用對空戰模式的影響是顛覆性的，由此空戰開始向超視距發展。涂裝設計的重要性曾被設計師所懷疑，然而隨后發生的數次現代戰爭經驗卻證明即使在新的技術環境下，涂裝設計仍是重要的設計工作。空戰情況瞬息萬變，超視距并不能保證發現及摧毀，視距內作戰能力仍是重要要求。好的涂裝設計對于提高軍用飛機生存力仍有著重要意義。為了降低可視度，打碎飛機輪廓線使之與背景相融，軍用飛機常常需要噴繪兩種以上不一樣的色彩。涂裝的不同色彩交接可以以曲線或折線為主，摻雜以條狀色塊、點狀色塊、不定形色塊等。涂料采用低反光率的隱身涂料。迷彩常見以灰色、藍色為主的雙色或多色混搭，并通過在亮光處涂裝暗色，在陰影處涂裝亮色的方式減少整機色差。在飛行實踐中摸索發現，不同顏色色調的差別在5000m以上時基本無法分別，目視效果為淺灰色或者深灰色；地表色差從7000m的高度也無法辨別，看上去呈現灰藍色效果。飛機在飛行時，下表面因背光呈現陰影，與明亮的天空背景對比鮮明。因此，機身下表面常涂裝白色等淺色以減小色彩對比度。

除了從目視隱身角度出發考慮的色彩搭配設計外，不同國家在涂裝設計方面也有著一些不同的傳統樣式。圖3展示了典型的蘇聯/俄羅斯軍用飛機涂裝設計方案，涂裝方案的迷彩色、俄羅斯國旗、飛機編號、所屬部隊標志及制造商標志的布置都有一定的章法。在具體的涂裝迷彩的選擇方面，由于國土橫跨歐亞，地理地貌種類繁多，作戰環境差異較大，俄羅斯規定，各地空軍根據其空軍基地駐地及所負責戰略方向制訂不同的涂裝計劃并采用不同的迷彩方案。

圖3 俄羅斯蘇-33 涂裝示意Fig.3 Russian SU-33’s painting design

與其他種類的軍品設計流程相似，各國軍用飛機涂裝的設計都有一整套的軍用標準，包括涂裝顏色、字體、徽章、編號等都進行了詳細的規定。如美軍的《聯邦色彩標準》，簡稱為FS標準，通過FS加5位數字的表示法對各類涂裝顏色進行了區分。FS36081的首數字3表示這種顏色是亞光類，則是這個顏色的色彩代碼；而FS16081則是6081色的光澤類，首數字1表示光澤顏色。次位數字則是不同的色系的分類，如4為綠色系5為藍色系等。美軍駐歐洲空軍基地主要的三種迷彩涂裝代號分別為FS34102淺綠、FS34092綠和FS36081深艦灰。A-10“雷電”II對地攻擊機使用的便是這三種顏色的搭配，如圖4所示，另外還有白色為主的雪地迷彩方案[2]。

圖4 美軍A-10戰斗機涂裝示意Fig.4 US air force A-10’s painting design

美國空軍主力戰斗機的主流迷彩涂裝主色調是天灰色。根據機型的不同，又有諸多小分支。如F-16的“埃及”I迷彩涂裝、F-4G的“高地”II迷彩等。涂裝設計的標準并非拍腦袋的結果，而是在長期實踐中摸索出來的。實際上，美國人在涂裝設計方面也曾經走過不少彎路。如美國空軍曾計劃在剛剛裝備部隊的F-15上涂裝“可以與藍天融為一體，地面目視無法發現的天藍色涂裝”。然而這一“創新性”十足的創意卻沒能經受住實踐的檢驗，它忽視了歐洲經常出現的灰霧樣天氣，使得使用天藍色涂裝的戰機在天空中反倒“光彩照人”，成了活靶子。最終在一片嘲諷聲中， F-15戰機又換回了原先的土灰色迷彩涂裝。

美國空軍的F-16飛機涂裝在飛機涂裝設計歷史中也非常經典，如圖5所示。F-16經典涂裝由三種深度的灰色混合搭配，機翼、后機身、平尾涂裝為深灰色，前機身、腹鰭的外表面、垂尾涂裝中灰色，機身和尾翼的外側、翼下外掛物都涂淺灰色。從目視隱身的角度講，這種方案“打碎”了飛機的外形輪廓，無論是哪個角度都有著較好的背景相融性，減少了被目視發現的概率。從美學角度講，這種涂裝硬朗協調，威猛肅殺，也不失藝術美觀性。

隨著飛行實踐的增多和人們對于涂裝設計認識的深入，傳統涂裝呈現出體系化、規范化發展的趨勢。與此同時，有別于傳統思路的新的涂裝設計技術也蓬勃發展起來。數碼迷彩便是其中得到了最多關注的一種，如圖6所示。“數碼迷彩”就像電視屏幕那樣，將飛機劃分為一個個的小方格，這些方格類似于肉眼可見的最小單位“像素”。相比于四色或六色迷彩，數碼迷彩將飛機輪廓更加“碎片化”，更加難以與周圍環境區分和識別。不少國家已經開始了將這種起源于陸軍裝備的迷彩方式應用于空軍的嘗試。

圖5 美軍F-16戰斗機涂裝示意Fig.5 USA F-16’s painting design

圖6 數碼迷彩Fig.6 Digital camouflage

可以說，戰斗機轟炸機等前線作戰飛機的涂裝設計從誕生開始就一直在千方百計地降低可視度，提高飛機與環境的相容性。然而還有一類特殊飛機的涂裝發展方向卻是反其道而行，一直在追求更大的色差和更大的背景對比度。它就是教練類及救援、表演類軍用飛機，如俄羅斯雅克-130教練機，如圖7所示。紅色光波長，穿透力強，醒目易引起人的注意力；白色反射率高，與灰色的天空、大地背景反差大；搜索救援及醫療類飛機偏愛采用可視度高的橙色和白色搭配；靶機常常采用紅色作為主色調；教練機及表演類飛機普遍采用上白、下紅的機身涂裝，翼尖涂紅色等醒目色方便指揮員或觀眾觀察飛機起飛和著陸或在空中作特技時飛機的飛行姿態。在飛行坡度過大時，教練員可以通過觀察翼尖的位置及時地指導學員調整姿態，避免事故的發生。

圖7 俄羅斯雅克-130教練機Fig.7 Russian Yak-130

3 軍用飛機涂裝功能及設計宗旨

軍用飛機的涂裝設計經歷百年發展歷程，其發展脈絡大致可梳理出一張路線圖：1900—1920年，沒有系統的涂裝理論，涂裝全憑飛行員喜好；1920—1950年，開始認識到飛機涂裝對增加生存率的重要性，產生系統的涂裝設計理論；1950—1990年，針對不同使用環境，提出更加細化的涂裝方案，涂裝設計精細化、規范化；1990年至今，在涂裝設計方面進行大膽嘗試，提出“數碼迷彩”“模塊化迷彩”等新概念。不同國家因為不同的地理環境、使用需求和文化傳統發展出了不同的設計理念和標準。但萬變不離其宗，總的來說，軍用飛機的涂裝主要有以下六大功能[3]。

（1）隱身示假，提高生存力

隱身和示假可以有效地提高軍用飛機在戰場上的生存力。軍用飛機的迷彩涂裝可以打破飛機輪廓線，模糊飛機與背景環境，增加敵方辨識難度，在激烈的空戰或空襲任務中占得先機。

（2）區別機種任務

現代空軍的任務日益多元化、復雜化，執行不同任務的飛機對涂裝有著不同的需求。對于空中優勢戰斗機（如米格-29、F-16、F-22）來說，近距格斗是重要的空戰任務之一，因此，常常使用不同深度灰色進行搭配涂裝。高空高速截擊機如F-15和蘇-27的核心使用要求是在高空截擊作戰，高空背景色較灰暗但陽光在機身的反射散射卻非常強，因此，此類飛機常采用暗灰色的涂裝設計。強擊機、攻擊機如A-10、強5飛機擔負低空對地搜索攻擊任務，常采用與地表環境相近的深綠、土黃、土灰等顏色。高空高速偵察機及其他主要在夜間執行任務的轟炸機如SR-71、B-2等機型常常采用具有吸收雷達波能力的黑色吸波材料。執行投放核彈任務及進行核爆試驗觀測任務的飛機為減少飛行員所受輻射量，需要增強反射，因此，多采用銀色的涂裝。另外，在執行一些特殊任務或在特殊環境下使用時，也可進行臨時地特殊涂裝處理。

（3）保護飛行員眼睛

隨著飛機性能的提升和任務復雜度的增加，飛行員執行任務的時間和強度都有所增加。在長時間飛行狀態下，光照度和色彩等因素對推遲飛行員視覺疲勞時間，保障飛行員執行任務能力有著關鍵的影響。因此，座艙蓋前端的飛行員主視區常常采用低反射率的暗色涂裝。

（4）反射日光輻射

對于高空長航時飛機來說，日光的強烈輻射會對機場內的電子設備產生威脅，過高的溫度也不利于任務設備的穩定工作。因此，此類飛機可采用高反射率的白色或銀色涂裝。

（5）文化的展示

不同國家民族有著不盡相同的文化和審美，涂裝就成為了展示本國空中力量的文化窗口。對各個國家的飛行表演隊來說，國旗圖案和原色常常是重要的涂裝設計參考要素，如法國飛行表演隊紅、白、藍三色涂裝、意大利飛行表演隊紅、白、綠三色涂裝。美國“雷鳥”飛行表演隊和俄羅斯“雨燕”飛行表演隊在國旗基色上繪制了圖案作為標志性涂裝。這類涂裝設計美觀、醒目，具有鮮明的民族特色，在飛行表演中展示了本國軍事裝備的風采，極大地拉近了軍隊與本國觀眾的距離。

（6）弘揚軍威，鼓舞士氣

二戰時期，盟軍的王牌飛行員常常會在飛機上噴涂飛行員姓名及擊落敵機的數量等特殊的標記和圖案。中國戰場著名的“飛虎”隊曾在P-40上繪制了著名的虎鯊涂裝。這類涂裝英氣昂揚，弘揚了戰斗精神，彰顯了國威、軍威，既鼓勵了本國軍民的戰斗意志，又打擊了敵對勢力的囂張氣焰，因此，也成為了軍機涂裝的傳統之一。

4 結束語

涂裝設計是飛機生存力、戰斗力的重要保障之一。隨著空戰環境日新月異地變化和對軍用飛機能力要求的復雜化、深度化發展，涂裝設計也需要與時俱進，及時響應多層次隱身化等更高的要求。作為飛機設計人員，掌握一定的涂裝設計知識很有意義。