隱形特性是一種軍事戰(zhàn)術(shù),用來使飛機(jī)、船只、潛艇等對(duì)雷達(dá)、紅外、聲納等探測(cè)方法不易可見。它使用了各種功能和技術(shù),降低了其對(duì)雷達(dá)、紅外和射頻(RF)頻譜的反射/發(fā)射能力。隱形技術(shù)使用電子對(duì)抗和計(jì)算機(jī)模擬,使隱形飛機(jī)很難被對(duì)手的雷達(dá)發(fā)現(xiàn)、跟蹤或攻擊。隱形飛機(jī)可以讓一個(gè)國(guó)家在敵人的領(lǐng)土上實(shí)現(xiàn)攻擊、收集情報(bào)、執(zhí)行間諜行動(dòng)等而不被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)。
德國(guó)人首先嘗試實(shí)現(xiàn)隱形飛機(jī)的壯舉。在第一次世界大戰(zhàn)期間,他們嘗試使用一種透明的覆蓋材料——四氯乙烷(醋酸纖維素),試圖降低軍用飛機(jī)的能見度。但在實(shí)驗(yàn)的后期階段,它被證明是無效的,甚至?xí)a(chǎn)生反作用,因?yàn)殛?yáng)光照在覆蓋層發(fā)出的閃光使飛機(jī)更加明顯。此外,使用的材料在陽(yáng)光下很快就會(huì)降解,所以這個(gè)項(xiàng)目被放棄了。
現(xiàn)代隱形飛機(jī)首先是由美國(guó)開發(fā)的。在冷戰(zhàn)期間,為了在蘇聯(lián)領(lǐng)土上進(jìn)行攻擊和間諜活動(dòng),美國(guó)開始了其隱形飛機(jī)的開發(fā)計(jì)劃。在20世紀(jì)70年代,美國(guó)國(guó)防部發(fā)起了旨在開發(fā)隱形戰(zhàn)斗機(jī)的Lockheed Have Blue項(xiàng)目。Have Blue項(xiàng)目的成功為世界上第一架隱形戰(zhàn)斗機(jī)FA-117夜鷹的發(fā)展鋪平了道路。FA-117的輻射吸收材料、雷達(dá)吸收涂料、低雷達(dá)截面(RCS)、曲線表面,要么吸收大部分無線電波,要么將其反射到敵人雷達(dá)和傳感器的接收端,使其在天空中幾乎不可見?,F(xiàn)在很多隱形飛機(jī)都可以使用隱形功能,比如F-22猛禽,F(xiàn)-35閃電,蘇-57等。印度的AMCA項(xiàng)目和光輝戰(zhàn)機(jī)MK-ll也在努力實(shí)現(xiàn)隱形功能。
要實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的隱身功能,關(guān)鍵在于使用技術(shù)擊敗使用電磁頻譜的探測(cè)系統(tǒng)。為了擊敗這些探測(cè)系統(tǒng),飛機(jī)應(yīng)該在雷達(dá)、紅外、聲、視覺電磁頻譜區(qū)域具有最低限度的特征。
一、低雷達(dá)信號(hào):
雷達(dá)是飛機(jī)跟蹤和探測(cè)中最重要的設(shè)備。雷達(dá)系統(tǒng)通過發(fā)射機(jī)在空氣中發(fā)射無線電波工作,這些無線電波被飛機(jī)反射,然后被接收器接收。它提供了飛機(jī)的位置、位置、航程、高度等。它在不知道被跟蹤目標(biāo)的情況下提供目標(biāo)的信息。
飛機(jī)不被雷達(dá)跟蹤主要有兩種方法:它要么捕獲無線電波,即禁止無線電波到達(dá)接收器的末端,或者將無線電信號(hào)反射出接收器。
雷達(dá)吸波材料用于飛機(jī)機(jī)身的制造和涂層。其機(jī)身涂層采用了強(qiáng)化碳素、炭黑顆粒、小鐵球等材料。這些雷達(dá)吸波材料的原子中含有自由電子,它吸收大部分無線電波。因此限制了被跟蹤的概率。
與商用飛機(jī)不同,具有隱身特征的軍用飛機(jī)沒有任何曲線或圓形表面,但具有多面面(即表面有多個(gè)邊、頂點(diǎn)和錐形結(jié)構(gòu))。
此外,由于大多數(shù)無線電波水平降落在飛機(jī)上,即無線電波與飛機(jī)表面形成水平角度。因此,飛機(jī)被設(shè)計(jì)成這樣一種方式,飛機(jī)的垂直表面的高度是保持在最低的,比如通過消除外部的武器塔和存儲(chǔ)武器內(nèi)部的武器艙,以減少它的雷達(dá)反射。因此,由于其多面表面和較低的飛機(jī)垂直高度,它輻射大部分無線電波遠(yuǎn)離雷達(dá)接收器,具有低雷達(dá)橫截面(RCS)。
二、低紅外信號(hào)
紅外傳感器或攝像機(jī)可以跟蹤和檢測(cè)飛機(jī)發(fā)出的熱量。飛機(jī)主要有兩個(gè)熱源:發(fā)動(dòng)機(jī)和廢氣的熱量,以及由于空氣摩擦而使機(jī)身發(fā)熱。
噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣溫度高達(dá)850至900°C。當(dāng)廢氣到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噴嘴外的自由大氣時(shí),廢氣在空氣中膨脹并輻射出紅外線波長(zhǎng)的熱能,任何紅外傳感器都能跟蹤它。
降低發(fā)動(dòng)機(jī)紅外信號(hào)的方法有很多,比如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管用瓷磚隔熱,這有助于隱藏其熱信號(hào)。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)還具有允許冷卻空氣與燃燒后的熱廢氣混合的功能。它有助于冷卻廢氣,從而減少紅外信號(hào)。
隱形飛機(jī)的引擎被設(shè)計(jì)成這樣一種方式:它可以隱藏在飛機(jī)的機(jī)身中,或者引擎位于機(jī)翼上方,就像B-2“幽靈”轟炸機(jī)那樣。它還減少了紅外足跡。
(B-2機(jī)翼上方的引擎)
由于摩擦,飛機(jī)的機(jī)身也會(huì)升溫,利用導(dǎo)體將這些熱量從空氣中傳導(dǎo)出去或分散到不同的方向,從而降低了被對(duì)手紅外傳感器跟蹤的概率。
三、低聲波信號(hào)
聲學(xué)或飛機(jī)噪聲是探測(cè)它的另一種方法。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲是由高壓空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)氣流通道中的高速運(yùn)動(dòng)引起的。通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣流通道可以降低噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音,還可以使用了一些噪聲消除裝置。此外,現(xiàn)在有許多在嘗試改善發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流通通道以減少噪音。
飛機(jī)的聲足跡也是探測(cè)的主要來源。當(dāng)飛機(jī)超過音速,即每小時(shí)1234公里或以超音速飛行時(shí),就會(huì)產(chǎn)生“音爆”。音爆產(chǎn)生的聲波或沖擊波很容易被合適的監(jiān)測(cè)站追蹤到。它向?qū)κ痔峁╋w機(jī)的方向和位置。因此,隱形飛機(jī)通常以亞音速飛行,即以低于音速的速度飛行,以避免音爆。
美國(guó)戰(zhàn)略轟炸機(jī)B-2主要以亞音速飛行。更新的飛機(jī)如F-22猛禽、F-35閃電、SU-57等能夠以亞音速和超音速運(yùn)行。因此,這些飛機(jī)在許多行動(dòng)中充當(dāng)隱形,也可以在戰(zhàn)爭(zhēng)中用于進(jìn)攻性空戰(zhàn)。
四、低視覺信號(hào)
視覺探測(cè),即通過人眼探測(cè)飛機(jī),在可視范圍空戰(zhàn)和單兵便攜式防空系統(tǒng)中是最重要的。如果雷達(dá)和紅外(IR)未能探測(cè)到飛機(jī),它仍然可以被視覺跟蹤并被擊落。因此,降低可見特征對(duì)實(shí)現(xiàn)隱身特征也很重要。
有許多方法可以實(shí)現(xiàn)低視覺信號(hào),但常用的方法有兩種:小尺寸飛機(jī)和偽裝涂料。飛機(jī)的尺寸越小,它被肉眼探測(cè)到的可能性就越小。LCA的“光輝”和“鷹獅”,由于它們的體積比同時(shí)代的飛機(jī)更小,是低視覺信號(hào)的最佳例子。偽裝涂料的目的是減少飛機(jī)和它所看到的背景之間的對(duì)比。精心挑選的油漆被用來油漆飛機(jī)的表面,目的是與它最可能飛行的背景所匹配。
例如,當(dāng)飛機(jī)飛過農(nóng)田和森林地區(qū)時(shí)將他們涂成棕色和綠色,飛過沙漠時(shí)用沙棕色,海上則一種暗淡的藍(lán)灰色。如今,飛機(jī)被涂成低對(duì)比度的灰色。
盡管使用所有這些功能并不能使任何飛機(jī)對(duì)敵人完全隱形,但隱形飛機(jī)仍然是執(zhí)行任何重要行動(dòng)的關(guān)鍵工具。它也被用于潛艇和海軍艦艇。
(文章參考:https://www.defencexp.com/stealth-technology-how-aircraft-becomes-invisible/)
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