来去无踪的隐形战机

文|陈福民

来去无踪的隐形战机

文|陈福民

英国作家威尔斯笔下的“隐身人”服用了一种药水，使他全身的毛发、机体、骨骼、五脏都变成透明，谁也看不见他。那么，这些“隐身”飞行器的奥秘又在哪呢？

“隐身人”虽然还是科学幻想中的人物，然而，目前美、俄、中等国都已在进行“隐身飞机”的研究，并已取得可喜的成果。用这种“隐身飞机”进行空中突防，将使敌方的雷达或其他电子“眼睛”变成“瞎子”或“高度近视患者”。

英国作家威尔斯笔下的“隐身人”服用了一种药水，使他全身的毛发、机体、骨骼、五脏都变成透明，谁也看不见他。那么，这些“隐身”飞行器的奥秘又在哪呢？

瞒天过海的本领

上世纪，一个风清云淡的日子，美国加利福尼亚州的尼丽斯空军基地戒备森严，防空雷达的巨型抛物面天线在不停地旋转，防空导弹似满弓之矢，战斗机严阵以待。在指挥部的大型荧光屏幕前，指挥官们聚精会神。突然，一阵惊心动魄的轰炸声惊醒了机场上的战斗机飞行员们。他们紧急起飞，全面迎战。

未等这些飞机滑出跑道，4架F-19(F-117的讹传型号)战斗机似恶狼般地猛扑过来。第一次攻击波刚过，紧接着又实施第二、第三次攻击波，打得尚未离地的飞机抬不起头来，而防空导弹已被偷袭的轰炸机炸得瘫痪在地，毫无还手之力。

更令人惊讶的是，直到这些来袭的飞机获得全胜而退出战斗时，防空雷达依然被蒙在鼓里，毫无察觉。

这是一次美军模拟攻击苏军飞机的演习。基地上有号称“千里眼”的雷达警戒装置，怎么会看不到来袭美军飞机的影子呢？

原来，雷达“看”飞机或导弹，是利用向四面八方发射的电磁波。当电磁波碰到这些飞行器的金属表面时，一部分会被反射回来；雷达接收到回波，便会通过显示屏显示出飞行器来，于是就知道了飞行器的方位和高度。美军使用的是一种“看不见的飞机”，它们的外形和气动布局是经过特殊设计的，好比“敌后武工队员”一样。这些飞机一身特殊的装束，使防空雷达成了“瞎子”。

隐身飞机在飞机家族中的确是别具一格。它不像普通飞行器那样有棱有角，而是把机翼和机身融为一体。所有的武器被装在机身内的武器舱中，消除了构成雷达波强反射的翼身交界边角。美国在本土部署的一批“隐身”战略轰炸机，就是将发动机安装在紧贴机身的两侧，改变了一些容易造成电磁波反射的尖角和平面，使大部分雷达波“有来无回”。老式的B-52轰炸机的雷达波反射面积有120平方米，改进外型设计的新型轰炸机B-1B仅为1平方米左右，而B-2只有0.1~0.001平方米，大大提高了轰炸机的突防、作战和生存能力。

乔装打扮的诡计

1983年11月，美国总统里根在访问日本时，日本政府让代表团参观了一项废水处理技术的应用成果。这项技术原是日本电气公司和东京大学的研究人员共同研制的，他们用在水溶液中沉淀出铁氧体的方法，处理轧钢厂的废水。由于这些铁氧体质量差，不能用作电子元件的材料，故电气公司就把它做成贴片或涂料，涂抹在金属物体表面，可吸收微波。日本人用它涂抹金属桥梁，使船舶雷达的反射波不受干扰。后来，日本三菱公司还在一种巡航导弹尾部涂上这种材料，使其避开雷达的探测。不料，这项技术被代表团里的一位美国防部官员“掠”走，他们给金属飞机涂覆这种铁氧体涂层，宛如给飞机穿上一身“隐身衣”，使飞机的雷达反射面积和红外痕迹减至最低限度，除目视追踪外，很难用其他仪器捕捉它。

既适合于飞机、导弹作高速飞行，又能隐身的“衣料”并不多。隐形飞机采用非金属材料或雷达吸波材料作“衣料”，吸收而不是反射来自雷达的能量。通常，雷达吸波材料分两大类，一类是谐振型，另一类是宽频带型。其中，谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成，它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质结合起来，形成雷达吸波结构材料，这种材料目前还属于保密的吸波材料之一。

科学家将这种先进的复合雷达波吸收“衣料”运用在隐形飞机上，这种隐形战机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相同，起到了使雷达“看”不见的作用，因此仅仅通过雷达就想分辨出隐形飞机是非常困难的。美国近年来研制的一种复合材料，重量很轻，密度只有铝的一半，强度却与钢相当，机械性能又比铝强。这种复合材料包含着能吸收或减少反射电磁波的塑料、陶瓷和非金属材料。更有意思的是，用一种化学涂料作兵器的外衣，它能将吸收的雷达波变换波长，待反射回去时，雷达便收不到所发出的原“口令”信号了。科学家取各种“隐身衣”之长，研制出新型的“三合一”衣料，用作飞机或导弹的外衣，雷达就收不到回波，或者回波甚少，以致雷达对此类飞机或导弹“视而不见”了。

销声匿迹的神技

目前，观察飞机的“眼睛”除了雷达外，还有红外探测器，此外，还有“噪声探测器”可作为探测飞机的“耳朵”。因此，要对付这些探测手段，飞机必须要有更多的隐身法。

最近，美、英科学家已从飞蛾眼睛的特异功能得到启示。科学家发现，飞蛾之所以能在夜间隐蔽飞行，避开鸟类和其他天敌的袭击，是因为其眼睛的特殊结构。它的角膜内“铺设”着一层卵石状的膜，能牢牢捕捉住红外线而不让其逃脱。于是，科学家便开始用聚合物仿制飞蛾的眼睛角膜，将它敷于微型圆盘表面，可以吸收光线而不进行反射。如果调整角膜卵石形状，可制作出不同的角膜，分别用来吸收红外线、可见光线和紫外线。把它用作飞机的“外衣”，将是一种完善的飞行“隐身衣”了。

美国已交付空军使用的隐身飞机，是F-22战斗机，它不仅采用隔热材料来减少辐射，还采用了可减少红外辐射的“软百页帘”式二元喷口，由小型计算机控制排气喷管，使发动机喷射的红外辐射源偏移方向。这样，红外辐射量减少了90%，探测距离缩短了45%。该喷口还被后方下部的机翼和全动双垂尾所屏蔽，进一步提高了红外隐身性能。此外，再对发动机采用消声装置，使声音传不出来；还有可能使用一种新型的高速燃料，排出后即急速冷却，使红外辐射信号几乎匿迹。因此，无论对方有什么样的“千里眼”和“顺风耳”，隐身飞行器都变得“无影无踪”了。

神秘莫测的歼－20战机

我国的歼-20战机首飞之前曾有两次神秘现身。歼-20从发动机喷管的外形特征来看，与歼-10战机使用的AL－31F系列发动机非常相像。

歼－20战机外貌的最大特点是采用鸭翼，就是歼－20战机机身前部、座舱两侧的“小翅膀”。鸭翼，不仅是“酷”,而且可以提高战斗机的机动性能，还能产生一种额外升力，可以提高载弹量、缩短起飞距离。但鸭翼有个缺点——会让飞机更难控制。鸭翼面积越大、可转动的角度越大，飞机就越不稳定，所以鸭翼一般很小或是固定的。

我国“歼-10”战机的鸭翼不仅面积大，而且是“全动”的，可以转到垂直方向，这是一个很大的突破。而歼-20战机则更进一步，不仅鸭翼面积更大，且带有起上反。与鸭翼类似的，还有歼-20战机大面积双斜垂的尾翼也是“全动”的，甚至可以“差动”：一边向左翻，一边向右转。

这样的战机虽然可以做出各种匪夷所思的动作，但如果都靠人来操纵飞行，是不现实的，这要求歼-20战机的飞行控制系统必须达到极高的水平。因此，歼-20战机必须使用“数字传输”的电传操纵系统，这就如同把模拟电视升级成数字电视。飞行员想做什么动作，告诉电脑，由电脑迅速解算出在当前的飞行状态下需要哪些气动舵面做什么样的偏转，这样战斗机飞起来才“给力”。

隐身性能的另一重点是对发动机进气道的“遮盖”，因为发动机叶片是一个巨大的雷达信号反射源。通常的办法是S形进气道设计——把进气道“扭弯”，从前面看是看不到叶片的。歼-20战机的进气道不仅是“S”形，还结合了DSI——进气道前部有一个“鼓包”，它不仅可以优化进气质量、减轻飞机重量，而且可以部分挡住发动机叶片的雷达信号。除此之外，为了提高隐身性能，歼-20战机所有舱门的边缘都是“锯齿状”，挡风玻璃上还有镀金，并大量采用复合材料来吸收耗散雷达波……

“DSI”就是无分离板超音速进气口，美国F-35虽也采用，但不可调，一般只适用于飞行速度比较慢的战机。而我国的歼-20战机独创了“可调DSI进气口”，解决了DSI高速性能不佳的难题。这将意味着它有更好的加速性、爬升率和超巡能力。同时，可调挡板重量轻于传统的进气口边界层分离板，也不会影响隐形性能。

按隐形原理的要求，歼-20战机整体表面平滑，毫无赘物，甚至到座舱盖，也是和F-22一样的一块玻璃一体成型，没有前风挡框架的反射。而发动机尾部，歼-20战机也和F-22战机一样，基本做到了完全遮蔽，与后半部几乎敞露的T-50不同。在外形隐形上，歼-20战机与F-22战机采取的措施是完全等同的。

在非常重要的发动机遮蔽上，歼-20战机进气口的DSI有一个鼓包，可起到遮蔽的作用，而从机身两侧的进气口到尾部并列紧靠的尾喷口，说明进气道有明显的S形设计，可有效阻挡发动机叶片的雷达反射。在“外形不连续处”上，歼-20战机大大减少了维护口盖数目，明显可见的只有采用了锯齿形边缘的起落架舱。而且主起落架舱盖较大，这是一个将必不可少的起落架舱和检修窗口合二为一、减少开口的巧妙设计。

另外，歼-20战机的颜色是绿灰色的，完全不同于T-50出厂时的黄皮（金属防锈漆）机，这是复合材料和隐形材料的颜色。

因此，可以推测，歼-20战机的最终隐形效果，应与F-22战机处于相似偏弱量级。若F-22战机的雷达反射截面为0.1平方米，则歼-20战机的雷达反射截面最佳应能达到0.3平方米，最差也不会大于0.6平方米。无论如何，歼-20战机都会胜于T-50战机的1～2平方米。

综观一切，“超强隐身能力、超强机动能力、超视距探测攻击、超音速巡航”，是我国隐身战机非常突出的设计特点。在击敌过程中，歼-20战机的机头可以迅速指向敌机，加上未来配备的可大角度离轴发射的导弹，则可先敌发射、先敌脱离，优势不言而喻。

科学的“隐身衣”不仅可以隐蔽战斗机、轰炸机和导弹等飞行器，而且也可用来“披”在舰船、坦克、大炮等兵器身上，甚至连飞机跑道、军事建筑设施都可广泛应用“隐身术”。如在飞机跑道上刷上变色化学漆，跑道的颜色可随季节而变化；建筑物涂上特制的化学涂料，雷达屏幕显示出像草地的影像。隐身技术的发展，将使伪装由防御型向进攻型转变，加剧了电子对抗的难度，给雷达等电子设备及现代航空设备带来新的考验。

然而，“道高一尺，魔高一丈”。谁又会是隐身兵器的第一个“发现”者呢？