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隐身技术的研究和应用现状

现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展,极大地推动了战争防御系统的搜索、跟踪目标的能力,传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为集陆、海、空、天、电磁五位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,并受到世界各军事大国的高度重视。隐身技术(又称目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征,使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。它是针对探测技术而言,主要包括雷达隐身、红外隐身、声隐身以及视频隐身等。
  由于在未来战争中,雷达仍将是探测目标的最可靠手段,因此隐身技术研究以目标的特征信号控制为重点,同时展开红外、声、视频等其它特征信号控制的研究工作,最后向多功能、高性能的隐身方向发展。本文首先分析了隐身技术的研究现状,然后介绍国外隐身技术的应用情况,最后预测隐身技术和隐身武器将朝着宽频带、全方位、全天候和智能化的方向发展。
1.隐身技术的含义
隐身是个通用的术语,是控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。与隐身有关的术语还包括特征信号控制、降低雷达截面、特征信号互动、低可观测性、十分低可观测性等。目标特征信号是描述某种武器系统易被探测的一组特征,包括电磁(主要是雷达)、红外、可见光、声、烟雾和尾迹等6种特征信号。据统计,空战中飞机损失80~90%的原因是由于飞机被观测。降低平台特征信号,就降低了被探测、识别、跟踪的概率,因而可以提高生存能力。降低平台特征信号不仅仅是为了对付雷达探测,还包括降低被其它探测装置发现的可能性。隐身是通过增加敌人探测、跟踪、制导、控制和预测平台或武器在空间位置的难度,大幅度降低敌人获取信息的准确性和完整性,降低敌人成功地运用各种武器进行作战的机会和能力,以达到提高己方生存能力而采取的各种措施。
2.隐身技术和隐身武器系统发展历史
隐身技术和武器系统的发展可以分为探索阶段、发展阶段、应用阶段。
2.1探索阶段(70年代以前)
飞机一出现,人们就企图降低它的可见光特征信号,后来,重点转变为反雷达探测。在第二次世界大战中,德国、美国和英国都曾尝试降低飞机的雷达特征信号。德国潜艇通气管采用过能够吸收雷达波的涂料。
60年代中期以后,一体化防空系统效能得到很大提高,提高飞机生存能力的重要性和迫切性变得异常突出,西方国家研究出了一些战术和技术对抗措施,并研制出U-2、A-12、YF-12、SR-71、D-21等具有一定隐身能力的飞机。但由于缺少提高生存能力的系统方法,更缺少支撑隐身的先进技术,所以还没有出现真正的隐身武器系统。
2.2发展阶段(70年代至90年代初)
在采用降低特征信号以提高飞机生存能力的强烈需求推动下,提出了研制以降低雷达截面为主要目标的、实用的、真正的隐身飞机的要求;由于理论,以及计算机、电子、控制、材料技术的进步,以减小雷达截面为主要目标的实用的第一代隐身飞机——F-117 A“夜鹰”于1975年问世。美空军1981年开始发展第二代隐身飞机——B-2隐身轰炸机。
此外,F-16C、F/A-18C/D、B-1B等也采用了部分隐身技术,隐身技术还被推广到各种导弹、直升机、无人机、水面舰艇当中。潜艇的噪声以每10年降低10~20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到90~100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。
2.3应用阶段(90年代以后)
第二代隐身飞机研制成功,第一、第二代隐身飞机多次参加军事行动,取得显著战果。开始研制第三代隐身飞机。隐身技术向导弹、舰艇、直升机、战车,甚至弹药、地面设备、服装和机场等领域推广和移植。。
美空军于1993年12月开始部署B-2隐身轰炸机,这是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的第二代隐身飞机,采购数量为21架。
美空军于80年代开始设计F-22“猛禽”战斗机,1993年开始研制“联合攻击战斗机”,它们都属于第三代隐身飞机。
隐身飞机开始大量参加战斗是这个时期的一大特点。1991年海湾战争期间,美在海湾部署的43架F-117A隐身飞机出动了1271架次,攻击了伊拉克40%的战略目标。1999年6架B-2隐身轰炸机首次参加科索沃军事行动,共出动40架次,投下500枚“联合直接攻击弹药”,总重450吨。
3.国外隐身技术研究现状分析
3.1雷达目标特征信号控制技术
  雷达目标特征信号控制技术的核心是降低雷散射截面(RCS)。其技术途径主要包括外形技术和雷达吸波材料(RAM)技术,其中外形技术是通过目标的非常规外形设计降低其RCS,而RAM技术是指利用RAM吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换为热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的技术。
  外形技术是实现武器系统高性能隐身的最直接有效的手段。如导弹弹头低RCS设计时,相同投影面积的光卵形、拱形及球形弹头的前视后向RCS相差高达200分贝以上,而在对飞行器侧面进行低RCS外形设计时,外形技术更是其它技术所无法匹比的。外形技术的原则是,在保证导弹总体技术要求的前提下,将目标强散射中心转化为次散射中心,或是将强散射中心移出受雷达威胁的主要方位区域。多棱面外形和融合外形技术是低RCS外形技术的两个重要方面。前者是将弹体设计成多棱面体,便得整个弹体沿弹身周向只呈现出几个有限的窄散射峰值,而在其它宽方位角内的RCS则很小。典型的应用实例如美国的F-117A隐身战斗机。融合外形技术作为外形技术的另一重要方面主要包括平面和空间的三维融合,如弹翼平面融合和翼峰的三维融合,通过对弹身截面形状进行合理设计,使其侧向的镜面散射变为劈形边缘绕射,从而可以大大降低飞行器的侧向RCS。其典型应用如美国的B-2战略轰炸机,该机独特的飞翼式全融合结构使它的前向RCS得到大幅度的降低。
  RAM技术的研制和应用极大地影响着隐身事业的发展。RAM技术作为雷达隐身措施的重要技术之一,按其功能可分为涂覆型和结构型。结构型RAM通常是将吸收剂分散在特种纤维(如玻璃纤维、石英纤维)增强的结构材料中所形成的结构复合材料,其典型特点是既能承载同时又可减小目标RCS;而涂覆型RAM是将吸收剂与粘结剂混合后涂覆于目标表面形成吸波涂层。涂覆型RAM以其涂覆方便灵活并可调节、吸收性能好等优点而受到世界许多国家的重视,几乎所有隐身武器系统上都使用了涂覆型RAM。
  随着未来战场环境的日趋恶劣和隐身技术研究的不断深化拓广,现有RAM需要从其吸波性能、带宽特性、重量、环境适应等方面进行改进,新的RAM、新的吸波机理的研制与开发日益受到世界发达国家的高度重视,纳米材料、手征材料、智能材料、多频谱RAM等新型RAM研究已在世界范围内得到展开,并已初见成效。
  纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级(1~100纳米)的材料,独特的结构使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应,从而呈现出奇特的电磁、光热以及化学等特性,已受到美、德、日等国的高度重视。目前被称作“超黑色”纳米材料的雷达吸波率高达99%。法国最近研制成一种宽频微波吸收涂层,其厚度约为8纳米,磁导率的实部与虚部在0.1~18吉赫频率范围内均大于6,与粘接剂复合而成的RAM的电阻率大于5欧•厘米,在50兆赫~50吉赫频率范围内吸波性能较好。
  手征是指物体与其镜像不存在几何对称性,而且不能使用任何方法使物体与镜像相重合。目前的研究表明,手性材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。与其它RAM相比,手性材料具有两个优势:一是调整手性参数比调节介电常数和磁导率更容易,绝大多数RAM的介电常数和磁导率很难满足宽频带的低反射要求;二是手征材料的频率敏感性比介电参数和磁导率小,易于拓宽频带。手性材料在实际应用中主要可分为本征手性材料和结构手性材料,前者自身的几何形状(如螺旋线等)就使其成为手性物体,后者是通过其各向异性的不同部分形成一定角度关系而产生手性行为使其成为手性材料。由于手性材料的研究尚处于初始阶段,还有很多技术难点有待于突破,因此目前还不能用于实际中。
  智能RAM是一种同时具备感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料系统/结构。目前这种新兴的RAM已在隐身飞行器设计中得到越来越广泛的应用。同时,它根据外界环境变化调节自身结构和性能,并对环境作出最佳响应的特点,也为RAM的设计提供了一种全新的思路。它使“智能”隐身目标的实现成为可能。
  先进探测设备的相继问世(如俄罗斯的高王米波探雷达,荷兰的翁鸟毫米波雷达以及先进红外探测雷达),对目前仅针对厘米波而研制的吸波材料提出新的挑战。在不久的将来,RAM领域将是集吸收米波、厘米波、毫米波以及红外、激光等多波段电磁波于一体的多频谱RAM的天下,只具有单一固定吸波频段的雷达吸波材料将会失去用武之地。这也是吸波材料发展的总趋势。
  涂覆型RAM和结构型RAM两者结合使用可望加大武器系统的隐身效果,拓宽吸波频带。如美国的F-22隐身战斗机和法国的强盗隐身巡航导弹的弹体,通过将用来吸收高频波的涂覆型RAM涂于用来吸收低频波的结构型RAM的表面而使得吸波频带得到拓展。
3.2红外特征信号控制技术
  红外隐身技术是隐身技术的重要内容之一。随着红外探测技术,尤其是红外成像技术的飞速发展,使得各种具有高探测精度、高分辨率的红外探测和遥感设备不断涌现出来,常规的红外对抗措施越来越不能满足现代战争的需要,寻求发展新的先进有效的红外隐身技术已成为提高作战武器系统生存和突防能力的当务之急。
  武器系统的红外特征信号主要由发动机尾喷管、武器系统表面及相关设备的红外辐射产生。红外探测系统通过探测目标与其所处背景之间的温差而探测和跟踪目标,其中尤以探测、跟踪目标尾喷管的红外辐射为主,其次是武器系统表面由于气动加热、阳光辐射或地球辐射的反射作用引起的红外辐射。因此,红外隐身技术研究的重点是尾喷管的红外特征信号抑制,其主要途径有非常规喷管外形技术、隔热与屏蔽技术、混合/冷却技术、改变燃烧效果等。例如,美国的F-22战斗机通过矢量可调管壁来降低其二元矢量喷管所产生的红外辐射;战斧巡航导弹采用涡轮风扇发动机使其红外辐射得到大幅度抑制;科曼奇RAH-66隐身直升机的一体化条带式红外抑制器则采用波瓣混合并结合大宽高比等等。此外,通过结合使用吸热、红外迷彩材料来控制第二类红外信号可使武器系统的红外特征信号得到很好的抑制。
3.3声特征信号控制技术
  新一代隐身武器应具有低声特征信号的隐身特点,以用来对抗性能和种类日趋完善的防御探测系统。飞行器作为主要武器系统之一,它的噪声主要由螺旋桨/旋翼的旋转和涡流噪声,发动机进气、排气、燃烧的噪声,机体空气动力尾流噪声以及涡流噪声等声源组成。用于抑制可探测噪声级的常用声响特征信号减缩方法是降低噪声级和改变噪声特性,具体是指降低声响频率范围内声功率;修改噪声的频谱特性(幅值和频率)以增加噪声通过大气、大气-水界面和海里时的噪声衰减;对噪声采取遮挡和吸收措施。
3.4视频特征信号控制技术
  随着隐身技术研究的不断深化和现代战争对武器提出的全天候作战要求,以往不是很重要的视频隐身也已提到日程上来,并日益受到重视。采用雷达隐身技术的美国F-117战斗轰炸机黑夜隐身性能好,但在白天用肉眼/光学仪器就能看到这种以天空为背景的黑色飞机,勿需雷达就能瞄准。为此,美国等发达国家极其重视视频隐身技术的研究,目前正在大力开展特殊照明系统、适宜的涂色、奇异的蒙皮、电致变色材料和烟幕伪装等视频隐身技术的研究工作。
4世界隐身技术应用情况
隐身技术自从问世以来,在战斗机、导弹和舰船等主要作战武器系统上的应用都得到了较大的发展。在海湾战争中,F-117A隐身战斗攻击机的出色表现和令人吃惊的战果(大约执行了1270架次空袭任务,摧毁了巴格达95%的目标,而自己无一伤亡。),使得隐身技术更进一步受到世界军事强国的重视。短短几年的时间,隐身技术的研究及其应用又获得了突破性进展。纵观各国经济财力、军事力量和技术发展水平,世界各大军事强国已经拥有不同隐身程度和不同数量的隐身武器。近几年内,随着隐身技术研究和应用的进一步深入和拓展,它的应用范围又得到很大扩展,已波及到水雷、机车、工事、战车、大炮等领域。
4.1.美国隐身武器的应用情况
美国在隐身理论、设计技术、材料技术、测试技术以及应用方面等处于世界领先地位。在隐身事业的新时期中,美国除了注重开展隐身机理的深入和拓广研究外,还更加注重隐身技术的应用研究,尤其是隐身战斗机、隐身导弹、隐身舰艇、隐身潜艇和隐身坦克等主要武器系统。
  B-2隐身轰炸机作为一种世界上最先进的、具备全球作战能力的极其有力的武器,自1995年试飞圆满结束以后,已于1997年4月1日在美国空军投入使用。据预测,到2000年将有21架B-2飞机进入服役状态。届时,这些飞机都将被改造成同时具备防御及攻击航空电子设备和用于合成孔径雷达的额外操作方式的30型。
  近几年大力开展的隐身无人机研究已初见成效。据报道,美空军正在研讨一种雷达探测不到的无人驾驶轰炸机,作为2020年任务规划中的一种方案。该机尺寸不到F-117隐身战斗机的一半。黑星隐身无人机作为高空续航航空侦察/监视飞行器,以其独特的高气动性能、低RCS优化外形(其机身平面图形为细长管形),可以在敌方高达13.7公里的领空完成长达8小时甚至更长时间的侦察任务而不被发现。美国海军目前正研制一种高性能无人作战航空器(UCAV),能从小型水面战舰上和载有弹道导弹的潜艇上发射,预计到2030年能主宰作战空间。他们还在研制集攻击、侦察和电子战于一体的多用途无人航空飞行器打击星2025,其传感器舱设备重量只有黑星无人机的一半。
  美国还正在试验一种洋蓟先进隐身飞机样机,其后缘由排列的多面体尖锥构成,难以被工作在任何波段的雷达探测到;正在研制一种新型隐身战斗机试验样机(X-36);正在研制攻击星2025系列多用途隐身无人机,它综合了F-117隐身战斗机和黑星隐身无人机的许多性能,能同时完成侦察、攻击和电子战任务;开展联合攻击战斗机(JSF)研究,旨在研制多用途隐身战斗机;研究一种能飞进外层空间的有人驾驶跨大气层飞行器,这种隐身太空飞机能在几小时内将炸弹投放到地球的另一侧,可用于攻击敌方卫星等等。

美国的三代隐身飞机
代数        型号        特点        隐身措施        雷达截面
1        F-117        夜间作战        多平面加隐身材料       
0.01~0.025
2        B-2        气动力高、大载荷、隐身        飞行翼加隐身材料       
0.1
3        F-22        高空、高速、隐身、昼夜作战、空战和对地攻击       
结构加隐身材料       
0.1~0.5
        F-35                结构加隐身材料        0.5

①第一代隐身飞机-F-117 A
美军于1973年底启动第一项隐身飞机计划,即洛克希德公司"神秘兰色"(Have Blue)隐身飞机概念演示计划。1977建成两架只有真正飞机1/3大的原型飞机。1982年4月交付第一架生产型飞机,9月建立第一支作战部队,共交付59架。F-117A成为第一代采用减少雷达截面作为降低易受攻击性主要手段的隐身飞机。由于它采用了独特的"钻石"型结构外形,以及采用了各种吸波(或透波)材料,它的有效雷达截面大约为0.01~0.025平方米。
②第二代隐身飞机-B-2
美空军于1981年开始发展B-2隐身轰炸机,1989年7月首次飞行,1997年4月列装。冷战结束后,B-2的任务从战略轰炸转变为执行常规作战,采购数量原从132架降为21架。作为一种世界上最先进的、具备全球作战能力的隐身武器,6架B-2隐身轰炸机参加了1999年空袭南联盟战斗,共出动40架次,投下500枚"联合直接攻击弹药",总重450吨。
B-2隐身轰炸机集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身。其雷达截面只有0.1平方米,这是采用"飞行翼"外形,以及大量碳纤维复合材料和特制的吸波涂料的结果。
③第三代隐身飞机--F-22和F-35
F-22和F-35属于第四代战斗机,第三代隐身作战飞机。它们将高空、高速和隐身性能结合在一起,标志着隐身技术已经成熟。
第一架F-22已于1997年9月7日首飞成功,2004年将形成初步作战能力,届时将成为美军21世纪初叶的主战机种。计划采购295架。F-22将低可观测性(隐身)、高度机动和敏捷、超音速巡航、载重大和航程远五个特点集中于一身。F-22较好地解决了隐身外形与气动力的矛盾,其雷达截面小于0.5平方米,它还采用了电子欺骗、干扰和诱饵系统,以及低截获概率雷达、有源相干对消系统等主动隐身技术,使其雷达反射截面积只有常规飞机的1%,甚至更低。
F-35"联合攻击战斗机"(JSF)是美国计划在21世纪装备部队的全新一代轻型隐身攻击战斗机,它将取代美空军的F-15E、F-16、A-10和F-117,海军的F-14,海军陆战队的AV-8B,空军的"鹞"式等飞机。它采用一机多型设计,包括常规型、舰载型(CV)和短距起飞/垂直降落型(STOVL)三种型号,以满足各军种的要求。采购量将超过3,000架,并将出口约2,000架。F-35在很大程度上利用了F-22的技术成果。其雷达截面估计为0.5平方米,但保持其隐身性能所需要的外场工作量和费用只有前一代隐身飞机的10%。
④许多飞机采用部分隐身技术
如前所述,美国从20世纪50年代起,就在一些飞机上采用了部分隐身技术。次后,美军F-15、A-10、F-16C/D、F-18E/F、B-1B等飞机也都经过隐身改进,雷达截面比以前减小10~15dB左右。
德国从1981年开始秘密地发展隐身技术,曾研究过类似于F-117A的"萤火虫"飞机模型,后来又发起"增强和未来系统的技术演示器"(TDEFS)、"欧洲技术获取计划"(ETAP);还企图独立研制LA-2000隐身攻击机和AT-2000隐身战斗机。法国、英国、俄罗斯、印度也启动了隐身飞机研制计划。
4.2俄罗斯的隐身武器不亚于美国
  俄罗斯在隐身理论、材料技术和测试技术等方面已取得很大进展。虽然大型多用途战术战斗机(MFI)-1.42隐身战斗机研制计划面临被取消,但它综合雷达、红外和视频的低可探测性(性能与F-22相当)技术可用于其它隐身飞行器的研制中;S-37(或S-32)新型战斗机试飞成功,其独特的前掠机翼格外引人注目;作为第五代战斗机的轻型多用途战斗机LFI已列入研制计划;米格-29的发展型战斗机——米格-35正处于研制阶段。在舰船隐身方面,作为核动力导弹隐身巡洋舰的基洛夫号目前已投入实际应用,并已经研制出无畏级隐身护卫舰。
4.3其它国家和地区的隐身技术发展情况
  英国在隐身理论研究、材料技术和测试技术等方面也有较大成效。他们在实施高灵敏低可观测(HALO)计划的基础上,又制定出研制第三代隐身攻击机的秘密计划,目前正在检验该机的均衡隐身技术,其试飞样机于2000年以前可望产出。在隐身导弹研究方面有飙影巡航导弹,海鹰隐身导弹等;目前正计划研制具有一定隐身性能的装甲战车;研制出了灵巧隐身护卫舰、美洲狮隐身导弹护卫舰;还研究出了隐身教练水雷、隐身军舰、隐身战车等。
  法国在隐身理论、材料技术、设计、制造和应用方面成效显著。他们正在研制类似美国F-1 17A隐身战斗机的试验样机;成功地研究出高性能隐身巡航导弹强盗及其后继型强盗C型多用途隐身导弹;目前已开始研究下一代隐身高超音速攻击导弹,可望在2010年前后服役;隐身舰艇有拉斐特护卫舰、费耶特、絮库大军舰、戴高乐核动力航母,隐身装甲车有电动车轮等。
  德国的萤火虫隐身飞机计划正在进行,预计其隐身性能比美国的F-117隐身战斗机还好,可见其隐身技术也有相当发展。他们除独立研制LA-2000隐身对地攻击机、AT-2000隐身战斗/教练机等隐身飞机外,还与法、瑞、韩等国合作研制隐身导弹,如模块化强盗、独眼巨人等。德国在隐身舰艇研制方面也很有成效,如已研制成功索力兰顿堡级护卫舰、黑豹隐身攻击舰艇等。
  日本在隐身武器研究方面也已步入世界先进行列。目前已研制成ASM系列隐身反舰导弹和FS-X隐身战斗机的样机;下一代隐身战斗机FI-X的初步研究方案正在筹划之中;阿武畏级护卫隐身舰艇等已投入使用。日本在隐身材料研制方面更有其独到之处。
  印度目前正应用隐身涂料大力开展现役战斗机改制工作。他们还努力研制新型隐身飞行器。据报道,一项耗资23亿美元的隐身武器研制计划业已处于运作之中。
  中国台湾地区在隐身材料研制方面也略有效果,并努力将之用于舰艇的隐身改造中。另外,台湾除了竭力外购隐身武器外,还试图自己进行研制。
  此外,瑞典、挪威、丹麦、意大利、南非等国的隐身武器研制也较有成效,不同程度的隐身武器也渐渐出现。
  随着隐身理论研究和实际应用技术的不断深入和拓展,以及在现代战争中探测防御系统飞速发展的推动下,隐身技术正在不断向各类作战武器系统中渗透,寻求发展宽隐身频带、全方位、全天候、智能化的隐身武器已成为隐身武器研制的大趋势。隐身技术研究应注重在雷达隐身研究和应用的基础上,开始大力展开红外、声、视频、磁等隐身技术的研制工作。

5隐身技术存在的问题
隐身技术改变了空战的方法,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合大幅度提高了作战效能,改变了攻防战略平衡。发展反隐身技术和武器系统已成为重要而紧迫的任务。反隐身研究还是隐身技术发展的一种刺激和推动力量,也是检查、验证自己隐身武器性能的必不可少的手段。尽管美国对发展各种反隐身技术和能力的效费比进行的研究表明,发展反隐身技术比发展隐身能力要困难100倍,但因担心其它国家使用隐身武器攻击美国的目标,所以仍然进行了反隐身研究。
5.1隐身平台本身存在的问题
为了隐身,隐身平台需要在体积、重量、制造、维护等方面付出一定代价,雷达截面减缩量超过10dB时,这些代价会急剧升高,从而产生一些突出问题:为了在平台内部携带弹药,体积会增大;使用隐身材料增加了隐身平台的重量;结果,头两代隐身飞机飞行速度低(0.8马赫),机动性和可靠性差,大过载转弯时,会失速;隐身平台所用材料种类繁多,而且要求达到前所未有的工艺水平,增加了制造难度;使用雷达波吸收材料需要额外的保障、试验和评估程序,造成维护难,B-2轰炸机每飞行小时至少需要50小时维护;费用高;易受天气、空气湿度影响。
5.2隐身技术和武器系统作战方面的局限性
隐身武器的局限性主要集中在以下几点:
A.现用或研制中的隐身飞机都以单站雷达为对抗目标。现在的隐身飞机只能对单站雷达,很难在所有被照射的角度上都达到很小的雷达截面。F-117A正前方迎头正负30度之内雷达截面平均值为0.02平方米,但从前半球45度至侧向,其雷达截面会增加25~100倍,从上方侦察时,更容易被发现。
B.难以在整个电磁及红外频谱都保持相同的低可观测性。隐身武器目前只对厘米波雷达有效,某些米波防空雷达能引起飞机平尾或机翼边缘产生谐振,形成强烈的回波。从超高频(UHF)起,波长越长,隐身效果越差。俄罗斯研究得出的结论是,飞行器在厘米波段下的雷达截面为0.2~0.5平方米,在分米波段时为0.3~0.7平方米,在米波段时为0.5~1.0平方米。
C.隐身武器也"尺有所短"。隐身飞机飞行速度慢,体积大,攻击高度低,防护性能差,一般预先确定飞行路线,这都给包括轻武器在内的各种火器提供了打击的良机。
D.需要外部为其提供数据,有可能被截获。隐身武器总是尽可能地不发射雷达信号,需要外部为其发送数据。这就为截获这些数据,发现隐身武器提供了可能。
E.隐身飞机在投弹时打开弹舱,破坏了原有的隐身性能。隐身飞机需要打开弹舱门投弹,其雷达截面突然增大,容易暴露自己。另外,隐身飞机为了投掷激光制导炸弹,需要使用激光指示目标,也可能暴露自己。
在海湾战争中,部署在沙特的法制"猎鹰"雷达曾多次发现20千米以外飞行高度为2000~3000米、飞行速度为900~1000千米/小时的F-117A;英国一艘导弹驱逐舰上的L波段T-1022型双向对空搜索雷达在80~100千米范围内也发现过F-117A。隐身技术的研究和应用现状

现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发展,极大地推动了战争防御系统的搜索、跟踪目标的能力,传统的作战武器所受到的威胁越来越严重。隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为集陆、海、空、天、电磁五位一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,并受到世界各军事大国的高度重视。隐身技术(又称目标特征信号控制技术)是通过控制武器系统的信号特征,使其难以被发现、识别和跟踪打击的技术。它是针对探测技术而言,主要包括雷达隐身、红外隐身、声隐身以及视频隐身等。
  由于在未来战争中,雷达仍将是探测目标的最可靠手段,因此隐身技术研究以目标的特征信号控制为重点,同时展开红外、声、视频等其它特征信号控制的研究工作,最后向多功能、高性能的隐身方向发展。本文首先分析了隐身技术的研究现状,然后介绍国外隐身技术的应用情况,最后预测隐身技术和隐身武器将朝着宽频带、全方位、全天候和智能化的方向发展。
1.隐身技术的含义
隐身是个通用的术语,是控制目标的可观测性或控制目标特征信号的技巧和技术的结合。与隐身有关的术语还包括特征信号控制、降低雷达截面、特征信号互动、低可观测性、十分低可观测性等。目标特征信号是描述某种武器系统易被探测的一组特征,包括电磁(主要是雷达)、红外、可见光、声、烟雾和尾迹等6种特征信号。据统计,空战中飞机损失80~90%的原因是由于飞机被观测。降低平台特征信号,就降低了被探测、识别、跟踪的概率,因而可以提高生存能力。降低平台特征信号不仅仅是为了对付雷达探测,还包括降低被其它探测装置发现的可能性。隐身是通过增加敌人探测、跟踪、制导、控制和预测平台或武器在空间位置的难度,大幅度降低敌人获取信息的准确性和完整性,降低敌人成功地运用各种武器进行作战的机会和能力,以达到提高己方生存能力而采取的各种措施。
2.隐身技术和隐身武器系统发展历史
隐身技术和武器系统的发展可以分为探索阶段、发展阶段、应用阶段。
2.1探索阶段(70年代以前)
飞机一出现,人们就企图降低它的可见光特征信号,后来,重点转变为反雷达探测。在第二次世界大战中,德国、美国和英国都曾尝试降低飞机的雷达特征信号。德国潜艇通气管采用过能够吸收雷达波的涂料。
60年代中期以后,一体化防空系统效能得到很大提高,提高飞机生存能力的重要性和迫切性变得异常突出,西方国家研究出了一些战术和技术对抗措施,并研制出U-2、A-12、YF-12、SR-71、D-21等具有一定隐身能力的飞机。但由于缺少提高生存能力的系统方法,更缺少支撑隐身的先进技术,所以还没有出现真正的隐身武器系统。
2.2发展阶段(70年代至90年代初)
在采用降低特征信号以提高飞机生存能力的强烈需求推动下,提出了研制以降低雷达截面为主要目标的、实用的、真正的隐身飞机的要求;由于理论,以及计算机、电子、控制、材料技术的进步,以减小雷达截面为主要目标的实用的第一代隐身飞机——F-117 A“夜鹰”于1975年问世。美空军1981年开始发展第二代隐身飞机——B-2隐身轰炸机。
此外,F-16C、F/A-18C/D、B-1B等也采用了部分隐身技术,隐身技术还被推广到各种导弹、直升机、无人机、水面舰艇当中。潜艇的噪声以每10年降低10~20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到90~100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。
2.3应用阶段(90年代以后)
第二代隐身飞机研制成功,第一、第二代隐身飞机多次参加军事行动,取得显著战果。开始研制第三代隐身飞机。隐身技术向导弹、舰艇、直升机、战车,甚至弹药、地面设备、服装和机场等领域推广和移植。。
美空军于1993年12月开始部署B-2隐身轰炸机,这是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的第二代隐身飞机,采购数量为21架。
美空军于80年代开始设计F-22“猛禽”战斗机,1993年开始研制“联合攻击战斗机”,它们都属于第三代隐身飞机。
隐身飞机开始大量参加战斗是这个时期的一大特点。1991年海湾战争期间,美在海湾部署的43架F-117A隐身飞机出动了1271架次,攻击了伊拉克40%的战略目标。1999年6架B-2隐身轰炸机首次参加科索沃军事行动,共出动40架次,投下500枚“联合直接攻击弹药”,总重450吨。
3.国外隐身技术研究现状分析
3.1雷达目标特征信号控制技术
  雷达目标特征信号控制技术的核心是降低雷散射截面(RCS)。其技术途径主要包括外形技术和雷达吸波材料(RAM)技术,其中外形技术是通过目标的非常规外形设计降低其RCS,而RAM技术是指利用RAM吸收衰减入射的电磁波,并将其电磁能转换为热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的技术。
  外形技术是实现武器系统高性能隐身的最直接有效的手段。如导弹弹头低RCS设计时,相同投影面积的光卵形、拱形及球形弹头的前视后向RCS相差高达200分贝以上,而在对飞行器侧面进行低RCS外形设计时,外形技术更是其它技术所无法匹比的。外形技术的原则是,在保证导弹总体技术要求的前提下,将目标强散射中心转化为次散射中心,或是将强散射中心移出受雷达威胁的主要方位区域。多棱面外形和融合外形技术是低RCS外形技术的两个重要方面。前者是将弹体设计成多棱面体,便得整个弹体沿弹身周向只呈现出几个有限的窄散射峰值,而在其它宽方位角内的RCS则很小。典型的应用实例如美国的F-117A隐身战斗机。融合外形技术作为外形技术的另一重要方面主要包括平面和空间的三维融合,如弹翼平面融合和翼峰的三维融合,通过对弹身截面形状进行合理设计,使其侧向的镜面散射变为劈形边缘绕射,从而可以大大降低飞行器的侧向RCS。其典型应用如美国的B-2战略轰炸机,该机独特的飞翼式全融合结构使它的前向RCS得到大幅度的降低。
  RAM技术的研制和应用极大地影响着隐身事业的发展。RAM技术作为雷达隐身措施的重要技术之一,按其功能可分为涂覆型和结构型。结构型RAM通常是将吸收剂分散在特种纤维(如玻璃纤维、石英纤维)增强的结构材料中所形成的结构复合材料,其典型特点是既能承载同时又可减小目标RCS;而涂覆型RAM是将吸收剂与粘结剂混合后涂覆于目标表面形成吸波涂层。涂覆型RAM以其涂覆方便灵活并可调节、吸收性能好等优点而受到世界许多国家的重视,几乎所有隐身武器系统上都使用了涂覆型RAM。
  随着未来战场环境的日趋恶劣和隐身技术研究的不断深化拓广,现有RAM需要从其吸波性能、带宽特性、重量、环境适应等方面进行改进,新的RAM、新的吸波机理的研制与开发日益受到世界发达国家的高度重视,纳米材料、手征材料、智能材料、多频谱RAM等新型RAM研究已在世界范围内得到展开,并已初见成效。
  纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级(1~100纳米)的材料,独特的结构使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应,从而呈现出奇特的电磁、光热以及化学等特性,已受到美、德、日等国的高度重视。目前被称作“超黑色”纳米材料的雷达吸波率高达99%。法国最近研制成一种宽频微波吸收涂层,其厚度约为8纳米,磁导率的实部与虚部在0.1~18吉赫频率范围内均大于6,与粘接剂复合而成的RAM的电阻率大于5欧•厘米,在50兆赫~50吉赫频率范围内吸波性能较好。
  手征是指物体与其镜像不存在几何对称性,而且不能使用任何方法使物体与镜像相重合。目前的研究表明,手性材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。与其它RAM相比,手性材料具有两个优势:一是调整手性参数比调节介电常数和磁导率更容易,绝大多数RAM的介电常数和磁导率很难满足宽频带的低反射要求;二是手征材料的频率敏感性比介电参数和磁导率小,易于拓宽频带。手性材料在实际应用中主要可分为本征手性材料和结构手性材料,前者自身的几何形状(如螺旋线等)就使其成为手性物体,后者是通过其各向异性的不同部分形成一定角度关系而产生手性行为使其成为手性材料。由于手性材料的研究尚处于初始阶段,还有很多技术难点有待于突破,因此目前还不能用于实际中。
  智能RAM是一种同时具备感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料系统/结构。目前这种新兴的RAM已在隐身飞行器设计中得到越来越广泛的应用。同时,它根据外界环境变化调节自身结构和性能,并对环境作出最佳响应的特点,也为RAM的设计提供了一种全新的思路。它使“智能”隐身目标的实现成为可能。
  先进探测设备的相继问世(如俄罗斯的高王米波探雷达,荷兰的翁鸟毫米波雷达以及先进红外探测雷达),对目前仅针对厘米波而研制的吸波材料提出新的挑战。在不久的将来,RAM领域将是集吸收米波、厘米波、毫米波以及红外、激光等多波段电磁波于一体的多频谱RAM的天下,只具有单一固定吸波频段的雷达吸波材料将会失去用武之地。这也是吸波材料发展的总趋势。
  涂覆型RAM和结构型RAM两者结合使用可望加大武器系统的隐身效果,拓宽吸波频带。如美国的F-22隐身战斗机和法国的强盗隐身巡航导弹的弹体,通过将用来吸收高频波的涂覆型RAM涂于用来吸收低频波的结构型RAM的表面而使得吸波频带得到拓展。
3.2红外特征信号控制技术
  红外隐身技术是隐身技术的重要内容之一。随着红外探测技术,尤其是红外成像技术的飞速发展,使得各种具有高探测精度、高分辨率的红外探测和遥感设备不断涌现出来,常规的红外对抗措施越来越不能满足现代战争的需要,寻求发展新的先进有效的红外隐身技术已成为提高作战武器系统生存和突防能力的当务之急。
  武器系统的红外特征信号主要由发动机尾喷管、武器系统表面及相关设备的红外辐射产生。红外探测系统通过探测目标与其所处背景之间的温差而探测和跟踪目标,其中尤以探测、跟踪目标尾喷管的红外辐射为主,其次是武器系统表面由于气动加热、阳光辐射或地球辐射的反射作用引起的红外辐射。因此,红外隐身技术研究的重点是尾喷管的红外特征信号抑制,其主要途径有非常规喷管外形技术、隔热与屏蔽技术、混合/冷却技术、改变燃烧效果等。例如,美国的F-22战斗机通过矢量可调管壁来降低其二元矢量喷管所产生的红外辐射;战斧巡航导弹采用涡轮风扇发动机使其红外辐射得到大幅度抑制;科曼奇RAH-66隐身直升机的一体化条带式红外抑制器则采用波瓣混合并结合大宽高比等等。此外,通过结合使用吸热、红外迷彩材料来控制第二类红外信号可使武器系统的红外特征信号得到很好的抑制。
3.3声特征信号控制技术
  新一代隐身武器应具有低声特征信号的隐身特点,以用来对抗性能和种类日趋完善的防御探测系统。飞行器作为主要武器系统之一,它的噪声主要由螺旋桨/旋翼的旋转和涡流噪声,发动机进气、排气、燃烧的噪声,机体空气动力尾流噪声以及涡流噪声等声源组成。用于抑制可探测噪声级的常用声响特征信号减缩方法是降低噪声级和改变噪声特性,具体是指降低声响频率范围内声功率;修改噪声的频谱特性(幅值和频率)以增加噪声通过大气、大气-水界面和海里时的噪声衰减;对噪声采取遮挡和吸收措施。
3.4视频特征信号控制技术
  随着隐身技术研究的不断深化和现代战争对武器提出的全天候作战要求,以往不是很重要的视频隐身也已提到日程上来,并日益受到重视。采用雷达隐身技术的美国F-117战斗轰炸机黑夜隐身性能好,但在白天用肉眼/光学仪器就能看到这种以天空为背景的黑色飞机,勿需雷达就能瞄准。为此,美国等发达国家极其重视视频隐身技术的研究,目前正在大力开展特殊照明系统、适宜的涂色、奇异的蒙皮、电致变色材料和烟幕伪装等视频隐身技术的研究工作。
4世界隐身技术应用情况
隐身技术自从问世以来,在战斗机、导弹和舰船等主要作战武器系统上的应用都得到了较大的发展。在海湾战争中,F-117A隐身战斗攻击机的出色表现和令人吃惊的战果(大约执行了1270架次空袭任务,摧毁了巴格达95%的目标,而自己无一伤亡。),使得隐身技术更进一步受到世界军事强国的重视。短短几年的时间,隐身技术的研究及其应用又获得了突破性进展。纵观各国经济财力、军事力量和技术发展水平,世界各大军事强国已经拥有不同隐身程度和不同数量的隐身武器。近几年内,随着隐身技术研究和应用的进一步深入和拓展,它的应用范围又得到很大扩展,已波及到水雷、机车、工事、战车、大炮等领域。
4.1.美国隐身武器的应用情况
美国在隐身理论、设计技术、材料技术、测试技术以及应用方面等处于世界领先地位。在隐身事业的新时期中,美国除了注重开展隐身机理的深入和拓广研究外,还更加注重隐身技术的应用研究,尤其是隐身战斗机、隐身导弹、隐身舰艇、隐身潜艇和隐身坦克等主要武器系统。
  B-2隐身轰炸机作为一种世界上最先进的、具备全球作战能力的极其有力的武器,自1995年试飞圆满结束以后,已于1997年4月1日在美国空军投入使用。据预测,到2000年将有21架B-2飞机进入服役状态。届时,这些飞机都将被改造成同时具备防御及攻击航空电子设备和用于合成孔径雷达的额外操作方式的30型。
  近几年大力开展的隐身无人机研究已初见成效。据报道,美空军正在研讨一种雷达探测不到的无人驾驶轰炸机,作为2020年任务规划中的一种方案。该机尺寸不到F-117隐身战斗机的一半。黑星隐身无人机作为高空续航航空侦察/监视飞行器,以其独特的高气动性能、低RCS优化外形(其机身平面图形为细长管形),可以在敌方高达13.7公里的领空完成长达8小时甚至更长时间的侦察任务而不被发现。美国海军目前正研制一种高性能无人作战航空器(UCAV),能从小型水面战舰上和载有弹道导弹的潜艇上发射,预计到2030年能主宰作战空间。他们还在研制集攻击、侦察和电子战于一体的多用途无人航空飞行器打击星2025,其传感器舱设备重量只有黑星无人机的一半。
  美国还正在试验一种洋蓟先进隐身飞机样机,其后缘由排列的多面体尖锥构成,难以被工作在任何波段的雷达探测到;正在研制一种新型隐身战斗机试验样机(X-36);正在研制攻击星2025系列多用途隐身无人机,它综合了F-117隐身战斗机和黑星隐身无人机的许多性能,能同时完成侦察、攻击和电子战任务;开展联合攻击战斗机(JSF)研究,旨在研制多用途隐身战斗机;研究一种能飞进外层空间的有人驾驶跨大气层飞行器,这种隐身太空飞机能在几小时内将炸弹投放到地球的另一侧,可用于攻击敌方卫星等等。

美国的三代隐身飞机
代数        型号        特点        隐身措施        雷达截面
1        F-117        夜间作战        多平面加隐身材料       
0.01~0.025
2        B-2        气动力高、大载荷、隐身        飞行翼加隐身材料       
0.1
3        F-22        高空、高速、隐身、昼夜作战、空战和对地攻击       
结构加隐身材料       
0.1~0.5
        F-35                结构加隐身材料        0.5

①第一代隐身飞机-F-117 A
美军于1973年底启动第一项隐身飞机计划,即洛克希德公司"神秘兰色"(Have Blue)隐身飞机概念演示计划。1977建成两架只有真正飞机1/3大的原型飞机。1982年4月交付第一架生产型飞机,9月建立第一支作战部队,共交付59架。F-117A成为第一代采用减少雷达截面作为降低易受攻击性主要手段的隐身飞机。由于它采用了独特的"钻石"型结构外形,以及采用了各种吸波(或透波)材料,它的有效雷达截面大约为0.01~0.025平方米。
②第二代隐身飞机-B-2
美空军于1981年开始发展B-2隐身轰炸机,1989年7月首次飞行,1997年4月列装。冷战结束后,B-2的任务从战略轰炸转变为执行常规作战,采购数量原从132架降为21架。作为一种世界上最先进的、具备全球作战能力的隐身武器,6架B-2隐身轰炸机参加了1999年空袭南联盟战斗,共出动40架次,投下500枚"联合直接攻击弹药",总重450吨。
B-2隐身轰炸机集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身。其雷达截面只有0.1平方米,这是采用"飞行翼"外形,以及大量碳纤维复合材料和特制的吸波涂料的结果。
③第三代隐身飞机--F-22和F-35
F-22和F-35属于第四代战斗机,第三代隐身作战飞机。它们将高空、高速和隐身性能结合在一起,标志着隐身技术已经成熟。
第一架F-22已于1997年9月7日首飞成功,2004年将形成初步作战能力,届时将成为美军21世纪初叶的主战机种。计划采购295架。F-22将低可观测性(隐身)、高度机动和敏捷、超音速巡航、载重大和航程远五个特点集中于一身。F-22较好地解决了隐身外形与气动力的矛盾,其雷达截面小于0.5平方米,它还采用了电子欺骗、干扰和诱饵系统,以及低截获概率雷达、有源相干对消系统等主动隐身技术,使其雷达反射截面积只有常规飞机的1%,甚至更低。
F-35"联合攻击战斗机"(JSF)是美国计划在21世纪装备部队的全新一代轻型隐身攻击战斗机,它将取代美空军的F-15E、F-16、A-10和F-117,海军的F-14,海军陆战队的AV-8B,空军的"鹞"式等飞机。它采用一机多型设计,包括常规型、舰载型(CV)和短距起飞/垂直降落型(STOVL)三种型号,以满足各军种的要求。采购量将超过3,000架,并将出口约2,000架。F-35在很大程度上利用了F-22的技术成果。其雷达截面估计为0.5平方米,但保持其隐身性能所需要的外场工作量和费用只有前一代隐身飞机的10%。
④许多飞机采用部分隐身技术
如前所述,美国从20世纪50年代起,就在一些飞机上采用了部分隐身技术。次后,美军F-15、A-10、F-16C/D、F-18E/F、B-1B等飞机也都经过隐身改进,雷达截面比以前减小10~15dB左右。
德国从1981年开始秘密地发展隐身技术,曾研究过类似于F-117A的"萤火虫"飞机模型,后来又发起"增强和未来系统的技术演示器"(TDEFS)、"欧洲技术获取计划"(ETAP);还企图独立研制LA-2000隐身攻击机和AT-2000隐身战斗机。法国、英国、俄罗斯、印度也启动了隐身飞机研制计划。
4.2俄罗斯的隐身武器不亚于美国
  俄罗斯在隐身理论、材料技术和测试技术等方面已取得很大进展。虽然大型多用途战术战斗机(MFI)-1.42隐身战斗机研制计划面临被取消,但它综合雷达、红外和视频的低可探测性(性能与F-22相当)技术可用于其它隐身飞行器的研制中;S-37(或S-32)新型战斗机试飞成功,其独特的前掠机翼格外引人注目;作为第五代战斗机的轻型多用途战斗机LFI已列入研制计划;米格-29的发展型战斗机——米格-35正处于研制阶段。在舰船隐身方面,作为核动力导弹隐身巡洋舰的基洛夫号目前已投入实际应用,并已经研制出无畏级隐身护卫舰。
4.3其它国家和地区的隐身技术发展情况
  英国在隐身理论研究、材料技术和测试技术等方面也有较大成效。他们在实施高灵敏低可观测(HALO)计划的基础上,又制定出研制第三代隐身攻击机的秘密计划,目前正在检验该机的均衡隐身技术,其试飞样机于2000年以前可望产出。在隐身导弹研究方面有飙影巡航导弹,海鹰隐身导弹等;目前正计划研制具有一定隐身性能的装甲战车;研制出了灵巧隐身护卫舰、美洲狮隐身导弹护卫舰;还研究出了隐身教练水雷、隐身军舰、隐身战车等。
  法国在隐身理论、材料技术、设计、制造和应用方面成效显著。他们正在研制类似美国F-1 17A隐身战斗机的试验样机;成功地研究出高性能隐身巡航导弹强盗及其后继型强盗C型多用途隐身导弹;目前已开始研究下一代隐身高超音速攻击导弹,可望在2010年前后服役;隐身舰艇有拉斐特护卫舰、费耶特、絮库大军舰、戴高乐核动力航母,隐身装甲车有电动车轮等。
  德国的萤火虫隐身飞机计划正在进行,预计其隐身性能比美国的F-117隐身战斗机还好,可见其隐身技术也有相当发展。他们除独立研制LA-2000隐身对地攻击机、AT-2000隐身战斗/教练机等隐身飞机外,还与法、瑞、韩等国合作研制隐身导弹,如模块化强盗、独眼巨人等。德国在隐身舰艇研制方面也很有成效,如已研制成功索力兰顿堡级护卫舰、黑豹隐身攻击舰艇等。
  日本在隐身武器研究方面也已步入世界先进行列。目前已研制成ASM系列隐身反舰导弹和FS-X隐身战斗机的样机;下一代隐身战斗机FI-X的初步研究方案正在筹划之中;阿武畏级护卫隐身舰艇等已投入使用。日本在隐身材料研制方面更有其独到之处。
  印度目前正应用隐身涂料大力开展现役战斗机改制工作。他们还努力研制新型隐身飞行器。据报道,一项耗资23亿美元的隐身武器研制计划业已处于运作之中。
  中国台湾地区在隐身材料研制方面也略有效果,并努力将之用于舰艇的隐身改造中。另外,台湾除了竭力外购隐身武器外,还试图自己进行研制。
  此外,瑞典、挪威、丹麦、意大利、南非等国的隐身武器研制也较有成效,不同程度的隐身武器也渐渐出现。
  随着隐身理论研究和实际应用技术的不断深入和拓展,以及在现代战争中探测防御系统飞速发展的推动下,隐身技术正在不断向各类作战武器系统中渗透,寻求发展宽隐身频带、全方位、全天候、智能化的隐身武器已成为隐身武器研制的大趋势。隐身技术研究应注重在雷达隐身研究和应用的基础上,开始大力展开红外、声、视频、磁等隐身技术的研制工作。

5隐身技术存在的问题
隐身技术改变了空战的方法,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合大幅度提高了作战效能,改变了攻防战略平衡。发展反隐身技术和武器系统已成为重要而紧迫的任务。反隐身研究还是隐身技术发展的一种刺激和推动力量,也是检查、验证自己隐身武器性能的必不可少的手段。尽管美国对发展各种反隐身技术和能力的效费比进行的研究表明,发展反隐身技术比发展隐身能力要困难100倍,但因担心其它国家使用隐身武器攻击美国的目标,所以仍然进行了反隐身研究。
5.1隐身平台本身存在的问题
为了隐身,隐身平台需要在体积、重量、制造、维护等方面付出一定代价,雷达截面减缩量超过10dB时,这些代价会急剧升高,从而产生一些突出问题:为了在平台内部携带弹药,体积会增大;使用隐身材料增加了隐身平台的重量;结果,头两代隐身飞机飞行速度低(0.8马赫),机动性和可靠性差,大过载转弯时,会失速;隐身平台所用材料种类繁多,而且要求达到前所未有的工艺水平,增加了制造难度;使用雷达波吸收材料需要额外的保障、试验和评估程序,造成维护难,B-2轰炸机每飞行小时至少需要50小时维护;费用高;易受天气、空气湿度影响。
5.2隐身技术和武器系统作战方面的局限性
隐身武器的局限性主要集中在以下几点:
A.现用或研制中的隐身飞机都以单站雷达为对抗目标。现在的隐身飞机只能对单站雷达,很难在所有被照射的角度上都达到很小的雷达截面。F-117A正前方迎头正负30度之内雷达截面平均值为0.02平方米,但从前半球45度至侧向,其雷达截面会增加25~100倍,从上方侦察时,更容易被发现。
B.难以在整个电磁及红外频谱都保持相同的低可观测性。隐身武器目前只对厘米波雷达有效,某些米波防空雷达能引起飞机平尾或机翼边缘产生谐振,形成强烈的回波。从超高频(UHF)起,波长越长,隐身效果越差。俄罗斯研究得出的结论是,飞行器在厘米波段下的雷达截面为0.2~0.5平方米,在分米波段时为0.3~0.7平方米,在米波段时为0.5~1.0平方米。
C.隐身武器也"尺有所短"。隐身飞机飞行速度慢,体积大,攻击高度低,防护性能差,一般预先确定飞行路线,这都给包括轻武器在内的各种火器提供了打击的良机。
D.需要外部为其提供数据,有可能被截获。隐身武器总是尽可能地不发射雷达信号,需要外部为其发送数据。这就为截获这些数据,发现隐身武器提供了可能。
E.隐身飞机在投弹时打开弹舱,破坏了原有的隐身性能。隐身飞机需要打开弹舱门投弹,其雷达截面突然增大,容易暴露自己。另外,隐身飞机为了投掷激光制导炸弹,需要使用激光指示目标,也可能暴露自己。
在海湾战争中,部署在沙特的法制"猎鹰"雷达曾多次发现20千米以外飞行高度为2000~3000米、飞行速度为900~1000千米/小时的F-117A;英国一艘导弹驱逐舰上的L波段T-1022型双向对空搜索雷达在80~100千米范围内也发现过F-117A。
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年纪大了 这么多字 看着很是费力啊 学习的机会就留给年轻人吧
看了很多这种科普的文章,基本上都是现分析然后就介绍国外,而国内的 一点都吧提。前辈您透露下偶们的技术怎样??现在经过努力达到美国什么时候的水平了 ??:handshake :D
TMD,我是搞下科普,不然左YY右YY,搞得比我老YY还要有人信些.YY也要点技术含量嘛.:L
潜艇的噪声以每10年降低10~20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到90~100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。
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这个可靠吗?这样的话声纳不就没用了吗?:(
F-117的RCS典型取值比F-22小,这是以前的说法,现在貌似不这么看。
原帖由 走了就走了 于 2007-10-31 21:38 发表
潜艇的噪声以每10年降低10~20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到90~100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。
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这个可靠吗?这样的话声纳不就没 ...
海洋环境噪声貌似是90分贝左右:hug: :hug: .....
原帖由 老爷我本人 于 2007-11-1 10:44 发表
F-117的RCS典型取值比F-22小,这是以前的说法,现在貌似不这么看。

我认为F22被夸大的就是它的隐身性,我也认为F-117的RCS典型取值比F-22小.可能F22特定角度RCS很小,但总体不如F-117.
RCS我等凡人看是看不出来滴,只能依靠计算和实测了。
英国在隐身理论研究、材料技术和测试技术等方面也有较大成效。他们在实施高灵敏低可观测(HALO)计划的基础上,又制定出研制第三代隐身攻击机的秘密计划,目前正在检验该机的均衡隐身技术,其试飞样机于2000年以前可望产出。在隐身导弹研究方面有飙影巡航导弹,海鹰隐身导弹等;目前正计划研制具有一定隐身性能的装甲战车;研制出了灵巧隐身护卫舰、美洲狮隐身导弹护卫舰;还研究出了隐身教练水雷、隐身军舰、隐身战车等。

  法国在隐身理论、材料技术、设计、制造和应用方面成效显著。他们正在研制类似美国F-1 17A隐身战斗机的试验样机;成功地研究出高性能隐身巡航导弹强盗及其后继型强盗C型多用途隐身导弹;目前已开始研究下一代隐身高超音速攻击导弹,可望在 2010年前后服役;隐身舰艇有拉斐特护卫舰、费耶特、絮库大军舰、戴高乐核动力航母,隐身装甲车有电动车轮等。

  德国的萤火虫隐身飞机计划正在进行,预计其隐身性能比美国的F-117隐身战斗机还好,可见其隐身技术也有相当发展。他们除独立研制LA-2000隐身对地攻击机、AT-2000隐身战斗/教练机等隐身飞机外,还与法、瑞、韩等国合作研制隐身导弹,如模块化强盗、独眼巨人等。德国在隐身舰艇研制方面也很有成效,如已研制成功索力兰顿堡级护卫舰、黑豹隐身攻击舰艇等。

这几段够混乱的,怎么戴高乐都算进来了?
原帖由 hammeryk 于 2007-11-1 15:02 发表
RCS我等凡人看是看不出来滴,只能依靠计算和实测了。

是的,不是说我们算过吗?结论隐身比F117差,很多人都听说过的.
这种所谓科普文章,有时还发在专业刊物上,其实里面的所提的指标是最不科学的。

首先所谓“隐身”的科学说法应该是“(电磁波)低可探测性”,那么就涉及到用什么频段探测、在什么位置/距离探测的问题,其所谓的RCS也是一个动态变化的值,每一型号的飞机对每一个频段都存在一个RCS包线。这些因素都不考虑,将RCS简化为一个简单的“隐身”性能指标非常的不科学。同样,关于潜艇噪音指数的指标也存在同样的问题。前些日子还有一个所谓专业刊物上的关于相控阵雷达的文章,也是同样,罗列堆砌一些三大知识上流传了10多年的数据,就算“对相控阵雷达进行分析”了,可笑。

另外还有一点,现在大家说列的这些数字,全是海外大众媒体公布的,本身就很不严谨,有的可能压根就不真实,我们还拿来做科普依据,搞的孩子们KC也白了、心也凉了:D
LZ就明说TG掌握了破解隐身技术的大小法门,F22在TG 眼里就一盘菜得了。[:a8:]