CDer最爱技术流,台湾YST科普雄文:漫谈隐形战机。。645 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 07:27:38


再次强调,YST只是军迷——普通军迷,不是航空领域的科学家,甚至不是该领域的“从业人员”

转帖不是“造神运动”,只是与超大的军迷分享,分享另外一个军迷的快乐、热忱、认识,仅此而已

同时也期待咱们自己的军迷也能拿出些适合普通业余爱好者的读物,拿出些属于军迷自己的东西,这岂不是咱们的大幸事吗?

最后翻出点古人的智慧,与大家共勉:

为善而欲自高胜人,施恩而欲要名结好,修业而欲惊世骇俗,植节而欲标异见奇

此皆是善念中戈矛,理路上荆棘,最易夹带,最难拔除者也。须是涤尽渣滓,斩绝萌芽,才见本来真体。(菜根谭)
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YST大家应该比较熟悉了,CD上也有不少转自他的文章,有些细节的确有待商榷,但作为一名军迷他踏实客观严谨的研究态度非常值得大家一起学习。这篇文章还在“天下纵横谈”连载中(已经推出七篇,即将收尾),里面有不少亮点,热爱技术的CDer非常值得认真通读一遍。
链接:http://city.udn.com/3011/forum(需要翻墙)
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01漫談隱形戰機(I):隱形戰機進入多國時代

去年(2010年)12月20日左右网络上出现几张中国大陆隐形战机「歼-20」(J-20)的照片,消息传出成都飞机公司已经制造了两架原型机,不但进行 了J-20机体强度的地面测试,还在跑道上进行高速滑跑,并且即将进行首飞。隐形战机的话题一下子就在网络上热络起来。

各国军事专家开始就J-20的外形进行各种分析与臆测,台湾方面也紧张起来但是故作镇定。今年01月05日,台湾国防部的情报办公室次长沈一鸣在立法院回答 立委林郁方的质询时表示,网络上的照片应该不是真的,因为大陆目前尚无能力制造出最新型战机,更不可能试飞。沈一鸣果真一鸣惊人,死活都一口咬定中共造假,照片是计算机合成的。

今年01月11日,大陆的隐形战机J-20在众目睽睽之下飞起来了,历时18分钟的圆满飞行轰动全球。于是「隐形战机」的话题就不再是热络的闲话,而是有真凭实物的家伙,网络上火热地展开议论和辩论。

隐形战机的话题立刻白热化,而且持续很长一段时间,为什么?
因为兹事体大。隐形是军事技术的新观念和新高度,隐形战机不但有军事意义而且有战略意义,这就上升到政治阶层了。能不成为火热的话题吗?

有关影响政治的军事发展是【天下纵横谈】的主要话题,YST不能放过「隐形战机」这个题目。本系列文章出现得有点晚,但至少没有缺席。

YST 写文章多半在深更半夜,有时过分劳累就变得精神恍惚。在隐形战机讨论最热烈的时候YST正开始「朝鲜半岛」的长篇系列文章,无法分心。后来写了四千字「隐形战机」,但是在分心写「茉莉花革命」时心神恍惚把它意外地删除了,所以现在一切都推倒重新开始。不过这样也好,读者有关「隐形战机」的文章一定看多了, 也看腻了,YST正好改变主意,用非传统的新方法来叙述「隐形战机」的故事。

(一)隐形战机进入多国时代

1981年06月15日,美国高度机密的 F-117试飞成功,人类战争开始进入「隐形时代」。

「隐形」,这种跨越时代的新武器出现后,它改变了传统的作战方式,当战术的改变巨大到某种程度时,战略也跟着改变了,战略的改变自然就冲击政治,这是肯定的。

「隐形」,英文称作 stealth,意思就是「神不知鬼不觉」,它对空战的影响是巨大的。从空中武力攻击的效率观点来看,「隐形」也许比飞机从螺旋桨进入喷气时代所带来的影响更大,因为看不见的敌人比跑得快的敌人更可怕。

将近三十年,隐形战机一直是美国独享。你一定会问:为什么?
科 技的发展有一定的规律,新武器的出现依靠的是各种技术不断的演变、累积与成熟。「隐形战机」所需要的技术是一种多方面的综合性的技术,牵涉面非常广,它需 要大量的资金做研发。八0年代苏联已经开始没落,而中国才刚从文革的浩劫中走出来,那时候有条件承担这种规模研发的大国只有美国。事实上,美国的研发也不 是百分之百的自力更生,也有借镜外国之处。美国科学家无意间发现俄国数学家在电磁波的计算上有独到的功夫,这位俄国数学家的计算方法对美国隐形战机的研发 开启了关键性的作用。科技的发展本来就是相互刺激的。

前 面说过科技的发展有一定的自然规律,当条件成熟时,同样的和类似的产品就会诞生,隐形战机也不例外。一年前俄国的隐形战机T-50试飞成功,今年中国的隐 形战机J-20试飞成功,它们都代表生产国家所拥有军事科技的成熟度,下一个也许是法国。这些产品都不是F-22的“山寨”版,它们是本国科学技术累积下 自然成熟孕育出来的成果。

今 天,隐形战机已经进入多国时代,它的重要性毫无疑问上升到了政治层面。由于俄中都是自力研发,美国的空中霸权面临威胁,如果没有后续的努力肯定会被超越。 列强之间新一轮的战机竞争就此展开。没有参加这轮竞争的国家,譬如英国,很自然地将被抛在后面沦为「第二梯队」,它们在国际上的发言权将会越来越小。

对美国而言,J-20首飞是送给正好来北京访问的美国国防部长盖兹的礼物,警告美国最近这些日子针对朝鲜半岛一连串军事演习的嚣张行为。
对台湾而言,J-20首飞是滚烫又结实的教训,滚烫的巴掌打在台湾国防部欲盖弥彰的脸上,结实的拳头打在「台独」和「独台」罔顾事实鸵鸟的心窝上。

是的,台湾人喜欢也好,不喜欢也罢,美国独享隐形战机的美事已经成为过去,隐形战机已经进入战国时代,不,是「三国时代」。

YST个人认为下一轮的竞争(第六代战机)将于2030年展开。YST并不看好俄国,法国就更次了。下一轮的战机竞争只有两个半选手,中美旗鼓相当,俄国可以算半个。

(二)台湾的反应

台 湾对J-20的反应是非常有趣的。在此以前,无论是政府官员、民意代表还是民间人士都一再崇拜隐形战机如何高不可攀、一再惊叹隐形科技如何艰深高超、一再 强调美国隐形战机F-22如何神勇和天下无敌。大陆的隐形战机上天后,台湾的口径就开始转调,说什么战机外壳的隐形其实并不困难啦、J-20的隐身性能不 如F-22啦、J-20距离成军还早得很啦、台湾研发磁性粉末可以破解J-20啦、天弓三型配合雷达可以反制 J-20啦....等等。一下子,隐形战机好像一点也不神奇了,台湾军方已经有多种手段轻松就可以把它制住,F-22不敢说,但是至少可以把J-20制 住。真的是这样吗?

有关隐形战机的热烈讨论在各种媒体上至少进行了两、三个月,各式各样的论调和角度都有,各种不同的意见和说词都有,有些甚至是矛盾和冲突的。
请问读者,你学到什么?
隐身能力各吹各的,一大堆专家丢给你一大堆数字,你相信谁?
欧美军事专家说F-22性能高于J-20,大陆专家说J-20性能高于F-22,台湾军事专家说J-20的性能比F-22差远了,根本不同等级。你怎么评估?

YST 猜想大部分的读者都没有学到什么东西,因为大部分发表高论的人都只告诉读者他个人判断的结果,一个他要你相信的结果,一个他陈述的个人意见,而绝大部分的 读者无从分辨真假和对错。这种情形在政客介入后变得尤其严重,因为他们只说政治正确的话。事实上,如果你没有一点这方面的基础知识,听多了不同的意见肯定 是会胡涂的。譬如上面这些台湾官方或半官方言之凿凿的说词(statements)我们要判断它们是真是假并不容易,我们禁不住要问自己:

1. 战机外壳的隐形真的很容易就设计出来吗?
2. J-20的隐身性能真的不如F-22吗?
3. J-20的隐身设计是“山寨”F-22吗?
4. J-20的隐身性能好过美国的F-35或俄国的T-50吗?
5. J-20的成军还早得很吗?
6. 台湾真的有神奇的磁性粉末可以破解J-20吗?
7. 天弓三型配合雷达真的可以反制J-20吗?

YST 相信大部分的读者对上面这些问题是无法回答的。而这正是说话者想要达到的目的,他们放出大量似是而非但是对自己有利的说词,如果不能使你相信,至少也要把 你弄胡涂而无所相信。我们必须了解政府官员和民间政客的话几乎没有例外都是经过「政治正确」的修改,基本上属于宣传,可信度很低。譬如沈一鸣和林郁方在隐 形战机上的发言,一问一答,一唱一和,纯属搞笑和作秀。如果不是六天后J-20真的飞上天和胡锦涛亲口当面向美国国防部长盖兹证实J-20的存在与研发成 功,大部分的台湾人还以为沈一鸣和林郁方是诚实的、甚至有什么真才实学。

继不久前针对「东风-21丁」的胡言乱语,林郁方在立法院有关大陆隐形战机J-20的乌龙表演再一次证明他自己是一个不学无术、道听途说的骗子。林郁方一肚子草包,是一个专门说「政治正确」假话的骗子政客,这次的立委改选该是他下台走人的时候了。

台湾官员与政客所用的技巧是来自西方人的宣传哲学:
If I cannot convince you, I will confuse you.

(三)我们的省思

上 一节我们谈到当武器的影响到达政治阶层的时候,各种不同「政治正确」的说法便开始流行了,这就使大部分的读者感到困惑。结果很可能是各人根据自己的政治立 场来看这个革命性的新武器,虽然也很有趣而且有很高的娱乐性,譬如台湾军事专家宋兆文说台湾的磁性粉末可以破解大陆的J-20但不能破解美国的F-22之 类,但这些说法终究非常无奈地失去了知识性,使我们浪费了时间或茫茫然不知其所谓。

所以,在众说纷纭的情况下,面对不同的和矛盾的说法我们很容易迷糊,也很容易人云亦云和以讹传讹。
问题:你如何分辨这些军事科技的真伪呢?
回答:你必需具备简单的基础知识,这其实并不难,也挺有趣。

【天 下纵横谈】是一个知识性的论坛,「政治正确」的考虑首先就要抛弃。为了明辨真伪,我们必须具备独立判断的基础能力。所以经过审慎的思考,YST不要像其他 作者那样直接告诉读者J-20的性能好不好、有多好,而是建立几个简单的原理,然后根据这些简单的原理读者就可以自己分辨有关隐形战机的各种论述,什么说 词是真的、什么说词是假的、什么推论是对的、什么推论是错的。这样得到的知识才真正是属于你的。

这个系列我们要用最简单、最形象的方式来解释「隐形战机」最基础的原理。读者只要能把握这些基础原理就能够轻松地明辨是非。了解这些基础原理不需要高深的数学,也不需要什么专业知识,有中学程度的基础知识和一点想象力就足够了。

上面第二节由台湾官员与政客发表的说法所引发的七个问题其实是好问题,它强迫我们思考。

YST这个系列文章的目标就是为读者构建足够的基础知识来回答第二节中所列举的七个问题。

如果你认为自己能够正确地回答前面这七个问题,那么请去做其他的事情,你已经不需要看后面的文章了,不要浪费时间。

如果你不能回答或不能确定前面这七个问题,那么请继续看下去。当你看完本系列,这七个问题你都可以自己慢慢地分析,然后一一迎刃而解。

YST 不知道这个系列会写多长。既然标题取名「漫谈」,内容的安排自然比较松散,YST不自找麻烦要求顺序完全合理。就像「弹导导弹攻击航空母舰」的系列文章一 样,YST用罗马数字(I、II、III、IV、V....)为本系列编号,用中国数字(一、二、三、四、五....)为子标题编号。子标题都是本系列重 要的组成部分,但是子标题之间并没有一定的顺序或逻辑上的关系。

「隐 形战机」是个复杂、艰深、琐碎、牵涉面很广的科技,这种话题很难全面掌握。YST所知有限,又在深夜非常疲惫时书写,不会也不可能追求完美。如果本系列出 现什么缺点、错误、遗漏、混乱.....等等问题,读者多多包涵,请一笑置之,当然也欢迎读者提出来讨论,共襄盛举,互相学习,这样就更能共同进步了。

YST 记得年轻时在美国曾经选修一门「稳定理论」的课,讨论物体在空间的稳定性。主讲的是一位日本来的客座教授,此公在学界有点名气,说话一本正经、一丝不苟, 讲课的内容是他的最新研究,他把问题解析得干干净净、滴水不漏,听者无不佩服。有一次他讲完之后,无论听得懂的还是听不懂的,无人敢发一言。于是一位波兰 来的客座教授说话了:「A perfect lecture is not a good lecture.」,引发哄堂大笑。

这 个故事给YST很大的启发。人生有很多遭遇,有的完美,有的不完美。完美的固然令人惊叹,但终究极少见;常见的都是不完美的,但它也有值得欣赏的一面,是 另一种美,有时更令我们回味无穷。世界上的事多半是不完美的,我们要学会欣赏缺憾美。就像维纳斯的塑像本来是完美的,后来不小心弄断了一只手臂,法国人不 追求完美,把另外一只胳膊也砍了,于是就对称了,也平衡了。双臂俱失的维纳斯所带来的观感是一个新的境地,构成一幅新的美姿与美态令人眼前一亮,这是一种缺憾美,发出令人无限想象的遐思。

YST顽劣嬉笑成性,没有耐性做大学问,不是正经八百的日本人,也成不了专家,所以不带任何罪恶感地胡乱谈隐形战机。YST想到什么就说什么,读者随便看看,大家轻松讨论。

闲话休叙,让我们进入正题。

(四)什么是隐形?

甲. 隐形的种类

前面说过「隐形」的定义就是神不知鬼不觉,所以「隐形」是跟感应系统紧密相关的。人类发明的感应系统有很多种,可见光、声音、红外线、雷达、电磁....等等,它们各有各的特性、长处、短处和应用范围。

所谓「隐形」就是制造出各种武器能够规避这些感应系统的探测。由于针对不同的武器人们使用不同的遥感探测系统,「隐形」的工作自然因武器而异。

譬 如声音对飞行物的探测并不重要,但是对船舰就变得重要,尤其潜艇的探测,声纳是最重要的遥感系统。潜艇要「隐形」就必须非常安静,于是静音、吸音和消音就 成为潜艇「隐形」最主要的工作。当然磁感应系统也是探测潜艇的重要手段,消磁也是潜艇「隐形」的工作,但和声音相比属于次要的手段。

乙.飞机的隐形

对飞机的探测方式有可见光、红外线和雷达,所以飞机的隐形必须针对这三种探测器。

可见光的探测距离最短,而且受黑夜的限制,所以最不重要。

红外线是热传感器,不受日夜影响,但是受到天气影响,它无法穿透云雾。红外线最大的优点是被动探测,由于不主动释放能量,所以有很高的隐密性;其次的好处是分辨率非常高,不但可以判断目标的种类而且在攻击时可以选择瞄准点。

雷达是人类发明的、最伟大的遥测系统,对飞行物体尤其有效。

雷达的优点非常多:
1.雷达是全天候的,它不分日夜,它能够穿透任何天气(云、雨、雾)。
2.雷达是三维定位,不但决定方向,而且决定距离,所以可以非常准确地探测到飞行物在空间的位置。相较之下,可见光与红外线的探测器都只能决定方向、无法决定距离。雷达的三维定位使它成为探测飞行物体不可取代的遥测工具。
3.雷达的探测距离非常远,军用雷达可以探测到数千英哩外的飞行物体。
4.雷达的定位精度非常高,军用雷达的测量误差角度可以小于两百分之一度,距离误差可以小到数米。

雷达的缺点也很多:
1.雷达发射巨大的能量,暴露自己的位置。
2.雷达系统非常复杂,体积和重量都大,也非常昂贵。
3.雷达需要巨大的电力供应,维持费用和维修费用都很高。

但是不论怎么说,雷达是探测飞行物最有效、也是不可取代的遥测系统。

所谓隐形战机主要躲避的探测系统就是雷达,其次是红外线,可见光可以不计。不夸张地说,隐形战机的隐形工作雷达隐形至少占九成九以上,红外线隐形不到零点一成,可见光隐形几乎没有。

雷达隐形全身都要做,工程非常艰巨,耗资非常巨大。

红外线隐形主要就是进气口和尾喷口,理论和工程简单得多,采用的手段不过就是把外面的冷空气和燃烧后的高温气体混合降低温度后排出,以此来降低热特征,方法简单,效果也有限。

可见光隐形除了战机外表的涂装根本没做什么。想想看,那个飞机没有涂装?所以可见光隐形的工作基本是零。

从上面的分析我们知道战机的隐形基本就是雷达隐形,所以军事家口中的「隐形战机」就是指一种能够有效降低雷达探测、缩小雷达探测距离的战机。「隐形战机」几乎就是「雷达隐形战机」的代名词。

从现在起,本系列只讨论雷达隐形。



再次强调,YST只是军迷——普通军迷,不是航空领域的科学家,甚至不是该领域的“从业人员”

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同时也期待咱们自己的军迷也能拿出些适合普通业余爱好者的读物,拿出些属于军迷自己的东西,这岂不是咱们的大幸事吗?

最后翻出点古人的智慧,与大家共勉:

为善而欲自高胜人,施恩而欲要名结好,修业而欲惊世骇俗,植节而欲标异见奇

此皆是善念中戈矛,理路上荆棘,最易夹带,最难拔除者也。须是涤尽渣滓,斩绝萌芽,才见本来真体。(菜根谭)
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YST大家应该比较熟悉了,CD上也有不少转自他的文章,有些细节的确有待商榷,但作为一名军迷他踏实客观严谨的研究态度非常值得大家一起学习。这篇文章还在“天下纵横谈”连载中(已经推出七篇,即将收尾),里面有不少亮点,热爱技术的CDer非常值得认真通读一遍。
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01漫談隱形戰機(I):隱形戰機進入多國時代

去年(2010年)12月20日左右网络上出现几张中国大陆隐形战机「歼-20」(J-20)的照片,消息传出成都飞机公司已经制造了两架原型机,不但进行 了J-20机体强度的地面测试,还在跑道上进行高速滑跑,并且即将进行首飞。隐形战机的话题一下子就在网络上热络起来。

各国军事专家开始就J-20的外形进行各种分析与臆测,台湾方面也紧张起来但是故作镇定。今年01月05日,台湾国防部的情报办公室次长沈一鸣在立法院回答 立委林郁方的质询时表示,网络上的照片应该不是真的,因为大陆目前尚无能力制造出最新型战机,更不可能试飞。沈一鸣果真一鸣惊人,死活都一口咬定中共造假,照片是计算机合成的。

今年01月11日,大陆的隐形战机J-20在众目睽睽之下飞起来了,历时18分钟的圆满飞行轰动全球。于是「隐形战机」的话题就不再是热络的闲话,而是有真凭实物的家伙,网络上火热地展开议论和辩论。

隐形战机的话题立刻白热化,而且持续很长一段时间,为什么?
因为兹事体大。隐形是军事技术的新观念和新高度,隐形战机不但有军事意义而且有战略意义,这就上升到政治阶层了。能不成为火热的话题吗?

有关影响政治的军事发展是【天下纵横谈】的主要话题,YST不能放过「隐形战机」这个题目。本系列文章出现得有点晚,但至少没有缺席。

YST 写文章多半在深更半夜,有时过分劳累就变得精神恍惚。在隐形战机讨论最热烈的时候YST正开始「朝鲜半岛」的长篇系列文章,无法分心。后来写了四千字「隐形战机」,但是在分心写「茉莉花革命」时心神恍惚把它意外地删除了,所以现在一切都推倒重新开始。不过这样也好,读者有关「隐形战机」的文章一定看多了, 也看腻了,YST正好改变主意,用非传统的新方法来叙述「隐形战机」的故事。

(一)隐形战机进入多国时代

1981年06月15日,美国高度机密的 F-117试飞成功,人类战争开始进入「隐形时代」。

「隐形」,这种跨越时代的新武器出现后,它改变了传统的作战方式,当战术的改变巨大到某种程度时,战略也跟着改变了,战略的改变自然就冲击政治,这是肯定的。

「隐形」,英文称作 stealth,意思就是「神不知鬼不觉」,它对空战的影响是巨大的。从空中武力攻击的效率观点来看,「隐形」也许比飞机从螺旋桨进入喷气时代所带来的影响更大,因为看不见的敌人比跑得快的敌人更可怕。

将近三十年,隐形战机一直是美国独享。你一定会问:为什么?
科 技的发展有一定的规律,新武器的出现依靠的是各种技术不断的演变、累积与成熟。「隐形战机」所需要的技术是一种多方面的综合性的技术,牵涉面非常广,它需 要大量的资金做研发。八0年代苏联已经开始没落,而中国才刚从文革的浩劫中走出来,那时候有条件承担这种规模研发的大国只有美国。事实上,美国的研发也不 是百分之百的自力更生,也有借镜外国之处。美国科学家无意间发现俄国数学家在电磁波的计算上有独到的功夫,这位俄国数学家的计算方法对美国隐形战机的研发 开启了关键性的作用。科技的发展本来就是相互刺激的。

前 面说过科技的发展有一定的自然规律,当条件成熟时,同样的和类似的产品就会诞生,隐形战机也不例外。一年前俄国的隐形战机T-50试飞成功,今年中国的隐 形战机J-20试飞成功,它们都代表生产国家所拥有军事科技的成熟度,下一个也许是法国。这些产品都不是F-22的“山寨”版,它们是本国科学技术累积下 自然成熟孕育出来的成果。

今 天,隐形战机已经进入多国时代,它的重要性毫无疑问上升到了政治层面。由于俄中都是自力研发,美国的空中霸权面临威胁,如果没有后续的努力肯定会被超越。 列强之间新一轮的战机竞争就此展开。没有参加这轮竞争的国家,譬如英国,很自然地将被抛在后面沦为「第二梯队」,它们在国际上的发言权将会越来越小。

对美国而言,J-20首飞是送给正好来北京访问的美国国防部长盖兹的礼物,警告美国最近这些日子针对朝鲜半岛一连串军事演习的嚣张行为。
对台湾而言,J-20首飞是滚烫又结实的教训,滚烫的巴掌打在台湾国防部欲盖弥彰的脸上,结实的拳头打在「台独」和「独台」罔顾事实鸵鸟的心窝上。

是的,台湾人喜欢也好,不喜欢也罢,美国独享隐形战机的美事已经成为过去,隐形战机已经进入战国时代,不,是「三国时代」。

YST个人认为下一轮的竞争(第六代战机)将于2030年展开。YST并不看好俄国,法国就更次了。下一轮的战机竞争只有两个半选手,中美旗鼓相当,俄国可以算半个。

(二)台湾的反应

台 湾对J-20的反应是非常有趣的。在此以前,无论是政府官员、民意代表还是民间人士都一再崇拜隐形战机如何高不可攀、一再惊叹隐形科技如何艰深高超、一再 强调美国隐形战机F-22如何神勇和天下无敌。大陆的隐形战机上天后,台湾的口径就开始转调,说什么战机外壳的隐形其实并不困难啦、J-20的隐身性能不 如F-22啦、J-20距离成军还早得很啦、台湾研发磁性粉末可以破解J-20啦、天弓三型配合雷达可以反制 J-20啦....等等。一下子,隐形战机好像一点也不神奇了,台湾军方已经有多种手段轻松就可以把它制住,F-22不敢说,但是至少可以把J-20制 住。真的是这样吗?

有关隐形战机的热烈讨论在各种媒体上至少进行了两、三个月,各式各样的论调和角度都有,各种不同的意见和说词都有,有些甚至是矛盾和冲突的。
请问读者,你学到什么?
隐身能力各吹各的,一大堆专家丢给你一大堆数字,你相信谁?
欧美军事专家说F-22性能高于J-20,大陆专家说J-20性能高于F-22,台湾军事专家说J-20的性能比F-22差远了,根本不同等级。你怎么评估?

YST 猜想大部分的读者都没有学到什么东西,因为大部分发表高论的人都只告诉读者他个人判断的结果,一个他要你相信的结果,一个他陈述的个人意见,而绝大部分的 读者无从分辨真假和对错。这种情形在政客介入后变得尤其严重,因为他们只说政治正确的话。事实上,如果你没有一点这方面的基础知识,听多了不同的意见肯定 是会胡涂的。譬如上面这些台湾官方或半官方言之凿凿的说词(statements)我们要判断它们是真是假并不容易,我们禁不住要问自己:

1. 战机外壳的隐形真的很容易就设计出来吗?
2. J-20的隐身性能真的不如F-22吗?
3. J-20的隐身设计是“山寨”F-22吗?
4. J-20的隐身性能好过美国的F-35或俄国的T-50吗?
5. J-20的成军还早得很吗?
6. 台湾真的有神奇的磁性粉末可以破解J-20吗?
7. 天弓三型配合雷达真的可以反制J-20吗?

YST 相信大部分的读者对上面这些问题是无法回答的。而这正是说话者想要达到的目的,他们放出大量似是而非但是对自己有利的说词,如果不能使你相信,至少也要把 你弄胡涂而无所相信。我们必须了解政府官员和民间政客的话几乎没有例外都是经过「政治正确」的修改,基本上属于宣传,可信度很低。譬如沈一鸣和林郁方在隐 形战机上的发言,一问一答,一唱一和,纯属搞笑和作秀。如果不是六天后J-20真的飞上天和胡锦涛亲口当面向美国国防部长盖兹证实J-20的存在与研发成 功,大部分的台湾人还以为沈一鸣和林郁方是诚实的、甚至有什么真才实学。

继不久前针对「东风-21丁」的胡言乱语,林郁方在立法院有关大陆隐形战机J-20的乌龙表演再一次证明他自己是一个不学无术、道听途说的骗子。林郁方一肚子草包,是一个专门说「政治正确」假话的骗子政客,这次的立委改选该是他下台走人的时候了。

台湾官员与政客所用的技巧是来自西方人的宣传哲学:
If I cannot convince you, I will confuse you.

(三)我们的省思

上 一节我们谈到当武器的影响到达政治阶层的时候,各种不同「政治正确」的说法便开始流行了,这就使大部分的读者感到困惑。结果很可能是各人根据自己的政治立 场来看这个革命性的新武器,虽然也很有趣而且有很高的娱乐性,譬如台湾军事专家宋兆文说台湾的磁性粉末可以破解大陆的J-20但不能破解美国的F-22之 类,但这些说法终究非常无奈地失去了知识性,使我们浪费了时间或茫茫然不知其所谓。

所以,在众说纷纭的情况下,面对不同的和矛盾的说法我们很容易迷糊,也很容易人云亦云和以讹传讹。
问题:你如何分辨这些军事科技的真伪呢?
回答:你必需具备简单的基础知识,这其实并不难,也挺有趣。

【天 下纵横谈】是一个知识性的论坛,「政治正确」的考虑首先就要抛弃。为了明辨真伪,我们必须具备独立判断的基础能力。所以经过审慎的思考,YST不要像其他 作者那样直接告诉读者J-20的性能好不好、有多好,而是建立几个简单的原理,然后根据这些简单的原理读者就可以自己分辨有关隐形战机的各种论述,什么说 词是真的、什么说词是假的、什么推论是对的、什么推论是错的。这样得到的知识才真正是属于你的。

这个系列我们要用最简单、最形象的方式来解释「隐形战机」最基础的原理。读者只要能把握这些基础原理就能够轻松地明辨是非。了解这些基础原理不需要高深的数学,也不需要什么专业知识,有中学程度的基础知识和一点想象力就足够了。

上面第二节由台湾官员与政客发表的说法所引发的七个问题其实是好问题,它强迫我们思考。

YST这个系列文章的目标就是为读者构建足够的基础知识来回答第二节中所列举的七个问题。

如果你认为自己能够正确地回答前面这七个问题,那么请去做其他的事情,你已经不需要看后面的文章了,不要浪费时间。

如果你不能回答或不能确定前面这七个问题,那么请继续看下去。当你看完本系列,这七个问题你都可以自己慢慢地分析,然后一一迎刃而解。

YST 不知道这个系列会写多长。既然标题取名「漫谈」,内容的安排自然比较松散,YST不自找麻烦要求顺序完全合理。就像「弹导导弹攻击航空母舰」的系列文章一 样,YST用罗马数字(I、II、III、IV、V....)为本系列编号,用中国数字(一、二、三、四、五....)为子标题编号。子标题都是本系列重 要的组成部分,但是子标题之间并没有一定的顺序或逻辑上的关系。

「隐 形战机」是个复杂、艰深、琐碎、牵涉面很广的科技,这种话题很难全面掌握。YST所知有限,又在深夜非常疲惫时书写,不会也不可能追求完美。如果本系列出 现什么缺点、错误、遗漏、混乱.....等等问题,读者多多包涵,请一笑置之,当然也欢迎读者提出来讨论,共襄盛举,互相学习,这样就更能共同进步了。

YST 记得年轻时在美国曾经选修一门「稳定理论」的课,讨论物体在空间的稳定性。主讲的是一位日本来的客座教授,此公在学界有点名气,说话一本正经、一丝不苟, 讲课的内容是他的最新研究,他把问题解析得干干净净、滴水不漏,听者无不佩服。有一次他讲完之后,无论听得懂的还是听不懂的,无人敢发一言。于是一位波兰 来的客座教授说话了:「A perfect lecture is not a good lecture.」,引发哄堂大笑。

这 个故事给YST很大的启发。人生有很多遭遇,有的完美,有的不完美。完美的固然令人惊叹,但终究极少见;常见的都是不完美的,但它也有值得欣赏的一面,是 另一种美,有时更令我们回味无穷。世界上的事多半是不完美的,我们要学会欣赏缺憾美。就像维纳斯的塑像本来是完美的,后来不小心弄断了一只手臂,法国人不 追求完美,把另外一只胳膊也砍了,于是就对称了,也平衡了。双臂俱失的维纳斯所带来的观感是一个新的境地,构成一幅新的美姿与美态令人眼前一亮,这是一种缺憾美,发出令人无限想象的遐思。

YST顽劣嬉笑成性,没有耐性做大学问,不是正经八百的日本人,也成不了专家,所以不带任何罪恶感地胡乱谈隐形战机。YST想到什么就说什么,读者随便看看,大家轻松讨论。

闲话休叙,让我们进入正题。

(四)什么是隐形?

甲. 隐形的种类

前面说过「隐形」的定义就是神不知鬼不觉,所以「隐形」是跟感应系统紧密相关的。人类发明的感应系统有很多种,可见光、声音、红外线、雷达、电磁....等等,它们各有各的特性、长处、短处和应用范围。

所谓「隐形」就是制造出各种武器能够规避这些感应系统的探测。由于针对不同的武器人们使用不同的遥感探测系统,「隐形」的工作自然因武器而异。

譬 如声音对飞行物的探测并不重要,但是对船舰就变得重要,尤其潜艇的探测,声纳是最重要的遥感系统。潜艇要「隐形」就必须非常安静,于是静音、吸音和消音就 成为潜艇「隐形」最主要的工作。当然磁感应系统也是探测潜艇的重要手段,消磁也是潜艇「隐形」的工作,但和声音相比属于次要的手段。

乙.飞机的隐形

对飞机的探测方式有可见光、红外线和雷达,所以飞机的隐形必须针对这三种探测器。

可见光的探测距离最短,而且受黑夜的限制,所以最不重要。

红外线是热传感器,不受日夜影响,但是受到天气影响,它无法穿透云雾。红外线最大的优点是被动探测,由于不主动释放能量,所以有很高的隐密性;其次的好处是分辨率非常高,不但可以判断目标的种类而且在攻击时可以选择瞄准点。

雷达是人类发明的、最伟大的遥测系统,对飞行物体尤其有效。

雷达的优点非常多:
1.雷达是全天候的,它不分日夜,它能够穿透任何天气(云、雨、雾)。
2.雷达是三维定位,不但决定方向,而且决定距离,所以可以非常准确地探测到飞行物在空间的位置。相较之下,可见光与红外线的探测器都只能决定方向、无法决定距离。雷达的三维定位使它成为探测飞行物体不可取代的遥测工具。
3.雷达的探测距离非常远,军用雷达可以探测到数千英哩外的飞行物体。
4.雷达的定位精度非常高,军用雷达的测量误差角度可以小于两百分之一度,距离误差可以小到数米。

雷达的缺点也很多:
1.雷达发射巨大的能量,暴露自己的位置。
2.雷达系统非常复杂,体积和重量都大,也非常昂贵。
3.雷达需要巨大的电力供应,维持费用和维修费用都很高。

但是不论怎么说,雷达是探测飞行物最有效、也是不可取代的遥测系统。

所谓隐形战机主要躲避的探测系统就是雷达,其次是红外线,可见光可以不计。不夸张地说,隐形战机的隐形工作雷达隐形至少占九成九以上,红外线隐形不到零点一成,可见光隐形几乎没有。

雷达隐形全身都要做,工程非常艰巨,耗资非常巨大。

红外线隐形主要就是进气口和尾喷口,理论和工程简单得多,采用的手段不过就是把外面的冷空气和燃烧后的高温气体混合降低温度后排出,以此来降低热特征,方法简单,效果也有限。

可见光隐形除了战机外表的涂装根本没做什么。想想看,那个飞机没有涂装?所以可见光隐形的工作基本是零。

从上面的分析我们知道战机的隐形基本就是雷达隐形,所以军事家口中的「隐形战机」就是指一种能够有效降低雷达探测、缩小雷达探测距离的战机。「隐形战机」几乎就是「雷达隐形战机」的代名词。

从现在起,本系列只讨论雷达隐形。

02漫談隱形戰機(II):雷達截面

(五)雷达隐形

甲. 雷达的探测原理

很 多读者一定有在山谷中大喊然后听自己回音的经验。我们选择山谷,因为声音不容易四散,先用双手合围在嘴巴旁边,因为这样发出的声音比较集中,然后面对大山 用尽吃奶的力气大喊一声「我来了!」,然后静静地竖起耳朵听,几秒钟后,从山的方向就传来微弱但非常清晰的回声「我来了!」。

雷达的探测原理跟这个回音原理是完全一样的,只不过用的是电波。

雷 达透过一些电子设备能够产生功率非常强大、频率和波型非常稳定的电磁波,这个电磁波经过特殊设计的天线(就像你合围在嘴巴旁边的双手)发射到某个特定方 向,然后雷达停止发射,静静地接收可能由飞行物反射回来的电波。如果果然接收到自己发出的电波,那就表示在发射方向有飞行物体,根据等待时间的长短雷达的 电子计算器就可以算出这个飞行物体和自己的距离,这个距离加发射方向就可以完全决定这个飞行物体在空间的位置。雷达探测的功能就完成了。

上面的道理非常简单,但是科学家是追根究底的人,他们想知道目标和被电波探测到的关系到底是什么。为了进一步了解探测的过程,科学家对飞行物做了进一步的分析。他们问了很多问题:
1.目标的大小和可探测性有没有关系?
2.目标的组成物质和可探测性有没有关系?
3.目标的姿态和可探测性有没有关系?

上面三个问题的答案都是:有。

乙. 几何截面(Geometric Cross Section)

第一个问题最容易回答,因为目标越大自然反射回来的电波就越强,当然就越容易被探测到。想想看,我们对着大山喊可以听到回音,如果是对着小山坡喊,即使喊破喉咙也是听不到回声的。

任何飞行物从雷达波照射方向相交的面积称为该物体的几何截面。也就是说,几何截面就是雷达“看到”的目标面积,也可以说成是雷达波被目标拦截的面积。

一个目标随着观察角度的不同,它的几何截面也不同,回波的强度自然不同,所以它被雷达探测到的距离也不同。

科学家得到一个结论:目标的雷达探测性和目标的几何截面成正比。

丙. 反射性(reflectivity)

第二个问题也不难回答,如果你去过电台的录音室或播音室就会发现墙壁是用特殊材料构成而且遍布孔洞,它们是用来吸收声波的,目的就是降低可以构成干扰的回声。

电波也是一样,任何物质都不可能把电波百分之百的反射回去,通常有一部分能量被吸收转换为热能。不同的物质对电波有不同的反射性,其中金属的反射性最高,是雷达最喜欢的物质。

科学家把「反射性」(reflectivity)定义为目标反射的功率除以射到目标的功率。
「反射性」是一个介于0与1之间的数值。

科学家得到第二个结论:目标的雷达探测性和目标的反射性成正比。

丁. 方向性(directivity)

当 电波照射到目标时,不是所有反射的电波都回到照射的方向,而是有一定的规律。最简单的实验就是目标是一个非常光滑的平面体,这个时候反射的方向与照射的方 向满足一个定律,那就是:「反射角等于入射角」。所以除非电波是垂直照射平面目标,否则一部分电波会反射到其他方向,不被雷达接收到。

科学家把「方向性」(directivity)定义为目标反射到雷达方向的功率除以平均全方位反射的功率(也就是假设目标把所有射来的电波功率非常均匀地、球状地、反射到每个方向的功率)。
「方向性」是一个介于0与 4p 之间的数值,p = 3.141592....是圆周率。

科学家得到第三个结论:目标的雷达探测性和目标的方向性成正比。

戊. 雷达截面(Radar Cross Section,简称 RCS)

综合乙、丙、丁,我们得到:
目标的雷达探测性跟「几何截面」 X 「反射性」 X 「方向性」成正比。

科学家把右边这三个数量的乘积定义为目标的「雷达截面」(Radar Cross Section,简称 RCS),通常用小写的希腊字母 sigma , s ,来代表:

s = 「雷达截面」 = 「几何截面」 X 「反射性」 X 「方向性」

「雷达截面」是一个非常重要的概念和常用的名词,它的重要性是把任何雷达目标具体化了,变得非常容易想象,也非常容易比较。

譬如当军事专家说F-15的正前方雷达截面是5平方公尺,那么你就可以把军事专家的话想象成:当雷达从正前方照射F-15时,F-15被探测到的可能性就相当于一个横切面积为5平方公尺的金属球,也就是一个直径2.52公尺的金属球。

(六)有关雷达截面(RCS)的一些数值

一个目标的雷达截面(RCS)和它的几何截面通常有很大的落差,譬如美国隐形轰炸机B-2正前方的雷达截面肯定小于1平方米,但是它的几何截面肯定大于十平方米。所以B-2的雷达截面和几何截面相差十倍以上,甚至百倍都可能。

所以单看体型的大小来估计雷达截面的大小是肯定犯错误的,而且非常可能是大错。事实上,如何设计一架每个方向雷达截面都很小的大飞机就是隐形战机设计师的工作。

由 于这个缘故,我们需要知道一些雷达截面的实际数值来得到一些“感觉”。下面是YST根据美国雷达专家布莱克(Lamont V. Blake)1980年出版的教科书【雷达测距分析】(Radar Range-Performance Analysis)所公布的 RCS 数值:

目标的种类                                方向                雷达截面(平方米)

小型喷射战斗机或                         头,尾        0.2 - 10
小型商业喷射客机                        侧面                5 - 300

中型轰炸机或中型商业                头,尾        4 - 100
喷射客机譬如波音-727                        侧面                200 - 800

重型轰炸机或大型商业                头,尾        10 - 500
喷射客机譬如波音-707                        侧面                300 - 550

木制扫雷艇,144英尺,                 侧面                10 - 300
空中雷达(5~10 GHz)                25度角向头        0.1 - 300
                                        或尾俯视

小鸟(450 MHz 米波雷达)        平均                10 **(-5.6)

大鸟(9 GHz 厘米波雷达)        侧面                10 **(-2)

昆虫(蜜蜂),9 GHz                平均                10 **(-2.8)

大昆虫(5公分),9 GHz                平均                10 **(-1.8)

从上面的列表我们观察到一些有趣的现象:
1.无论是飞机也好,是飞鸟也罢,头的方向雷达截面总是最小的。这很容易理解,因为飞行方向的横切面(几何截面)越小飞行的阻力越小、飞行的速度也就越快。
2.小型飞机和中型飞机的雷达截面差了一个数量级。
3.中型飞机和大型飞机的雷达截面差别不大,尤其是侧面。
4.木制扫雷艇的雷达截面居然接近大型飞机有些意外,因为木质材料的反射性很小。YST猜想是扫雷艇内部乱七八糟的军用设备才是主要的反射源,这些设备多半是由金属构成,它们的反射性超过体型硕大但非常园滑的机身。
5.小鸟的雷达截面比大鸟小了不止三个数量级(超过一千倍),这显然不合理。仔细一想,问题出在测量的雷达所使用的频率不同。450 MHz米波雷达波长大约66公分,远比小鸟的体型大,所以会发生严重的绕射现象。这就告诉我们RCS 跟雷达使用的频率有关。
6. 大鸟侧面的雷达截面在 9 GHz 雷达波照射下有0.01平方米是非常有趣的现象。9 GHz 属于X波段,这正是火控雷达使用的波段,是所有作战飞机最敏感和最想躲避的波段。所谓的大鸟大概就指老鹰之类的飞鸟,牠们的几何截面再大也不会超过一平方 米,比任何飞机都小多了。这就给我们一个非常有感觉的指标,用大型飞鸟与隐形战机作比较。
7.蜜蜂大小的昆虫比5公分长的大昆虫(譬如蜻蜓)雷达截面小了一个数量级可以理解,但是像蜻蜓这样5公分长的大昆虫雷达截面居然比老鹰这样的大鸟还大一点点,这就令许多人感到大惑不解了。

想想看,同样都是肉做的,同样都在 9 GHz雷达波的照射下,为什么一只小小蜻蜓的雷达截面竟然会比老鹰还大呢?
YST 的解释是:这是雷达波的共振现象。当雷达波的波长接近目标的长度时,反射的电波相位(phase)相同,于是波幅(amplitude)因相加而变大,产 生共振现象。想想看,9 GHz 的波长大约是2.7公分,正好是蜻蜓身体长度的一半,蜻蜓对雷达的角度是随机变化的(random),于是,从雷达的角度来看,蜻蜓的长度从0.5到5公 分随机变化,依照常态分配,大部分的时间蜻蜓的长度处在中间值2.7公分附近,正好引起共振。

雷达波的共振现象非常重要而且有非常重要的应用,那就是反雷达的干扰作业。

在 开战前只要弄清楚目标国家的雷达波段(这并不困难),我们就可以用一种非常轻的质料做成圆柱形的细长条,把它镀上铝,然后依照目标国家的雷达波长切成各种 长度装在一个盒子里。在进行攻击前,派出飞机洒在进攻的航道上,这些镀铝的细杆子就会引起雷达波的共振现象,一根细小的反射体就可以造成很大的雷达回波, 更何况抛撒出去的“小细签”数以万计,在进攻航道中每立方米都会有数个到数十个,它们造成的回波远大于飞机,使雷达幕上出现一片雪花,什么都看不到。由于 它们很轻,它们停留在空中的时间至少数小时,通常长达数天,有时甚至一个月以上。这种干扰的方法对付厘米波雷达效果很好而且非常便宜。

(七)「雷达截面」(RCS)的军事敏感性

好了,我们定义了「雷达截面」(RCS),也了解了它的物理意义和它在雷达探测上的重要性。基本上,只要我们得到某个目标在所有角度上的雷达截面的数值,那么这个目标的雷达特性就完全掌握了。

甲. 战机的「雷达截面」可以透露很多讯息

举 个例子,如果我们知道F-15正前方的雷达截面是5平方公尺,那么设计J-10的工程师就知道当J-10和F-15迎头遭遇时,根据J-10雷达的发射功 率、天线尺吋、雷达接收器的讯噪比和讯号处理能力等等参数就可以推算出来在什么时候(距离)J-10会发现F-15、什么距离J-10开始追踪F-15、 什么距离可以锁定 F-15、什么距离可以发射导弹....等等一连串实际交战的重要数据。
如果发射的是雷达导引的空空导弹,工程师甚至可以计算出击落F-15的机率,一连串的战术运用都可以准确推算和导演出来。

你说泄露战机的 RCS 是不是兹事体大?

所以,对任何作战飞机,它的雷达截面数值是非常敏感的数据,尤其是机头正前方,因为这是敌我飞机遭遇最可能发生的情况。

由于这类数据的敏感性,任何国家都不会公布自己作战飞机的RCS。YST也绝不相信网上流传的任何作战飞机的RCS,不管它是制造国家自己公布的还是间谍偷来的。网上也好、权威军事杂志也罢,任何人声称某型战机的RCS是多少都是瞎说。

乙. 隐形战机的 RCS

如果普通战机的RCS是机密,那么隐形战机的RCS就是极机密了,因为隐形战机是高价值目标、隐形战机的任务也是高价值任务。

不过读者也不要太失望,我们虽然不能说出隐形战机确切的RCS到底是多少,但是根据科技进展的程度给出一个大致的范围还是可以做到的。

以目前尖端科技的进展,隐形战机要把RCS降低20dB是可以做到的,降低30dB就很困难但花大钱也可以办到,降低40dB则不可能。这是隐形战机和普通战机在雷达隐身性能上大致的差距,也是普通草民都需要知道的常识。

如果读者不喜欢用分贝(dB)这种比值做比较讨论,希望看到绝对的RCS数值,YST可以提供一些个人的意见,但是不负任何责任。

YST 个人认为战机的RCS最重要的是正前方,也就是机头的轴线左右30度、上下20度的锥形空间;其次是底部下方,因为这是地基搜索雷达观察的角度;第三是侧 面,这是受到攻击经常发生的角度,发生的机率也许跟机头方向差不多;第四是尾部,因为既然决定脱离战场RCS也就不那么重要了;最后是顶部,因为从上面照 射战机的机率最小。

YST认为隐形战机的设计者在优化RCS的过程中他考虑的优先级也是上面的顺序,所以隐形战机的RCS值由小到大也是上面的顺序。YST猜想,以目前的科技,隐形战机的RCS大概能够到达的数值如下(胡乱猜,不负责):
1. 前方:        1 ~ 0.1 平方米 代表优良;
                0.1 ~ 0.01 平方米 代表特优;
                0.01 ~ 0.001 平方米 是极限优良;
                < 0.001 平方米 不可能;
2. 下方:        0.5 ~ 0.1 平方米;
3. 侧面:        1 平方米 左右;
4. 尾部:        5 平方米 左右;
3. 上方:        5 ~ 10 平方米。

YST 记得「汉和防务评论」的主编平可夫曾经和读者打赌(不知为了什么),说如果中国能在2020年前造出隐形战机他就关闭「汉和」网络上的中文部。后来他怕中 国真的在2020年前造出隐形战机,于是他为隐形战机加了一个资格形容词,他说所谓的「隐形战机」就是要像美国的F-22,正前方的RCS要小于 0.00001平方米。YST不记得到底有五个0还是四个0,但确信至少有四个0。

YST 非常惊讶一个军事杂志的主编和资深军事记者居然会说出如此没有常识的话。这也许是一句气话,不过以他的身分是不能说气话的,因为这是他的职业,应该遵守职业道德。

F-22正前方的RCS小于0.00001平方米是绝对不可能的,连小于0.001平方米都不可能。

YST 不能确定平可夫是否受过科学训练,不过无论如何,平可夫应该是一位交游广阔、消息极为灵通的人士,犯错误是可以的,但是这个打赌也错得太离谱了,属于没有常识,这可是会影响名誉的,「汉和防务评论」还要不要卖了?

平可夫迷信和神话美国军事到这种地步令人难以置信,它告诉我们文章不可轻信,即使作者是有头有脸的名人。

03漫談隱形戰機(III):「雷達截面」與「探測距離」

(八)雷达的探测距离

在上一篇文章,我们花了很多功夫定义和解释一个目标物体的「雷达截面」(RCS),这是一个非常重要的观念。

事 实上,所谓「隐形战机」就是把「雷达截面」极小化作为优先考虑所设计出来的战机。这种外型经过特殊的设计和处理的战机它的「雷达截面」比同性质的普通战机 小非常多,通常可以小一百倍(20dB)或更多,但是为此也要付出一些代价,这个代价通常是在飞行的性能和通讯的便捷上。

甲. 「雷达截面」与探测距离的关系

读者不禁要问:「隐形战机」的「雷达截面」变小,它的意义是什么?
答案是:「雷达截面」变小所代表的意义是雷达能够探测到这个目标的距离变短了。

你一定会接着问:那么到底探测距离会短多少呢?
答案是:雷达的探测距离与「雷达截面」的四次方根成正比。也就是说,如果要把探测距离降到一半,那么「雷达截面」就必须降到原来的16分之一。

如果你已经相信上面这个结果不想深究或浪费时间,请跳过(乙)直接进入(丙)。

乙. 一些简单的叙述与证明

你可能会打破砂锅问到底:为什么雷达的探测距离和「雷达截面」有四次方根的关系呢?

回答这个问题其实非常容易。让我们先观察一些自然现象。

A. 雷达的接收功率

读者小时候一定玩过丢石头到水塘里的游戏。当石头落到水塘里,水中就起了涟漪,我们看到水波以石头的入水点为中心,成圆形向外扩散,随着圆圈的扩大石头激起的涟漪上下振动的幅度越来越小,最后消失。这是水的波动。

电 波也是一样,雷达天线对准某个方向发出强大的电波,通常发射的功率(power)从数千瓦特(watts)到数百万瓦特(megawatts)。于是电波 以发射点为中心,成球形向四周扩散,随着距离的增加(也就是半径的扩大)球的表面积增加、球表面单位面积的功率就变小了,也就是说球表面的功率密度 (power density)变小了。

这 个现象是很容易想象的。你可以把电波的扩散想成吹气球,电波的功率就是气球的质量,发射的功率是固定的,也就是说,气球的质量是固定的。随着气球越吹越 大,气球表面积的密度就越来越小。气球的表面积是与半径的平方成正比,所以气球扩张时就会变得越来越薄,气球表面质量的密度就以半径平方的速度变小。

好了,让我们回到雷达。雷达发射的功率P是固定的,随着电波以球状向外传播,电波的功率密度就以半径平方的速度快速减少,功率密度和半径平方成反比。

方程式1:  
电波的功率密度 = 发射功率/R**2
,R是电波球状扩散的半径。这里为了方便,我们把比例常数设定为 1,其实应该是1/(4p),因为球的表面积是4pR**2。

如果雷达与目标的距离为 D,我们自然最重视当 R 等于 D 的时候。

当 R 等于 D 的时候,电波扩散的表面积被目标拦截,部份电波就会产生折射。由于目标通常是一个非常复杂的物体,电波折射的方向是四面八方都有的,形成散射 (scattering),散射后扩散到不同方向的电波它们的功率都不同,我们最感兴趣的是折射到雷达方向的电波功率。

方程式2:
对着原来雷达的方向折射回来的电波功率
= (扩散到目标的功率密度)X(雷达截面)
= (发射功率/D**2)X(雷达截面)

上面这个方程式事实上就是「雷达截面」(RCS)的定义。

这个从目标对着原来的雷达折射回来的电波,它的功率密度同样也是以距离的平方成反比越来越稀薄地扩散回到雷达,最后被原来雷达的天线接收到。

我们必须注意的是,这个第二次球状扩散的电波,它的发射功率是(对着原来雷达的方向折射回来的电波功率)。

所以雷达接收到的电波功率
= (雷达接收到的电波功率密度)X(天线面积)
= (目标反射球状扩散的电波功率到达雷达时的密度)X(天线面积)
= (目标反射功率/D**2)X(天线面积)   
= ((雷达发射功率/D**2)X(雷达截面)/D**2)X(天线面积)

我们把最后一个等式重新整理安排一下。

方程式3:
雷达接收到的电波功率
= (雷达发射功率 )X(雷达截面)X(天线面积)/D**4

B. 方程式3告诉我们两件与接收到的功率有关的事

1. 雷达接收到的功率与雷达的发射功率成正比
所以如果我们加大雷达的发射功率就可以探测到更远的目标。如果能够无限增加发射功率的话,什么隐形战机都不怕了,要多远发现都行。但是事实上发射功率的增加是有限度的,因为大功率发射器有工程上的困难和环境条件的限制,后者在机载雷达上更是苛刻。
这种使用蛮力的方法不太聪明但是也有国家这么干,譬如俄国和前苏联,标准的例子就是米格31(MiG-31)。「傻大黑粗」是俄国电子系统的特征。
西方国家的作法是设计讯噪比更高的接收器、发射巧妙和复杂的波形(waveform)和使用更快速的电子计算器做讯号处理,这就聪明多了。蛮干是不行的,有太多副作用和后遗症。

2. 雷达接收到的功率与与天线面积成正比
其 实天线的面积大不但有效接收讯号的面积大而且而且天线功率增值(gain)高,大有好处。所以设计雷达的人第一件事就是尽可能安装最大的天线,这在机载雷 达尤其如此。F-15的雷达探测距离一定比F-16远,因为F-15的头大,所以 F-15的天线比F-16的天线大得多,效率当然高得多。所有安装高效能雷达的战机都是大头。

C. 雷达接收到的能量

雷 达探测目标取决于雷达从目标回波拦截到的能量。雷达要探测到目标,它接收到从目标反射回来的电波能量必须达到某一个特定的标准(threshhold)。 能量是功率乘时间,所以如果功率很高但发射时间很短那么从回波能接收到的能量还是很小的,也许并不足以探测到目标。所以决定探测距离的能量并不是由「雷达 最大发射功率」(peak power)来决定,而是由「雷达平均发射功率」(average power)来决定。
除此以外,还有整合的时间、天线的增值(gain)等等因素,计算探测距离很啰嗦的。不过没有关系,只要这些因素都是成比例的(乘或除),我们就可以用一个常数来任意概括它们,这样我们就可以集中精神考虑我们最感兴趣的因素了,那就是「雷达截面」与「探测距离」。

我们就用上面说的方法再把方程式3改写一下。

方程式4:
雷达接收到的能量
= (K1)X (雷达平均发射功率)X(雷达截面)X(天线面积)/D**4
= (K2)X(雷达截面)/D**4
,上面K1与K2都是常数。

D. 「雷达截面」与「探测距离」

如果发现目标所需要的接收能量是E,那么方程式4再改写一下。

方程式5:
E = (K2)X(雷达截面)/D**4

K3 = RCS/D**4

RCS = (K3) x D**4

D = (K4) x RCS**(1/4)
,上面()**(1/4)就是把括号内的数值开四次方。

上面这个方程式告诉我们:
RCS 与目标探测距离的四次方成正比,
反过来说,
目标探测距离与目标 RCS 的四次方根成正比。

丙. 隐形战机的优势

在(甲)节,我们已经叙述并且证明:
1. 隐形战机就是「雷达截面」特别小的战机;
2. 隐形战机最重要的优势就是雷达探测它的距离变短了;
3. 目标探测距离与目标「雷达截面」的四次方根成正比。

读者现在的感觉可能还是不太好,对隐形战机的优势还是不能实实在在的感受和深切的体会。这是因为YST只给出了观念和公式,还没有举实际的例子,所以感觉是出不来的。我们来看一个实例。

譬如台湾的某个雷达系统,它探测普通战机 F-16 和探测隐形战机 F-22 在探测距离上到底差了多少?

很多读者也许对这个问题心里没底,YST 就用它来做说明。

首先,我们利用方程式5:
RCS = (K3) x D**4

让我们考虑隐形战机 A 和普通战机 B。 A 的「雷达截面」是 RCS(A),B 的「雷达截面」是 RCS(B),某个雷达系统对 A 的探测距离是 D(A) ,对 B 的探测距离是 D(B)。那么
RCS(A) = K x D(A)**4
RCS(B) = K x D(B)**4
因为是同一个雷达,上面两个方程式的 K 值是相同的,我们如果把两个等式一除 K 就消掉了:
RCS(A)/RCS(B) = D(A)**4 / D(B)**4 = (D(A)/D(B))**4

方程式6:
D(A)/D(B) = (RCS(A)/RCS(B))**(1/4)
,上面()**(1/4) 就是把括号内的数值开四次方。

记得 A 是隐形战机,B 是普通战机,所以 RCS(A) < RCS(B),D(A) < D(B)。

看清楚方程式6,它是计算与比较雷达探测距离最有用的公式,这个公式:
右边 RCS(A)/RCS(B) 小于 1,是隐形战机「雷达截面」变小的倍数;
左边 D(A)/D(B) 也小于 1,是雷达探测隐形战机「探测距离」变小的倍数。

好了,现在让我们用实际的数字带入方程式6来得到一些“感觉”。

例子一:
如果 F-22 的 RCS 比 F-16 降低了 28 dB,那么探测 F-22 的距离下降了(28/4)dB = 7 dB = 5 倍。
也就是说,任何雷达对 F-22 的探测距离只有对 F-16 探测距离的20%。
譬如国军号称可以反制隐形战机的「天弓三型」所配备的雷达,如果它能在100公里的距离发现 F-16,那么它能发现 F-22 的距离是20公里。

例子二:
假设隐形战机 A 的「雷达截面」是普通战机 B 的二分之一、十分之一、百分之一、千分之一和万分之一,
也就是说,
RCS(A)/RCS(B) = 0.5、0.1、0.01、0.001、和 0.0001,
也就是说,
隐形战机 A 比普通战机 B 在「雷达截面」上降低了3dB、10dB、20dB、30dB、和40dB,
那么
雷达对隐形战机 A 的探测距离下降到普通战机 B 的84%、56%、32%、18%、和10%。

例子三:
雷达工程师通常用「雷达截面」为 1 平方公尺的目标作为一个雷达系统探测距离的标准,这个数字越大就表示这个雷达系统的功能越高。所以,我们也用这个标准来做确切的数字说明。

假设某个雷达系统对 「雷达截面」为 1 平方公尺(1 m2) 的目标探测距离是一百公里。
那么这个雷达对「雷达截面」(单位:平方公尺 = m2)分别为
10m2、 5m2、 3m2、 0.5m2、 0.1m2、 0.01m2、 0.001m2、和 0.0001m2
的目标的探测距离分别为
178公里、150公里、132公里、84公里、56公里、32公里、18公里、和10公里。

丁. 隐形战机给人的误导与错觉

从上面这一连串的计算,我们开始对隐形战机有了感觉,也对四次方根的威力有了深切的体验。

首先,隐形战机的「隐形」形容词是非常误导的。隐形战机绝不是不能被雷达发现,而是雷达发现它的距离比较近而已。

其次,隐形战机并没有我们想象的这么厉害,为什么?
美 国公布的F-22和B-2的RCS数值非常吓人,非常容易令人产生误解。这是因为一般人对「目标雷达截面」和「目标探测距离」在直觉上认为它们之间的关系 是线性的(linear),所以「雷达截面」减了一半「探测距离」也应该降低一半,「雷达截面」降到十分之一「探测距离」也应该降到十分之一,「雷达截 面」降到百分之一「探测距离」也应该降到百分之一,等等。这可了不得了,F-22「雷达截面」如果真如美军宣传所言降到普通战机的千分之一,于是「探测距 离」也降到千分之一,那不是飞到头顶上才探测到吗?几百公尺的距离,我打开窗子就看到了,要雷达做什么?

但 事实不是这样的,「目标雷达截面」和「目标探测距离」之间是四次方根的关系,这就对工程师的努力非常不利了。想想看,无论多小的数字开了四次方以后也不那 么小了,根据四次方根,「雷达截面」减了一半「探测距离」才降到84%,「雷达截面」降到十分之一「探测距离」才降到56%,「雷达截面」降到百分之一 「探测距离」才降到32%,要达到更加隐形的效果工程师越来越辛苦、效果却越来越小。就算F-22能把「雷达截面」降到千分之一,「探测距离」也不过降到 18%。

想想看,工程师把「雷达截面」从降低一千倍到降低一万倍是多么困难和多大的努力啊,但是在实际应用上「探测距离」才多降了 8%。

看到没有?隐形的工作刚开始时(最先的20dB)比较有回报,越到后来得到的回报和付出的代价就越不成比例,超过20dB以后这投资报酬率就很低了,RCS每降一个dB都绞尽工程师的脑汁、制造成本都要烧掉很多钱。

戊. 过度追求雷达隐形得不偿失

YST 相信F-22的天价和极其困难的维护工作都跟盲目追求RCS的极小值密切相关。YST个人认为以目前的技术战机正前方的 RCS 降到0.01平方米以下是得不偿失的,F-22就是前车之鉴。一只大鸟的RCS都有0.01平方米,战机隐身到达大鸟的境地已经可以了,跟蜜蜂较什么劲?

发展武器要合情合理与量力而为,不计成本的唯物器论除了对军火商和军火工程师有好处外,既对国家的财政造成伤害,也对赢得战争没有必然的帮助。

F- 22在决定停产时每架的生产价格是1.4亿美元,如果算上研发的费用,每架F-22的成本是3.5亿美元,这是天价;F-22每飞一小时所需要的保养费用 是4.4万美元,也是天价。美国今天维持F-22已感到沉重,如果进入战时要补充F-22的战场损耗几乎是不可能的,美国即使进入战时经济也无法负担。

回想第二次世界大战,德国的「虎王」坦克举世无敌,但是「虎王」再好德国也消耗不起,最后导致战败。苏联的T-34和美国的谢尔曼坦克在生产在线源源不断地出厂,最终获得胜利。

战争打的是后勤补给,再好的武器如果买不起或维修不起也是白搭。美国盲目追求高科技武器,最后的结果是打不起自己发明的高科技战争。这是一个低级的战略错误,也是对美国的军事家莫大的讽刺。

2011-6-15 17:30 上传

  
图03:普通飞机与隐形战机的雷达回波功率图

上面这张图告诉我们很多有用的知识,我们做一个简短的说明。

1.左边的目标是一架普通飞机,雷达回波的功率用RCS表示,单位是「分贝平方公尺」(工程师用dBsm表示),也就是以1平方公尺为比值基础所画出来分贝图。不熟悉「分贝」(dB)的读者需要回顾一年前的系列文章「弹道导弹攻击大型海面船只」。
所以,
0 dBsm = 0 分贝平方公尺 = 1   平方公尺;
5 dBsm = 5 分贝平方公尺 = 3.2 平方公尺;
10 dBsm = 10 平方公尺;
15 dBsm = 32 平方公尺;
20 dBsm = 100 平方公尺;
25 dBsm = 320 平方公尺;
30 dBsm = 1000 平方公尺。

2. 右边的目标是一架隐形战机,雷达回波的功率用dB(分贝)表示,但是没有告诉我们基本单位是什么,也就是我们不知道0dB是什么、有多大。所以它只告诉我 们不同角度下回波相对的比值是多少,而不告诉我们绝对值是多少。这样既解释了「目标闪烁」的现象,也没有泄密的问题。

3.左右两个图形都是「目标闪烁图」。我们只消看一眼立刻就会分辨出普通飞机与隐形战机最基本的特性不同之处在哪里。

4.普通飞机的闪烁是非常不规则的,用或然率的名词来说就是“随机的”,也就是说,你随便取一段,它里面都有大有小。

5.隐形战机的闪烁是有规则可循的,譬如它在机头附近的一段回波一定很弱,在某几个角度(譬如机尾)一定很强,差别之大可以到达40dB(一万倍)。这几个强大回波的角度不是无意铸成的,而是工程师特别设计成的。

6.也就是说,对任何飞机雷达反射的总功率是固定的,普通飞机没有经过特殊安排,所以雷达回波在各个方向的强度是随机的(random),而隐形战机的外型经过工程师的特殊安排把雷达回波的功率尽量集中在少数几个方向上,这样就可以达到“隐身”的效果。

乙. 为什么雷达探测隐形战机会发生困难

雷 达的探测是计算或然率的,雷达回波功率的变动(fluctuation)如果是随机的(random)对探测来说并不要紧,因为雷达对一个目标通常要观察 很多次,每次观察的时间大约20~30毫秒,功率的随机变动只会偶尔造成目标错失,譬如每看10次有两、三次漏掉,这是无所谓的,没有影响。

但 是右边的图形就不同了,绝大部份(99%)的角度讯号非常微弱根本探测不到,不过一旦收到讯号,讯号就非常强烈,很可能造成接收器的饱和 (saturation),等到雷达调整接收器(gain control),下一个讯号很可能突然变弱又探测不到了。这种一闪而过的目标非常麻烦,即使探测到也没法追踪,因为计算器的资源有限,根据追踪的规则, 雷达把这种目标编号存盘,然后很长一段时间又收不到讯号,雷达在连续N次探测不到后(N由系统工程师设定),这个目标就被判定「消失」,计算机软件自动取消 编号并且把目标的档案删除。

所 以隐形战机的雷达特征是回波讯号一闪而过,造成发现(detection)的困难,即使雷达幸运发现它,也无法追踪,更不用说连续追踪(雷达术语叫「锁 定」)了。火控雷达必需先锁定目标才能发射武器,隐形战机因此造成雷达很大的困扰。隐形战机一闪而过的特性我们只消看一眼它的「闪烁图」就一目了然了。

丙. 小结

我们在此做一个重要而简短的结论,点出隐形战机的特征:
1.普通飞机的「闪烁图」是快速地闪个不停,这个雷达好办;  
2.隐形战机的「闪烁图」是长久时间非常阴暗,然后突然强烈地闪一下,这雷达就很难对付了。
2011-6-15 17:39 上传


图05:出尽风头的苏联米格-21战斗机。

中国大陆版的米格-21编号为歼-7。歼-7在中国大陆服役的时间最长,大陆的工程师把歼-7不断地改良,改型之多令人眼花撩乱,改到最后连俄国人都不认识了。中国大陆也就是透过这些改良的工作奠定了它独立设计飞机的基础。

中国大陆的歼-8与歼-10就是在大陆工程师吃透了歼-7的设计和技术下终于出师所创造出的自己的品牌。漫长的刻苦学习练成扎实的功夫,不容易啊!

丁. 第四代战机

上世纪90年代初,美国在雷达隐形的技术上有了新的突破,为下一代战机奠定了科技基础。于是美国提出了「4S」的标准作为第四代战机的定义。这个「4S」的标准是:
1.Stealth(隐形);
2.Super Sonic Cruise(超音速巡航);
3.Super Maneuverability(超机动能力);
4.Super Avionics for Battle Awareness and Effectiveness(超级电子设备作为战场情报管理)

这四个标准前两个非常清楚和明确,第三个就有点模糊,第四个就更模糊了。

「隐形」我们已经讨论过了。

「超音速巡航」就是不开后燃器也能进行长时间的超音速飞行。这对发动机是很大的考验,美国在这方面拥有非常明显和无可争议的优势。事实上,F-22是目前唯一能进行「超音速巡航」的战机,美国只凭这一招就把别人都拒绝在「第四代战机俱乐部」的外面。至于「超音速巡航」在实际作战中有多大好处是令人怀疑的,不过这是另一回事,定义本身非常明确。

什么叫做「超机动能力」?
「超机动能力」是有争议的,因为很难定义。张三说是「失速控制」、李四说是「眼镜蛇动作」、王五说是「盘旋能力」、赵六说是「水平转向与垂直爬升的效率」,这些战术动作在近距离格斗中那个有用、那个没用并无定论,谁说了算?

这个所谓「超机动能力」其实有点瞎扯。YST采用一个比较明确、通用、也就是争议性比较低的说法,「超机动能力」就是在迎角(飞机机身与水平面的夹角)为60~70度的状态下仍然保持控制的能力。

如果以最后这个说法为标准的话,那么YST确信F-18、Su-27 与J-10都有「超机动能力」,而它们都是三代机。其中F-18的超机动表演是YST亲眼所见的,四架F-18以昂首(至少有60度)的姿态、低空、低速鱼贯通过跑道,高度非常低(不到一个机身),速度非常慢(不到高速公路超速的速度),在这种高度表演实在有点玩命,但是你只要看过一次就终生难忘。而Su-27与J-10都能做「眼镜蛇动作」,其难度就更高了,因为迎角已经超过90度(机尾在前、机头在后)。

最后一个标准「超级电子设备作为战场情报管理」就更是瞎扯了,有人解释为有超视距攻击能力,有人解释为有数据链传输能力可以形成「网络战力」,也有人解释为简单、快速的维护能力,YST也可以来添乱解释为要有电子战(Electronic Counter Measure)的能力。这些都是没有定论的瞎扯,读者看看就好、不必太认真。各国空军有自己的作战方式,装备的标准和评价的高低凭什么美国说了算?

戊. 美国的噱头和俄国的搅局

A. 美国的噱头

美国喜欢搞这种花样或是噱头来巩固自己的领导地位,把自己分级为高别人一等,作为炫耀与心理战。其实武器是用来打仗的,不是来“比宝”(就是比specification数字)的,每个国家研发武器各有自己的巧妙,为的是作战得到胜利。每个国家有自己的国情环境、民族传统、作战精神和作战方式,战争到了某个阶段就是一种艺术,并没有一定的标准,所以不必什么都听美国的。譬如YST个人就认为「超音速巡航」并不重要,虽然不开后燃器「超音速巡航」仍然烧掉更多的油、会严重影响航程,作战效果很难说。

有意思的是,美国的F-35非常重又只有一个发动机,绝不可能进行「超音速巡航」,照美国自己的说法F-35也不够资格号称第四代战机。

B. 更细的划分:3.25代、3.5代、3.75代

欧洲国家对美国这种划分也不满意,认为把法国的「阵风」和欧洲四国联合制造的「台风」定为比F-22与F-35差了一代太过份了,应该细分。

欧洲国家认为不是有「4S」的标准吗?那么三代机每具备一个S就应该加0.25。譬如「阵风」和「台风」的机动性很好,不在 F-22之下,欧洲的电子产品大致与美国在伯仲之间,有些地方说不定还领先一点点,所以它们不应该被认为是三代机而应该是3.5代。

YST 认同欧洲这种说法。

C. 俄国的搅局

俄国是传统上军用飞机的制造大国,对美国的划代方法非常不满,这会严重影响俄国战机的宣传与销售,于是就出了一个阴招。俄国认为「可变后掠翼」是一个技术上的突破,于是把可变翼的战机譬如米格-23列为第三代,这就比美国的分类多出了一代。于是Su-27、Su-30、MiG-29在俄国的宣传中都成了第四代。俄国称自己正在研发的T-50是第五代战机,如此一来美国的F-35作为第四代战机在宣传上就吃亏了,连F-22都被比下去了。

普通老百姓那里懂什么「4S」的标准,只知道第五代比第四代厉害、第四代比第三代强。老俄把这滩水搅混,这一来老美也紧张了,这个亏不能吃,于是美国也连忙改口称F-35为第五代战机。

看到没有?美国到处宣传的所谓这个是第几代战机、那个是第几代战机,说得煞有其事,其实都是鬼打架,基本上就是广告,为高昂的售价取得正当性。战机属于第几代,老美说改口就改口,当吃白菜。

想想看,F-35连美国自己定义的四代机都不合格,怎么突然就变成五代机了?真是乱七八糟、莫名其妙和令人摇头。如此分代完全混乱了定义、脱离了作战的现实、没有任何实际的意义、最后成为宣传的口号和销售的广告。

其实所谓「4S」,只有Stealth(隐形)是毫无争议的、最有用的、也是最重要的,其他的都见仁见智。

换句话说,「隐形」可以看作是第四代战机的唯一特征和代名词。

己. 小结

我们为战斗机的分代做一个非常简洁、明确的结论。

好长的文,mark 再看
好文,马克一记
爬完楼了,顶一下
YST是著名的HKC
平大湿真是牛鼻大了
YST 分析很严谨的,比很多所谓的砖家好多了。台湾有这样有识之士,难得!
很长的文章啊,学习了
YST不是说来过CD么,结果好像被喷走了…
mark一下,慢慢看
原来某贵宾说的F22的RCS极限值是根据平大师来的啊。。。
我记得他说是小数点后有4个0
感谢分享 标记下慢慢看
好不容易爬完了

且不论其论点对错,起码人家论据详实,深入浅出,比那位张嘴就来的安德烈要强多了,且YST还是个“非专业”人士
好文,通俗易懂。
zat2819798 发表于 2011-6-15 18:50
YST不是说来过CD么,结果好像被喷走了…
这位YST同志啥都好,就是一听到太祖就脑袋抽风
YST是WW里面的一朵奇葩
MARK,好文,学习之
雄文,就是太长。
不错的科普文,顶一下
马克之后,再学习。
文章没完吧?
2011-6-15 19:35 上传

  
图14:F-22的尾部。

F-22装有两个推力强大的发动机。美国战机最厉害、最过人的地方就是发动机,美国的航空发动机的性能和耐用比任何其他国家都高出一大截,这是老美的看家本领,真正的高科技。美国对它这门高深武功采取极高规格的控制,严密防止技术外泄,属于战略级别的管制。

从上面这张照片我们可以清楚看到F-22发动机的叶片,这是雷达最喜欢的目标,它们都是金属做的,不但有巨大的回波而且从它的转动速度还可以作敌我识别和机型辨别,因为不同机型的发动机会产生不同的调频(modulation)。雷达的计算机软件有特别的程序和内存数据能根据所发现的调频来判断敌机的机型。

尾 部隐形是完全不可能的,这个缺点无法掩盖。好在尾部被雷达照到的时候多半也是战机正在脱离战场的时候,该做的都已经做了,被发现也就不那么要紧了,加速逃 命就是,这大概是「超音速巡航」唯一可能有点用的地方。美国设计的哲学是:我能「超音速巡航」你不能,只要短跑冲刺不被你追上,长跑我一定把你甩掉。
看完了,不错
看这个比看别的什么要好看多,收藏下来,坐等更新!!!
2011-6-15 19:42 上传

  
图22:F-22的雷达天线

从 上面这张照片我们可以清楚看到F-22的雷达天线不是一个像镜子一样光滑的平面而是由一大片网状的孔洞组成的,它被敌人的电波照射的时候会是一个相当大的 反射源,无处躲藏。除此之外,雷达天线是不可能和雷达罩完全密合没有任何缝隙的,因为即使是相控天线在测试的时候仍需要转动。所以一定会有电波深入到天线 背后,这个电波会产生多大的回波就更无从得知了。

YST 个人认为雷达天线是隐形战机正前方最大的反射源,RCS 会相当大。
F-22的隐形能力被过度神话。YST 绝不相信F-22正前方的RCS小于0.00001平方米(「汉和防卫杂志」平可夫的声称)。
YST 认为F-22可以做到0.01平方米,但是很难更小,0.001平方米也许是工程的极限,因为雷达罩是不能屏蔽电波的。

现代的机载雷达都是平面天线,YST 认为F-22唯一能做的事就是在不使用的时候把天线面转到朝上的方向,这样被照射到的机会也许小一点。不过这样一来雷达波照射到天线背后设备的机会就增加了,是不是划得来也是问题。

YST 把雷达舱放在最后讨论,因为雷达舱的RCS非常重要,也最有不确定性。我们都看到F-22的雷达天线了(图22),这是全世界最先进的相控阵天线 (phase array antenna),除了制造厂商和美国国防部最高级的官员握有它的相关资料,外人有谁能够估计出它的RCS?除非你是神仙或超级间谍。

再重复一遍,雷达罩是不能屏蔽电波的,所以除非你知道F-22雷达天线的RCS数值,你不可能正确估计F-22正前方的雷达截面。

戊. 有关 RCS 的瞎扯与误导

所有我们看到的有关F-22的RCS数值全是瞎扯,就连美国国防部公布的资料都是瞎扯,是一种刻意的误导和夸大的宣传。譬如下面这个美国国防部的军事网站
http://www.globalsecurity.org/mi ... aft/f-35-design.htm
说:
According to November 2005 reports, the US Air Force states that the F-22 has the lowest RCS of any manned aircraft in the USAF inventory, with a frontal RCS of 0.0001~0.0002 m2, marble sized in frontal aspect. According to these reports, the F-35 is said to have an RCS equal to a metal golf ball, about 0.0015m2, which is about 5 to 10 times greater than the minimal frontal RCS of F/A-22. The F-35 has a lower RCS than the F-117 and is comparable to the B-2, which was half that of the older F-117. Other reports claim that the F-35 is said to have a smaller RCS headon than the F-22, but from all other angles the F-35 RCS is greater. By comparison, the RCS of the Mig-29 is about 5m2.

美国空军2005年11月的报告非常清楚明白地说出:
1.F-22正前方的RCS为0.0001~0.0002平方米,相当于弹珠大小(直径1.1~1.6公分);
2.F-35正前方的RCS为0.0015平方米,相当于高尔夫球大小(直径4.4公分)。

想想看,这么高度机密的资料美国居然把它公开,美国是傻瓜吗?
美国当然不是傻瓜,相信它的人才是傻瓜。
上面这些数据数据非常明显一定是假的,这就是Rockwell网友所说美国采用的一种反间的手段。

想要证明吗?这其实一点儿都不难。

YST 可以负责任地说机头的雷达舱是任何隐形战机最大的、无法躲藏和不能屏蔽的电波反射源。看看 F-22的雷达天线(图21),基本常识告诉我们这个天线用了大量金属,还是凹凸不平的,一定产生散射,YST个人认为它的RCS一定大于0.001平方 米,应该接近0.01平方米。

美 国国防部的宣传把别人当傻瓜,这是一种反间手段也是一种心理战,要让无知者害怕(美国可以神不知鬼不觉地干掉你),对美国的武力产生盲目的崇拜与恐惧。但 是只要有一点科学背景的人,一眼就看穿这是美国制造的F-22神话。我们承认F-22的确具有隐形的功能,但是它的隐形没有这么厉害,美国夸大了一百倍。

雷达舱的问题如果不解决,没有人能正确估计一架隐形战机正前方的RCS,这是最重要的方向。所以我们花这么多时间讨论RCS,如果却故意避开雷达舱,那么所做的都是虚工。

雷 达舱和雷达天线作为反射源是一个非常重要的议题,但也许这是个敏感的问题,所有的专家都避而不谈。有些没有品格的专家胡乱给个吹牛数据,接着是一大堆没知 识的人以讹传讹。但是站在科学知识的立场,我们如果要讨论雷达截面就要严肃对待所有的问题,不可逃避关键问题。政府和制造商可以用机密作为理由不提任何数 值,但是不可以说假话,不可以制造假数据。

每个国家都有军事机密,也应该保守这些军事机密。大家都非常了解雷达截面是一个高度敏感的军事机密,其实本来也没有人要求美国说出有关F-22雷达截面的任何资料,美国如果不说没人会怪它、更不会责备它。但是美国故意释放假消息、然后再大肆宣传,这就不对了,属于伪科学。

「F-22正前方的RCS只有0.0001~0.0002平方米,相当于弹珠大小」是伪科学。

YST 没有一点点意图打探任何国家的任何军事机密,但是必须指出错误的讯息、违反科学的讯息、尤其是刻意的误导和远离事实的军事宣传,因为这已经是政治问题和科学问题而不是军事问题了。

政治问题人人可谈,科学问题更是一个是非对错的问题所以必须谈。
YST 所知有限,希望这方面的高手能提出意见,在不涉及机密的情况下,大家互相学习、共同进步。
好长啊。
目前还没有结束,YST文章向来喜欢挖大坑,然后慢慢填土,写的很仔细。

如果有更新尽量在第一时间补上

另外更新标题还需要重新审核,麻烦斑竹了,不好意思!
感觉很好
够用心的了,顶顶
写的不错啊,很好的科普读物,可以初一本书了。哪位大贤整理一下传上来啊
学习了,第一次知道隐形机还有目标闪烁的概念,计算量还这么大
手机党表示压力很大啊!累死了
不错,LZ是爬墙才看到的吧
这种没有省略号的长文,值得嘉奖!
mark一下,好文章
mai138 发表于 2011-6-15 21:01
不错,LZ是爬墙才看到的吧
是啊,本来是不用爬墙的,毕竟是个蓝营的网站,大概09年后半年开始就被墙了,挺可惜,不过现在爬墙很方便也无所谓,哈哈。