隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

隱形技術又被稱為隱身技術,隱形並不是我們傳統理解上的肉眼不可見的狀態,用準確的術語應該是"低可探測技術" 。隱形技術的出現,使偽裝技術由防禦性走向了進攻,由被動變為了主動,大大提高對敵人的威脅力。

我們都知道雷達和通信設備在工作時會發出電磁波,其表面會反射電磁波,發動機和其他發熱部件也會輻射紅外線,以及戰機反射照射向它的雷達波,這樣就使裝備與它所處的背景形成鮮明對比,而很容易被敵人發現。而隱形技術就是通過多種途徑,儘量減弱自身的特徵信號,降低對外來電磁波、光波和紅外線反射,從而把自己隱蔽起來。隱形技術包括很多方面,例如雷達隱形、紅外隱形、磁隱形、聲音隱形和可見光隱形等,其涉及到電子學、材料學、聲學、光學等許多技術領域。
隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117 A"夜鷹"攻擊機

在計算機、電子、控制、材料技術進步的背景下,以減小雷達截面為主要目標的實用的隱形戰機——F-117 A"夜鷹"問世了。F-117A是美國一型單座雙發飛翼亞音速噴氣式隱身攻擊機,也是世界上第一型完全以隱形技術設計的飛機。F-117A的設計目的就是憑其隱形性能突破敵火力網,壓制敵防空系統,摧毀嚴密防守的指揮所、戰略要地等。那麼它是如何實現隱形的呢?

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117 A"夜鷹"攻擊機

首先我們來看一下氣動佈局,F-117A外形與眾不同,其整架飛機幾乎全由直線構成,用了三角形飛翼式佈局,機翼前緣就是機身前緣的延伸。其外形上採用了獨特的多面體外形,鋸齒狀的機體結構,還採用了很高的後掠角的雙翼,可以向兩側折射雷達波。機翼和尾翼的前後緣都是雷達波的強反射體,為使此反射主波數量少,F-117A將前後緣設計得筆直,並使機體表面的其他邊緣與其平行,如發動機進氣口邊緣與機翼前緣平行。每個艙門蓋和口蓋,包括座艙蓋接縫、起落架艙門、發動機維修艙門、炸彈艙的邊緣和機頭處的激光照射器邊緣,以及機身後部的平面形狀均做成鋸齒形均,鋸齒的邊也與機翼前、後緣平行,實際形成四組平行線,把雷達反射波集中於四個窄波束內,這種很窄的波束,使雷達得不到足夠的連續回波信號,難以發現目標,從而達到隱身的目的。

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117A的前視紅外轉塔

F-117A的座艙蓋有五塊多層複合玻璃,其均敷有金屬膜,可以有效降低雷達波的反射。在紅外探測器和激光照射器的窗口玻璃上也都採用內表面金屬化處理以降低RCS值。F-117A採用機身內置彈倉,其各電子設備的天線都與飛機齊平或為伸縮式天線,是機身表面變得簡潔。在機背表面裝有伸縮式角反射器,可以在進出機場情況下伸出,增大雷達反射面積,方便航空管制。在飛機的邊、稜等強反射部位和某些表面部位廣泛使用了多種雷達吸波材料,用以吸收成減弱不同頻率的雷達波。

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117 A機頭特寫

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117 A進氣口

F-117A採用了矩形進氣道,對進氣口進行了特殊設計,進氣口用1.9X3.8釐米,間距1.5釐米的吸波複合材料格柵屏蔽起來,用以散射入射雷達波能量。為了消除雷達信號接觸到發動機風扇葉片上,其電阻率由內向外漸變,以便與自由空間電磁分佈規律匹配。由於氣流通過格柵式逃氣口會產生壓降,因此發動機效率會有所損失,但在大迎角和側滑飛行的情況下,格柵式進氣口可為發動機提供均勻的氣流。輔助進氣口位於同一水平面內靠後一點的地方,只在起飛和復飛時打開使用,部分冷氣可以繞過發動機與排氣混合進行冷卻。F-117A採用了大尺寸進氣口,高約0.6米,寬約1.5米,可以給發動機提供進氣也可以提供冷卻空氣。冷卻空氣從進氣口旁路通過,在尾噴口處與發動機的排氣混合,然後排出去。這樣大大降低發動機的排氣溫度,減少紅外特徵。

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117A的窄縫尾噴口

F-117A沒有矢量尾噴口,其後機身採用的是窄縫發動機噴口,下唇後延上偏,對疏導排焰和加速排氣冷卻都起到良好的作用,上面貼有防熱瓦,通過與冷空氣的充分混合,排氣溫度僅有66℃。這樣大大降低了飛機的紅外信號量,起到了紅外隱身的目的。

隱形戰機的開拓者——美軍F-117A攻擊機是如何實現隱身的呢?

F-117 A的機腹

F-117A的種種隱身技術都是開拓性的,這使得其RCS值非常小。但是其名為戰鬥機卻毫不具備空戰能力,例如空氣動力性能不好,飛行不穩定,機動性較差,飛行速度低,充其量也就是一個輕型轟炸機。它開闢了隱形戰鬥機的先河,領導各國空軍進入了隱形時代,隨著新一代隱形戰鬥機相繼問世,F-117A的退役也是必然的。

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