隐形战机的开拓者——美军F-117A攻击机是如何实现隐身的呢?

隐形技术又被称为隐身技术,隐形并不是我们传统理解上的肉眼不可见的状态,用准确的术语应该是"低可探测技术" 。隐形技术的出现,使伪装技术由防御性走向了进攻,由被动变为了主动,大大提高对敌人的威胁力。

我们都知道雷达和通信设备在工作时会发出电磁波,其表面会反射电磁波,发动机和其他发热部件也会辐射红外线,以及战机反射照射向它的雷达波,这样就使装备与它所处的背景形成鲜明对比,而很容易被敌人发现。而隐形技术就是通过多种途径,尽量减弱自身的特征信号,降低对外来电磁波、光波和红外线反射,从而把自己隐蔽起来。隐形技术包括很多方面,例如雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声音隐形和可见光隐形等,其涉及到电子学、材料学、声学、光学等许多技术领域。
隐形战机的开拓者——美军F-117A攻击机是如何实现隐身的呢?

F-117 A"夜鹰"攻击机

在计算机、电子、控制、材料技术进步的背景下,以减小雷达截面为主要目标的实用的隐形战机——F-117 A"夜鹰"问世了。F-117A是美国一型单座双发飞翼亚音速喷气式隐身攻击机,也是世界上第一型完全以隐形技术设计的飞机。F-117A的设计目的就是凭其隐形性能突破敌火力网,压制敌防空系统,摧毁严密防守的指挥所、战略要地等。那么它是如何实现隐形的呢?

隐形战机的开拓者——美军F-117A攻击机是如何实现隐身的呢?

F-117 A"夜鹰"攻击机

首先我们来看一下气动布局,F-117A外形与众不同,其整架飞机几乎全由直线构成,用了三角形飞翼式布局,机翼前缘就是机身前缘的延伸。其外形上采用了独特的多面体外形,锯齿状的机体结构,还采用了很高的后掠角的双翼,可以向两侧折射雷达波。机翼和尾翼的前后缘都是雷达波的强反射体,为使此反射主波数量少,F-117A将前后缘设计得笔直,并使机体表面的其他边缘与其平行,如发动机进气口边缘与机翼前缘平行。每个舱门盖和口盖,包括座舱盖接缝、起落架舱门、发动机维修舱门、炸弹舱的边缘和机头处的激光照射器边缘,以及机身后部的平面形状均做成锯齿形均,锯齿的边也与机翼前、后缘平行,实际形成四组平行线,把雷达反射波集中于四个窄波束内,这种很窄的波束,使雷达得不到足够的连续回波信号,难以发现目标,从而达到隐身的目的。

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F-117A的前视红外转塔

F-117A的座舱盖有五块多层复合玻璃,其均敷有金属膜,可以有效降低雷达波的反射。在红外探测器和激光照射器的窗口玻璃上也都采用内表面金属化处理以降低RCS值。F-117A采用机身内置弹仓,其各电子设备的天线都与飞机齐平或为伸缩式天线,是机身表面变得简洁。在机背表面装有伸缩式角反射器,可以在进出机场情况下伸出,增大雷达反射面积,方便航空管制。在飞机的边、棱等强反射部位和某些表面部位广泛使用了多种雷达吸波材料,用以吸收成减弱不同频率的雷达波。

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F-117 A机头特写

隐形战机的开拓者——美军F-117A攻击机是如何实现隐身的呢?

F-117 A进气口

F-117A采用了矩形进气道,对进气口进行了特殊设计,进气口用1.9X3.8厘米,间距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽起来,用以散射入射雷达波能量。为了消除雷达信号接触到发动机风扇叶片上,其电阻率由内向外渐变,以便与自由空间电磁分布规律匹配。由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口位于同一水平面内靠后一点的地方,只在起飞和复飞时打开使用,部分冷气可以绕过发动机与排气混合进行冷却。F-117A采用了大尺寸进气口,高约0.6米,宽约1.5米,可以给发动机提供进气也可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样大大降低发动机的排气温度,减少红外特征。

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F-117A的窄缝尾喷口

F-117A没有矢量尾喷口,其后机身采用的是窄缝发动机喷口,下唇后延上偏,对疏导排焰和加速排气冷却都起到良好的作用,上面贴有防热瓦,通过与冷空气的充分混合,排气温度仅有66℃。这样大大降低了飞机的红外信号量,起到了红外隐身的目的。

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F-117 A的机腹

F-117A的种种隐身技术都是开拓性的,这使得其RCS值非常小。但是其名为战斗机却毫不具备空战能力,例如空气动力性能不好,飞行不稳定,机动性较差,飞行速度低,充其量也就是一个轻型轰炸机。它开辟了隐形战斗机的先河,领导各国空军进入了隐形时代,随着新一代隐形战斗机相继问世,F-117A的退役也是必然的。

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