原載The War Zone
從神奇女俠的隱身噴氣機到星際迷航宇宙中羅慕蘭人和克林貢人的隱身裝置，科幻小說和大眾文化中都充斥著完全能夠視覺隱身的飛行器。儘管隱身概念起源於小說，但從軍事航空誕生之日開始，使飛機肉眼看不見的研究就一直在或明或暗地進行者。
神奇女俠的隱身噴氣機（1977年電影）
躲避雷達系統、紅外傳感器和其他傳感器的探測是現代隱身飛機背後的主要研發目的，但即使在綜合化防空系統日益先進的現在，避免或推遲被敵人目視發現仍處於戰略航空技術發展清單的頂部。
對於現代軍用飛機來說，可以做到不被敵方雷達發現，甚至不被敵人聽到，但要做到不被敵人看見仍然很困難。現代戰爭嚴格的交戰規則以及隱身戰鬥機和電子戰飛機需要滲透到敵方空域長時間作戰，意味著能被看見仍是現代戰鬥機的主要致命弱點。因此，仍然需要使飛機儘可能地具有視覺隱身能力。
被高空航跡出賣的飛翼飛行器
目前全球尚未出現肉眼看不見的飛機，或者接近這一目標的先進自適應迷彩塗裝，但有跡象顯示此類技術正在變成現實。像B-2“幽靈”這樣隱身飛機已經擁有通過最小化凝結尾跡來降低視覺特徵的系統，文獻顯示其他視覺隱身技術的研發甚至可以追溯到上世紀上半葉，這表明現在視覺隱身技術至少在一定程度上是確實存在的。
神秘的耶胡迪燈
從機械化戰爭早期開始，世界各地的軍隊就將五花八門的迷彩塗在建築物、地面車輛、飛機和海軍艦船上，以縮短被肉眼發現和識別的距離。近年來，計算機生成的更復雜迷彩圖案已經得到廣泛應用，但迷彩塗裝的實際隱身效果仍受到很多因素的影響，如照明和天氣條件，以及觀察者的觀看角度等 。
斯洛伐克米格-29複雜的數碼迷彩
為了解決這個問題，航空研究人員在第二次世界大戰中測試了藉助光線來偽裝飛機的方法，無論是通過啞光塗料來控制飛機反射回的光線，還是通過一種被稱為逆向照明的技術來幫助飛機與周圍環境融為一體，這些早期研究奠定了視覺隱身技術的基礎。
逆向照明概念非常簡單，當明亮的光線被投射到飛機的蒙皮上時，就很難在白天的天空中看到該機，因為它不再是一個黑色的輪廓，而是與明亮的天空融為一體。
螢火蟲魷魚是逆向照明偽裝術的大師，捕食者從下方看時，發光的魷魚能將自己的輪廓隱藏在上方海面中
從1943年開始，美國和加拿大開始測試一種有點粗糙的逆向照明技術，將燈泡直接安裝在飛機的機頭和機翼前緣以破壞其獨特的黑色輪廓。這個概念要求將燈光的亮度和色溫設置得儘可能接近白天的天空背景，使敵人從迎頭角度難以目視發現和識別飛機。
“耶胡迪燈”安裝示意圖
這種偽裝技術名為“耶胡迪燈”，可以有效縮短人類肉眼發現飛機的距離。美國海軍隨後開始了一項計劃，在格魯曼TBF“復仇者”魚雷攻擊機上測試了“耶胡迪燈”的功效，以縮短被浮在水面上的德國U艇發現的距離，以更好地實施攻擊，同時也提高飛機生存能力。根據美國國防研究委員會（NDRC）科學研究與發展辦公室委託在1943年撰寫的一份題為“可見性研究和偽裝領域的某些應用”的報告，“耶胡迪燈”在許多情況下都相當有效。
機翼尾翼前緣和發動機罩上裝滿燈泡的TBF“復仇者”
報告指出：“沒有偽裝的飛機可以在19公里的距離山過久被目視發現，而裝有‘耶胡迪燈’的飛機能接近到2700米的距離後才被發現，即使旁邊有未偽裝飛機在伴飛。”
這份報告還用了整整一章專門介紹了“人類觀察者的感知能力”，詳細說明了NDRC為確定“耶胡迪燈”和其他發光偽裝系統有效性而進行的廣泛測試，還概述了陸軍海軍科學研究與發展辦公室（ANOSRD）視覺委員會執行的眾多研究計劃，其中包括人眼如何感知和檢測亮度和顏色的微小變化，以及在相似背景下發現發光物體的長期研究。
被高高掛起的B-24測試模型
NDRC在該領域進行了廣泛測試，研究人員自行開發了定製光譜儀來測量自然環境的亮度和顏色，並架設了一座30米高的塔架，懸掛安裝了各種實驗性發光偽裝系統的模型飛機進行測試。最終，研究人員使用B-24“解放者”轟炸機來測試“耶胡迪燈”系統。
被用於測試“耶胡迪燈”的B-24轟炸機
儘管這些研究發現發光偽裝系統確實可以縮短飛機被目視發現的距離，但這些基於燈泡的系統高度依賴飛機飛行的環境，並且只在某些視角和距離下才完全有效。大氣條件或天氣的輕微變化都可能嚴重影響發光偽裝的效果，燈泡重量以及空氣動力損失和電力要求都使“耶胡迪燈”變得不實用。
現在仍然不知道“耶胡迪燈”再二戰中的使用範圍有多廣泛，1943年的NDRC報告指出，儘管馬里蘭州的帕塔克森河海軍航空站被要求對其飛機進行必要改裝以安裝這種燈光系統，但該項目在報告發布時仍未完成。
B-24的燈泡安裝方式
發光偽裝系統的戰後應用
顯然，“耶胡迪燈”和其他發光偽裝技術在白天最有效，但在夜間也有同樣有辦法對飛機進行偽裝。1943年NDRC的同一份報告討論了幾種不同黑色塗料，這些塗料要麼是啞光的，要麼被設計出來幫助飛機與融入夜空，類似方法一直使用到現在。F-117“夜鷹”攻擊機和B-2“幽靈”轟炸機等現代隱身飛機被塗成啞光黑色或深灰色，就是為了在夜間飛行時降低其視覺特徵。
F-117“夜鷹”攻擊機
目前尚不清楚二戰結束後美國軍方對發光偽裝系統進行了哪些研究，但是在越南戰爭期間，美國空軍測試了一種類似於“耶胡迪燈”的發光偽裝系統，用於縮短飛機被目視發現的距離。一架F-4“鬼怪II”戰鬥機在腹部和側面安裝了照明燈，飛機表面被漆成天藍色和白色，在“羅盤幽靈”項目（Compass Ghost）中進行了視覺隱身測試。
F-4體形很大，兩臺通用電氣J79渦噴發動機尾煙濃重，使該機很容易被目視發現，因此迫切需要採用視覺隱身措施。雖然“羅盤幽靈”證明發光偽裝系統能將F-4被目視發現的距離縮短三分之一，但由於蘇聯雷達技術的進步和該系統的侷限性使該系統從未得到廣泛使用。
尾煙怪F-4
幾十年後的上世紀90年代初，波音公司的“幻影工廠”開始秘密測試“捕食鳥”（Bird of Prey）隱身驗證機，該機被設計為儘可能地降低雷達、紅外、聲學和視覺特徵。這架飛機在整個90年代一直停留在黑色世界中，直到2002年才公開。
也許是該機的名字來自《星際迷航》中羅幕倫人的視覺隱身戰艦，所以出現了很多關於“捕食鳥”視覺偽裝的謠言，其中之一就是該機使用了逆向照明技術，但至今沒有得到證實。不過“捕食鳥”在機身設計上的確專門採用了視覺隱身技術，該機看起來與任何傳統飛機都不一樣，失去了飛機的許多正常特徵，或比例大幅降低，這有助於降低其視覺特徵。該機的機身設計還減少或消除了飛機本身的一些陰影，至少在某種程度代表了視覺隱身的革命。
“捕食鳥”（Bird of Prey）隱身驗證機
發光偽裝技術的最新進展
儘管這些早期的發光偽裝系統未能實用化，但是在過去75年中，發光、圖像生成和光學傳感器技術取得的進步意味著，今天的發光偽裝系統已經無需將燈泡懸掛在機翼上或者將白熾燈散佈在機身周圍。通過使用LED系統、電致發光塗料和麵板，或者其他照明技術，以更大規模和更復雜的形式來應用發光偽裝系統成為了可能。
近年來發光二極管（LED）、電致發光塗料和麵板、超薄LCD屏幕和其他發光元器件在功率需求、亮度、圖像清晰度、尺寸和自動控制方面都有長足進步，更是推動了這種可能性的發展。
電致發光面板除了用作戰鬥機編隊燈外，還被客機用於顯示商標
早在1997年，《大眾科學》就刊登了標題為“消失在飛機瞄準具中”的文章，描述了將發光聚合物薄片安裝在實驗飛機上的視覺隱身測試，即使在白天天空下，該系統也能起到良好效果。系統工作方式與“耶胡迪燈”十分相似，但光源通過蒙皮上的狹縫發出光線。
文中使用發光蒙皮聊欺騙紅外製導導彈的F-35視覺隱身技術設想
一位在託諾帕試驗場從事該系統測試的技術人員說：“試圖在晴朗的藍天下發現飛機幾乎是不可能的，只有當飛機產生意外尾跡時，我們才能看見它。”這篇文章繼續描述了在美國一些最秘密設施上測試過的更先進的發光偽裝系統：
“國防承包商告訴《大眾科學》，在內華達州高度保密的格魯姆湖空軍基地（51區），兩架隱形飛機正在測試一種更加奇特的蒙皮。蒙皮由自電磁導電的聚苯胺基雷達吸收復合材料製造，這種材料通電時是透明的，非常類筆記本電腦用的LCD。
這種新材料具有吸引力的原因在於，它可以瞬間改變亮度和顏色。安裝在飛機各表面的感光器讀取環境光以及天空和地面的顏色，機載計算機會就能自動調整蒙皮的亮度、顏色和紋理，以匹配飛機上方的天空和下方的地景。”
該文章發表之後的20年中，出現了類似系統的更多測試列子。在2008年和2009年，Flight Global報道了在小型無人機上使用電致發光面板以及更新的一種LED發光偽裝系統，後者使用與上文相同的光感測和投影原理。該報道寫道：“傳感器和照明技術的最新發現有望徹底改變人們對視覺隱身的舊觀念。現在，當飛機在空中飛行時，嵌入蒙皮的傳感器可以精確測量天空背景的亮度。”類似系統正在世界各地的實驗室中進行測試。
使用逆向照明技術後消失在天空中的無人機
2015年，幾家初創公司開始測試使用商用電子墨水顯示器顯示與周圍天空相似的顏色和亮度來對小型無人機進行主動偽裝。測試已經進展到確定無人機整個機身或機翼結構是否都能裝上電子墨水面板，從而使其在某些情況下把整架飛機變成半透明效果。
洛克希德·馬丁公司在2015年發佈的一份新聞稿可能與F-35“閃電II”戰鬥機的視覺隱身技術有關，新聞稿透露羅切斯特大學和勞倫斯伯克利國家實驗室雙雙製造出一種可擴展的隱身設備，使用光學超材料將3D物體變得不可見。所謂超材料，就是自然界中不存在的具有特殊性質的工程材料。
儘管超材料研究已經成為隱身技術的常見話題，但如何使用在視覺隱身領域尚不得而知。有意思的是在這份新聞稿中，洛馬公司一再稱F-35為“隱身戰鬥機”，而沒有詳細區分是雷達隱身還是視覺隱身，也許是暗示該機已經採用了光學超材料。
超越逆向照明的光學超材料
雖然降低飛機視覺特徵的方法已經存在多年，但光學超材料可能是使飛機真正實現視覺隱身的關鍵。超材料的設計和應用已成為一個被廣泛應用的重要研究領域，不侷限於飛機光學偽裝。
美國國防情報局國防預警辦公室的先進航空武器系統應用項目（AAWSA）在2010年編寫的題為“視覺隱身：理論與實驗”的國防情報研究文檔（DIRD），概述了從理論到實踐的多種視覺隱身方法，討論了可以操縱或吸收可見光的各種超材料。但該報告得出的結論是，儘管在實驗室中有可能製造出過濾特定波長光線的超材料，但這些材料從根本上仍然無法有效掩蓋暴露在整個可見光譜中的物體。
不過該報告指出：“視覺隱身從一個想法變成可行硬件，最大的挑戰不是技術，而是想象力！”
完美視覺隱身裝置是不可能的，因為這需要能將光速變得接近無窮大的超材料。人們可能會製造出不完美的隱形裝置，並且合適飛機的彎曲幾何形狀。對於電磁波隱身的硬件已經成為現實，尚不清楚在可見光譜範圍內的隱身是否將成為現實。最有可能的是，這將更多取決於新理論研究而不是新材料的進步，此外還有數學，直覺和想象力的應用。
同樣，美國空軍研究實驗室在2011年至2016年之間資助了其他研究，嘗試了各種光學超材料和“變形光學”甚至“隱身斗篷”裝置的製造方法。空軍研究實驗室2013年的報告得出結論：“超材料研究的最新進展已經通過轉換光線將光學隱身變為可能，創造了一種能夠通過轉移周圍電磁輻射來有效掩蓋內部空間的殼體。”但報告也承認說：“理想與現實之間任然存在很大差距。”
儘管如此，科學家們已經模仿章魚和其他頭足類動物皮膚髮表了成功的研究結果，使“薄薄的薄片可以保形包裹在物體上以調節其視覺外觀”，類似於章魚控制皮膚色素細胞來適應周圍環境。從美國空軍資助的研究數量以及最近私人實驗室在材料和光學技術的進步來看，使用這種材料來實現某種程度上的視覺隱身是合理的。
但是再一次，這種自適應偽裝無法使飛機完全或幾乎完全不可見，而是從整體上降低其視覺特徵，縮短被目視發現的距離，能否實用化還要看其成本和對飛機性能的影響。儘管完全視覺隱身仍是一項學術和理論研究，但大幅降低視覺特徵仍很有現實意義。
對看不見的飛機的需求
自適應偽裝對執行各種各樣任務的飛機都有明顯的好處，尤其是對於打算在敵方領空上長期盤旋的隱身偵察機。像RQ-170“哨兵”這樣的隱身無人機已經具有很低的紅外特徵，並能通過雷達隱身外形、嚴格的輻射排放控制、電子戰以及動態任務計劃來躲避雷達，但視覺隱身能力仍對該機的生存至關重要。
RQ-170“哨兵”
與有人駕駛戰鬥機相比，偵察無人機要長時間深入敵境獲得高質量情報，更容易受到各種形式的探測，特別是視覺探測。此類飛機是亞音速飛機，並依靠自身的雷達和紅外隱身能力來避免被發現，但無法避免被看見。換句話說，一旦被看見，它們無法像戰鬥機一樣逃跑，也無法通過劇烈機動來躲避敵人的攻擊。
由於存在這些獨特挑戰，因此這些穿透力很強飛機，包括RQ-170和尚未正式公開的RQ-180，以及即將推出的B-21“襲擊者”（該機實際上是一個多任務平臺，不僅僅是轟炸機）將是採用視覺隱身技術的最佳平臺。
美國空軍特種作戰司令部（AFSOC）等組織也在繼續為其下一代特種作戰飛機探索低可觀察性技術，特別是運輸機和短距起降（STOL）飛機。AFSOC的一份報告對MC-130H/J“新魔法”升級的成本效益進行了分析，該文件討論了針對特種作戰的隱形STOL飛機的既定需求，以及應用主動光學迷彩的潛力。
報告中提到了基於碳納米管的塗料、使用激光表面結構化製成的吸光蒙皮以及光學超材料。從理論上講，所有這些方法都能降低或改變飛機在可見光譜中的外觀，並使敵人更難在遠距離甚至白天識別飛機。
研究發現，內襯垂直碳納米管的表面實際上可以通過將光線“捕獲”在這些微觀非反射管中來吸收所有波長的管線。飛秒激光表面結構化可以通過創建微觀紋理來達到相似結果，這些紋理可以改變材料散射或吸收各種波長光線的方式。
利用碳納米管的黑洞效應可以製造出不反射任何光線的塗料
考慮到最近十年時間裡照明和圖像技術的進步，突破性的光學偽裝技術的實用化已經初現曙光。
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