所謂隱身飛機（stealthaircraft ），就是利用各種技術減弱雷達反射波、紅外輻射等特徵信息，使敵方探測系統不易發現的飛機。目前，飛機隱身的方法主要有以下三個方面：一是減小飛機的雷達反射面，從技術角度講，其主要措施有設計合理的飛機外型、使用吸波材料、主動對消、被動對消等；二是降低紅外輻射，主要是對飛機上容易產生紅外輻射的部位採取隔熱、降溫等措施；三是運用隱蔽色降低肉眼可視度。
基本介紹
- 中文名稱：隱身飛機
- 英文名稱：stealthaircraft
- 原理：減弱雷達反射波、紅外輻射
- 特點：不易被敵人發現
發展歷程,弱點,價格,功能特點,數據,外形特點,升降副翼,形態,舵面,問題,設計,新型戰鬥機,技術,
發展歷程
早在第二次世界大戰期間，美國便開始使用隱身技術來減少飛機被敵方雷達發現的可能。當時的一些飛機採用了經大量試驗的迷彩塗料，目的就是為了降低飛機與天空背景的對比度，以減小飛機的目視特徵，實際上這是一種最簡單的隱身技術。隨後，到了60年代初期，美國設計了一種隱身偵察機SR-71，該機的一個奇特之處是全身塗黑，初看上去活像一隻大鳥，人們便把它稱為“黑鳥”。飛機上塗有吸波材料，不僅消除了反光，而且能部分吸收照射到它上面的雷達波，將電磁能量轉化為熱能散失掉，就像電流通過電阻時引起的能量消耗一樣。這種遠程戰略偵察機能在26000米的高空飛行，它的飛行速度達到了3倍聲速，是世界上第一種突破了“熱障”的飛機。它的飛行高度之高，速度之快，是當時任何飛機都不能與它匹敵的。美國研製的全天候單座隱身戰鬥機F-117“夜鷹”，更有其奇特的外形結構，它採用獨特的多面體外形，並塗有吸波材料，能使雷達回波不向敵方雷達接受天線的方向輻射，這確實是飛機設計師的一件傑作。在1991年轟炸伊拉克的戰爭中，F-117隱身戰鬥機共出動了127架次，出其不意地摧毀了伊拉克的許多重要軍事目標，自身卻無一損傷，從而使F-117大顯神威，並引起國際間的矚目。20世紀80年代美國研製了B-2“幽靈”戰略隱身轟炸機，它的外形隱身措施更具有特色。首先，它的機身、機翼、發動機艙交接處採用弧面連線，融為一體，整個外形呈三角形飛翼結構，蒙皮表面平整，克服了雷達波繞射大的傾向。飛機上乾脆不設定垂直尾翼，消除了尾翼和機身間的角反射器效應。發動機隱藏在機體內的背部，沒有吊艙，機體後緣呈鋸齒形，外側機翼伸出很多。它的尾噴管呈V形，處在機體的背部，大大降低被雷達和紅外探測的機會。在發動機的尾氣中，還噴入氟氯硫酸液，以消除目視尾跡。另外，機身上還塗有深灰色的隱身塗料，對於雷達、紅外和可見光都有隱身能力。機翼面積大，可以使機翼的前後緣都鑲入厚的吸波材料。機上的各種結構都採取了隱身措施，有效地降低了被發現的機率，提高了生存能力。
弱點
生存能力差是轟炸機最大的弱點，因此飛機隱身技術首先被用於價格昂貴的戰略轟炸機上。B－1是60年代即開始研製並準備用於取代B－52的新型戰略轟炸機。但由於研製周期長，再加上美國歷屆政府決策上的反反覆覆，直到1981年才又被里根政府批准上馬，並將其改名為B－1B“槍手”。該機最大飛行速度1.25馬赫，最大航程1.2萬公里，最大載彈量達34噸，是目前世界上載彈量最大的轟炸機。但該機最為引人注目之處卻是其先進的隱身性能。由於B－1B採用了隱身設計和大量使用吸收電磁波材料，其雷達反射截面積只相當於B－52的1%。
價格
繼B－1B之後，美國又於80年代開始研製更為先進的B－2隱身戰略轟炸機，並於1989年7月開始試飛，1993年開始裝備部隊使用。但由於蘇聯瓦解，美國國會認為這種飛機失去作戰對象而且飛機價格很高，最終只批准除原型機1架以外再採購20架。據估計，研究這種飛機和買這21架飛機一共耗資445億美元，相當於這種飛機每架的代價是21億美元以上。這種飛機可以說是世界上最昂貴的飛機。而且在今後20年的使用期間，其維修保養和使用費還需要230億美元。
功能特點
1.布局：
例如飛機採用翼身融合體，使機翼、機身平滑過渡，減少容易造成電磁波反射的尖角和平面；採用向內或向外傾斜的雙垂尾，使電磁波發散；採用背部進氣道，充分利用機身禁止作用來減弱反射波等。
2.發動機：
主要是減少紅外輻射，例如採用渦輪風扇發動機，其內外涵道的熱、冷空氣混合排出，減少噴氣的熱輻射量；採用蒸汽式或氣動霧化噴嘴使燃油充分燃燒，減少紅外噴泄和“拉煙”；採用二元噴管以濾除大量輻射；在燃油中增加特殊添加物，使排氣中的紅外輻射減弱；採用異形噴管以改變波長，使紅外探測器失效等。
3.材料選用
在飛機表面塗覆放射性同位素，它放射的高能粒子在飛機周圍形成等粒子屏，可以吸收和禁止雷達波和紅外輻射；採用各種類型的鐵氧體塗層也可以有效地減小飛機的雷達反射面積；採用先進複合材料和電磁波“吸收材料”組合而成的吸波結構材料製造飛機，可以更有效地減少飛機的雷達反射面積。
B－2飛機的隱身性能非常好。它雖然個頭很大，但卻前所未有地採用“飛翼布局”，整個飛機像一片樹葉，沒有任何尾翼。從側面看，機身像只“麻雀”，全長21米，翼展52.4米，機高只有5.2米，機翼面積477平方米。飛機外形設計完全按隱身要求，各種邊緣線條都互相平行，外側機翼向後伸出很多；進氣口和尾噴口都隱藏在機翼上方，進氣道呈S形。由於採用了這種奇特的外形，故使其對雷達的有效反射截面積大大減小，僅相當於B－1B的1‰。飛機外表沒有任何突出的大線或其他物品，所有武器都隱藏在機身內，不設任何武器掛架。機身外表的灰色和淡藍色的塗層具有吸波功能，使雷達發射的波束有很大一部分被它吸收掉。燃料中加入特殊添加劑，使其不會產生白色的凝結尾跡等。初步估計，這樣大的一架飛機對雷達波的反射水平只相當於F－22戰鬥機的1/4左右。但從它頂面或下面照射，其雷達反射面不會小。
飛機自衛能力主要靠隱身、夜間出動和強大的電子干擾設備，本身沒有自衛槍炮或空空飛彈。美空軍計畫令這種飛機“獨來獨往”，不進行戰鬥機護航。事實上這種飛機航程那么遠，戰鬥機護航也很困難。這種飛機在研製過程不斷受到經費和國會內各種責難的困擾，技術也不十分成熟。據說，前16架B－2飛機只能供飛行測試和訓練用，不具備利用飛彈進行對地攻擊的能力，飛機隱身性能也不完整。到第17、18、19架飛機才具備使用精密制導武器的能力。而隱身性能要在第20、21架飛機上才能完全達到原設計水平。因此B－2飛機的前19架只能起到驗證飛機的作用而不是成熟的批量生產型飛機。
B－2飛機每台發動機的最大推力為84.3千牛，飛機起飛推重比只有0.19，與推重比大於1.0的戰鬥機不能相比。這種飛機只要求飛亞音速。低空突防飛行馬赫數0.80，最大飛行速度每小時1050公里，巡航速度每小時800～900公里，升限1.5萬米。每次飛行留空時間很長，即使不空中加油也可飛10小時左右。機上兩人可輪流休息，如無特殊情況飛機可交自動駕駛儀操縱。座艙內的氣壓條件和生活設施都比較好。
數據
外形特點
升降副翼
在機翼後緣的舵面中靠近當中的6片稱為升降副翼。如果它們左右對稱的舵面都向上或向下偏轉時，起升降舵的作用，可控制飛機的俯仰，如果左右舵偏轉不一致或作相反方向偏轉，例如左翼的副翼向上偏、右翼的副翼向下偏，則起副翼作用，使左右機翼升力不同，令飛機傾斜或克服傾斜。這些舵面同時具有升降舵和副翼的作用，稱為“升降副翼”。
形態
正在設計中的B－3隱形戰略轟炸機，擁有新穎的外形和結構設計，狀如蝙蝠。新機種的機身、機頭和機翼渾然融為一體，從設計草圖上看，B－3完全是B－2隱形戰略轟炸機與子彈頭轎車外形的完美結合，且更得其隱身。在結構上，B－3隱形戰略轟炸機也充分利用上、下、後三個表面所封閉的有限空間，大膽革新布局，既可以避免地面雷達的跟蹤，又可降低被紅外線發現的可能性，從而達到隱身的最佳效果。其機身雷達的散射截面大大少於B－2隱形戰略轟炸機的0.3平方米，甚至低於F－117的0.01～0.1平方米。
繼隱身戰略轟炸機研製成功之後，美國空軍又將這一技術套用於戰鬥轟炸機和戰鬥機的設計上。
舵面
最靠近翼尖的兩片活動舵面功能更複雜。在構造上每片舵面還可分為上下兩半，可分別向上或向下偏轉，也可以上下兩片合起來作為一個舵面偏轉。它們的轉動都是分別控制的。它們的功能有四：如果一邊的舵面上下兩片分別張開一定角度，增加這一側機翼的阻力，它起的是方向舵的作用，使飛機轉彎；如果左右舵面上下兩片都同時張開，兩側機翼的阻力相等，不會使飛機轉彎，但總阻力增加，它起減速板的作用，可使飛機速度很快減慢下來；如果這種舵面上下兩片合在一起一齊偏轉，一側向上，另一側向下，它起一般的副翼作用，使飛機傾斜；如果左右兩側合起來的舵面同時向上向下偏轉，它起升降舵的作用。大多數情況下。這四片舵面的主要功能是令飛機轉彎或保持航向，所以稱為“阻力方向舵”。總的來看，B－2飛機的操縱系統（也是電傳操縱系統）設計得相當精巧和複雜。
問題
自從l993年第7架B－2飛機到達部隊以後已經使用5年之久。結果發現隱身飛機的問題很多。首先是吸波塗料問題。這種塗料在飛機表面的附著力並不好，每次長期飛行後都要加以修補，而新塗上的塗料要在一定溫度、濕度的條件下固化。因此飛機一定要在條件良好的空調機庫內進行維護。據統計，飛機平均每飛行1小時後維護工時要120小時左右。這就是進行完8小時長途飛行返回機場，20名維護人員要乾48小時維修工作。而在這些工作任務中，修補吸波材料占39%。由此可見維修工作量之大。一般現代戰鬥機每飛行1小時後的平均維修工作量是10～20小時。
另外吸波材料怕下雨，怕潮濕。下雨天氣將飛機表面弄濕以後其隱身性能大為下降，塗料易脫落。所以每次飛行完畢的飛機都要推回機庫記憶體放。這種飛機很少派駐海外基地，因為還沒有合適的海外機庫供它使用。而修建一個高標準的這樣大的機庫要幾千萬美元。即使在基地，飛機的良好率也達不到要求的74%，只有26%（1997年統計）。這就是說12架飛機的部隊平均只有3架可用，其他都處於維修狀態。當然這種情況會隨著設備、技術和熟練程度的提高而逐漸好轉。但美國原來期望的，B－2飛機比其他轟炸機更能作出快速反應，可以在緊急需要時24小時之內出動執行戰備任務的能力顯然尚難實現。但有一點可以肯定，這是代表21世紀末最新技術的武器，是一種不可忽視的空中打擊力量。
設計
科索沃上空B－2隱形轟炸機的“幽靈”剛剛隱去，B－3戰略轟炸機已悄然出現在美國飛機設計師的繪圖板上。據報導，美國飛機研製專家正雲集俄亥俄州帕特森空軍基地，精心設計一種能以5倍音速飛行的高超音速隱形戰略轟炸飛機B－3，以便用此機種在2030年左右替代時下的B－2隱形轟炸機，獨霸新世紀的天空。
新型戰鬥機
F－117
1988年11月10日，美國國防部新聞發言人公開宣布，美國空軍已經研製成功一種新型戰鬥轟炸機，其編號為F－117A。至此，這個被嚴格保密了近10年的怪物終於首次亮相。1990年4月21日，美國空軍專門安排F－117作了第一次公開展示，上萬名觀眾有幸目睹了它的風采。
F－117的外形它看上去非常古怪。它面呈黑色，頭部像個楔子，後緣呈鋸齒狀，機尾很像燕尾。更為與眾不同的是，其全身找不到一絲曲線和曲面的痕跡，整個飛機幾乎都由直線和平面組成，連它的機翼和V型尾聲翼也都採用了沒有曲線的菱形。這種獨特的外形使F－117具有了一種前所未有隱身本領。因為這種外形可以改變雷達波的反射角度，從而大大減少飛機在雷達螢幕上的顯示信號。此外，就連飛機的發動機進氣口、尾噴口、座艙蓋接縫、起落架等部位，也都經過有益於隱身的特別設計，採用這些措施後，F－117的雷達反射截面積只有0.01～0.1平方米，與一隻小鳥的雷達反射截面積相差無幾，使得先進的雷達也難以發現其蹤跡。
YF－22
YF－22和YF－23是美國90年代初研製出的“先進戰術戰鬥機”（ATF）樣機。前者是由洛克希德、波音公司和通用動力公司聯合研製的；後者是由諾思羅普公司和麥道公司聯合研製的。兩種樣機在90年代初經過一系列競爭較量，最後以YF－22勝出而告結束。
F－22“猛禽”
F－22“猛禽”是一種單座、雙發動機、雙垂直尾翼的隱身戰鬥機，是第四代超音速戰鬥機的典型代表。從外觀上看，F－22具有流線型機身，並且不像其他的戰鬥機那樣外掛武器、明火執仗、咄咄逼人，而是暗藏殺機、不露鋒芒。這正是第四代戰鬥機區別於第三代戰鬥機的一個顯著的技術標誌。它的最大平飛速度達到2馬赫，實用升限1.5萬米。在設計製造中，該機採用了一系列先進的技術，如在飛機外形上採用了先進的低阻隱身技術設計，在結構上採用了高強度的複合材料、機外無外掛武器、格狀網柵冷卻尾噴口燃氣、外表塗有吸波材料等。採用這些技術後，F－22不僅大大減輕了體重，降低了飛行阻力，更重要的是具有了很高的隱身性能。它對雷達探測波的反射截面積只有F－15的1/80，約為0.08平方米。
SR－71“黑鳥”
此外，美國的SR－71“黑鳥”高空戰略偵察機和A－12“復仇者”艦載攻擊機，也都使用了隱身設計。SR－71“黑鳥”偵察機利用圓滑的外形與特殊塗料來降低雷達反射波，再加上超過3馬赫的速度，使得它不僅不易被發現，即使被發現了，一般空空飛彈也因速度僅在2～3馬赫之間而無法追上它。而A－12“復仇者”艦載攻擊機的外形則更是獨特，看上去就像是一個三角板。
技術
總之，“消滅敵人，保存自己”是一切作戰所追求的最高境界。為此，各國空軍在不斷提高飛機作戰性能的同時，也在普遍地採用隱身技術以“保存自己”。
