一、現代軍事高科技
飛機隱身之謎
在談飛機的隱身術之前,先要介紹一下雷達。雷達是一種利用無線電波搜索目標和測量位置的設備。雷達的構造雖然複雜,但它的基本原理簡單明了,就比如你站在穀裏,對著高山呐喊一聲,片刻你就會聽到回聲。如果你把從發聲到聽到回聲的時間記錄出來,你就可以根據聲音傳播的速度,算出高山到你身體之間的距離。
雷達的工作原理也是如此。區別在於,它發出的不是聲波,而是無線電波。雷達發出的電波,在前進過程中如果與什麼物體相遇,就會發射回來顯示在熒光屏上,但這種圖像並不清晰,而隻是一些亮斑。物體的性質、大小、形狀不同,亮斑的大小、形狀和明暗程度也隨之不同。
雷達發明出來以後,很快就被運用到軍事上,成了“防空部隊的眼睛”。過去敵軍入侵時,總是不能及早發現,等我方察覺了。敵機已經靠得很近,往往來不及反擊。有了雷達之後,敵機還在幾百千米之外,就能被雷達發現,不等它到達襲擊目標,就可以率先向它開火。這樣就處於軍事上的有利地位。
在雷達出現不久,各種反雷達的手段也出現了,其中之一就是“隱形技術”。這種技術能給雷達造成假象,使雷達觀察不到飛機。雷達是第二次世界大戰中發明的,隱形技術也是在第二次世界大戰中出現的。第二次世界大戰結束以後,雷達技術不斷發展,隱形技術也在向前發展。
美國是當今世界上研究“隱形技術”最具實力的國家,早在20世紀50年代末,美國為了從空中獲取其他國家的軍事情報,便成功研製出一種叫“黑鳥”的高空偵察機,這種飛機很難被對方的雷達發現,被看作是早期的隱形飛機。1975年,美國又製訂了神秘的“藍色計劃”。發展隱形係列飛行器,包括隱形戰鬥機、隱形轟炸機、隱形導彈等等。80年代初,美國還研製出新型的“偷襲”號隱形轟炸機。有一次,在高警戒雷達40千米的地方飛行大約半小時,雷達係統居然沒有發現,隱形效果十分卓著。
隱形飛機用了什麼隱身術,居然能逃避雷達的搜索呢?辦法有以下四種:
(1)在飛機的機身上漆滿一層能夠吸收波的“油漆”。雷達發出的電波被這“油漆”吞噬了,沒有回波,雷達自然就發揮不了效用。
(2)在飛機上采用吸收雷達波的複合材料。這種材料內部結構鬆散,受雷達波輻射後產生振動,把雷達波轉換成熱能而散發得無影無蹤。
(3)飛機機身盡量采用表麵光滑、曲線形的形狀,讓發射來的雷達波很難發生反射,縮小被雷達發現的截麵積。
(4)盡量減少飛機本身發出的電子輻射和熱輻射,讓對方的監測雷達和紅外探測器搜索不到電波和紅外線。
在隱形技術發展的同時,反隱形技術也有了突飛猛進的發展,主要表現在以下三個方麵:
(1)把雷達發出的無線電波波段從過去的厘米波擴展到米波段或毫米波段,這樣做的目的是提高雷達探測隱形目標的能力;
(2)建立雙基地雷達係統,把雷達的發射機和接收機的基地之間的距離盡可能拉長,使無線電波發射角和反射角都增大,這就相當於增大了隱形飛機器被雷達搜索的麵積;
(3)把探測係統裝在人造衛星或飛機上,讓它居高臨下進行探測。一般的隱形飛行器重點隱蔽其飛行正麵的截麵積,忽略了上部,從上向下探測它們,自然事半功倍。
怎樣監測隱形飛機
1988年11月10日及22日,美國國防部分別先後向外宣布了它新研製成功的兩種隱形飛機(“F—117”隱形戰略轟炸機和“B-2”轟炸機)的有關情況,這在飛機研製史上無疑是巨大的突破,轟動了海內外。據透露,偌大一架隱形飛機(如“B—2”轟炸機)在監測雷達熒光屏上的顯示麵積與一隻空中飛鳥的顯示麵積幾乎相同,甚至更小。從雷達上“看”隱形飛機,時隱時現,若天空同時有飛鳥翱翔,難以將兩者區分。
隱形技術是近一二十年才發展起來的一門新興綜合性科學技術。它的研究內容十分廣泛,但目的卻隻有一個,即如何降低或改變武器裝備的電波反射或輻射強度,即降低其“可見度”,躲過探測器的監視,提高兵器的突防能力、生存能力和戰鬥威力。這樣的兵器具有不可忽視的戰略意義,誰掌握了隱形技術,誰就占據了戰鬥或潛在可能戰爭的有利地位。近些年來,美蘇都不惜巨額資金,大力研製和發展隱形技術和隱形武器。美國用於研製隱形飛機的費用已超過300億美元。除隱形轟炸機和戰鬥機外,美國目前還加緊研製有高技術性能的新型遠程隱形偵察機、隱形巡航導彈和衛星等。
根據美軍展示的資料,與普通飛機比較。“F—117”戰鬥機和“B—2”轟炸機具有如下四個方麵的優勢:其一,翼身一體。“B—2”型機沒有獨立的機身和尾翼。從展示的平麵形狀看,與傳統的後掠翼和三角翼不同,“B—2”型機的機翼是由12段直線組成。飛機後緣中部呈三個鋸齒,狀似蝙幅。又似一支後緣不均勻的飛鏢,直徑大,後掠翼超過了機體後部。翼根弘大且厚,構成架駛座艙和武器艙。座艙呈流線型,突出於機翼背部,與飛機融成一體。飛機整體曲線圓滑。這兩個特點使得“B—2”型機的雷達特征大大減弱,雷達收到的從飛機反射的電波強度大大降低。“F—117”型機具有後掠機翼和V型尾翼,飛機從表麵看來是一個多角多麵體,由許多小平麵拚接而成,可以抑製的分散來自雷達的電波能量,降低雷達(對飛機)的可見度。
“B—2”和“F—117”型機分別裝有4台和2台發動機。目的是防止被紅外探測儀搜索到,它們均位於機翼上方部位,對稱地安裝在座艙兩側,並與機翼上表皮融為一體。為了盡可能減弱雷達電波反射,降低雷達對飛機的可見度,“B—2”和“F—117”隱形飛機的機翼下方均十分光滑,也不懸掛武器吊艙,攜帶的炸彈、導彈和副油箱等所有載荷全部裝入機身或機翼內,以保護機身和側麵的圓滑。
其二,改造動力裝置,控製飛行速度。動力裝置是飛機的主要輻射源,隻有對它進行改進才能減小輻射。“B—2”飛機的進氣口為M形,空氣通過加工成S形的進氣道進入發動機,這樣可降低發動機壓縮器及其他部件的雷達特征。“B—2”飛機還積極采用改變發動機排氣溫度的一係列措施,如使用新的燃料以降低紅外輻射。為了充分對付紅外探測,還在排氣噴口裝有降低紅外線及噪聲的特性和裝置。“F—117”型機也采用了與眾不同的進氣道和排氣裝置,從背部進氣,減小雷達的反射信號和發動機的紅外輻射。“B—2”和,“F—117”型機的上述改進措施,一方麵大大提高了飛機的隱形性能,另一方麵也影響了飛行速度:為減小發動機的紅外輻射和噪聲,它們的發動機均不帶加力,致使飛機速度低於聲速。
其三,使用複合材料,減弱波反射。除上述奇特構形外,隱形飛機還采用了能吸收電波的碳素和環氧物等非金屬複合材料,還大量使用蜂窩式雷達吸波結構。“F—117”型機也采用了新型塑料和能吸收雷達波的新型複合材料。
其四,采用吸波塗層,可以使輻射進一步減弱。塗料是特製的,塗在目標表麵後,既吸收雷達波,又使雷達波偏離輻射源方向,還可以吸收機體本身的紅外線輻射。
隱形飛機的出現對反隱形技術造成了重重困難。俗話說:“有矛就有盾”,矛有多鋒利,盾就有多堅固。為監測隱形飛機器,須革命性地改進普通的雷達監測係統。至今為止,已有很多國家在研究反隱形問題,預計給出令人滿意的答案已為期不遠。
“人造飛碟”的誕生
1981年夏季的一個傍晚,英國科學家進行了這樣一個試驗:一個外形酷似倒扣著的碗的形狀的飛行器在離地麵大約200米左右的空中盤旋,突然它放慢了下降速度,像老鷹似的,緩緩地轉著圈,向下降落,當它即將著陸時又突然騰空而起。
試驗成功了,人們為之歡呼,這種飛行器外形很像至今還讓人猜不透的“天外來客”飛碟,因此人們給它起了個“人造飛碟”的名字,實際上它是一種正在研製中的新型空中工具,名叫“無翼飛行器”,也可以稱之為“無翼飛機”。
為什麼在航空技術高度發展的今天,人們對研究無翼飛行器如此關注呢?
現代飛機隨著速度和載重量的增加,起飛和著陸時的滑跑距離也相應增長,因此,飛機場也不得不擴大建造規模。一個大型機場占地大約幾十平方千米。又由於受機場數量的限製,飛機在遇到緊急情況時,不能就近降落,因此常會出現不應有的事故,造成慘不忍睹的傷亡。盡管直升飛機不需要從機場起飛、降落,也沒有龐大的機翼,但卻有巨大的旋翼,而且噪聲大,飛行速度也隻有普通飛機的1/3—1/4(即每小時250-260千米)。於是,科學家們便開始研製一種既能像直升飛機那樣可以垂直起落,又能高速飛行的靈活的飛行器。現代航空技術的發展,已經使研製這種飛行器的設想變為現實。