隱身飛機

①雷達隱身技術。主要有低散射氣動外形技術、隱身材料技術和阻抗載入技術等。低散射氣動外形技術是設計適當的氣動外形布局以減弱飛機在雷達接收方向的散射效應。如採用翼身融合體和半埋式座艙，使機翼與機身、座艙與機身平滑過渡，融為一體；減少飛機表面能造成散射的突起物，對外掛武器進行保持外形設計或內埋設計；採用“S”形彎曲的進氣道和尾噴管，在進氣道和尾噴管內加隔板，抑制進氣道和尾噴管空腔反射和壓氣機、渦輪的鏡面反射；採用尖頭的翼型和進氣道唇口；將飛機所有邊緣設計為少數幾個平行方向，使所有邊緣的雷達散射波集中形成少數幾個固定方向的反射波束，其他方向的反射波很弱，形成閃爍的雷達信號，不易辨別；盡量減小飛機的幾何尺寸，減少飛機部件。隱身材料技術是在飛機表面塗敷電磁波吸收材料，以減小飛機的雷達截面積；儘可能使用複合材料。阻抗載入技術是在飛機金屬表面並聯等效負載，以改變飛機的固有電磁諧振特性，減小飛機的雷達截面積。②紅外隱身技術。主要是通過改進結構設計和應用紅外物理學研究的成果來吸收和減弱飛機的熱輻射能量，使紅外探測設備難以發現。發動機是飛機的主要熱輻射源。採用二元噴管、取消加力燃燒室、在燃料中加入添加劑，使燃料充分燃燒，可以減弱排氣的紅外輻射；採用異形噴管以改變紅外波長，使工作在特定波長的紅外探測器失效；對發動機尾噴口的噴焰進行遮擋，改變噴口噴流方向，在噴管外安裝紅外吸收裝置等措施，都可以達到一定的紅外隱身效果。此外，在機身上塗敷紅外吸波塗料，用加碳纖維吸熱複合材料覆蓋機身，可進一步提高紅外隱身的效果。隱身飛機可以有效地提高生存力，但也存在一些弱點。①隱身的特殊要求可能使飛機外形在氣動方面不符合最佳設計，會引起氣動阻力增大，結構重量增加，性能下降。②雷達吸波材料本身有局限性，如F-117A攻擊機的吸波材料主要是針對厘米波的，對米波和毫米波無效。現代研究的超視距雷達、光學雷達、雙基地/多基地雷達、諧波雷達和無源雷達，都具有較先進的反隱身能力。③難以外掛武器，載彈量少，作戰能力單一。④研製生產費用昂貴，維護修理困難。隱身特性已成為第四代戰鬥機的一個重要特徵。第二次世界大戰期間，一些飛機採用經試驗的迷彩塗料，降低飛機與天空背景的對比度，減小飛機的目視特徵。這是最早、最簡單的隱身飛機。20世紀60年代初，美國的U-2和SR-71偵察機開始採用雷達隱身技術。1978年，美國政府批准F-117A攻擊機研製計劃，主要從氣動布局、發動機配置和材料選用等方面採取措施，使F-117A具有很強的隱身能力，其前視雷達反射截面積只有0.01平方米。1989年7月美國B-2隱身轟炸機原型機首飛，採用飛翼式外形，將機身、駕駛艙、發動機艙和機翼融合成一體，再加上其他措施，使其雷達反射截面積不超過0.4平方米，如同藍天中的一隻小鳥。

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接，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。飛機上乾脆不設置垂直尾翼，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，機體后緣呈鋸齒形，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概率，提高了生存能力。

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復，直到1981年才又被裡根政府批准上馬，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%。

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。

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，充分利用機身屏蔽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，可以吸收和屏蔽雷達波和紅外輻射；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導彈。美空軍計劃令這種飛機“獨來獨往”，不進行戰鬥機護航。事實上這種飛機航程那麼遠，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，不具備利用導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。

B－2起飛重量為181.5噸，其中燃料72.5噸，載油係數0.40。飛機的阻力很小，因為沒有尾翼，全機就是一片機翼，上面附有三個不大的鼓包，一個為機身，兩個為發動機艙。一共4台發動機，是新研製的，耗油率很低，飛機最大航程達1.11萬公里，如進行一次空中加油可飛1.85萬公里。飛機掛載的對地攻擊武器都放在機身的彈艙內以免破壞飛機隱身性能。最大掛彈量18噸，可以掛各種空地導彈和制導炸彈。如果掛常規炸彈可掛80枚27公斤低阻炸彈或16枚910公斤低阻炸彈。

在機翼后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”。

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、后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應用於戰鬥轟炸機和戰鬥機的設計上。

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。

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，每次長期飛行后都要加以修補，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小時后維護工時要120小時左右。這就是進行完8小時長途飛行返回機場，20名維護人員要干48小時維修工作。而在這些工作任務中，修補吸波材料佔39%。由此可見維修工作量之大。一般現代戰鬥機每飛行1小時后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內存放。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。

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。據報道，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。

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，后緣呈鋸齒狀，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迹，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屏幕上的顯示信號。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，採用這些措施后，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。採用這些技術后，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，一般空空導彈也因速度僅在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。

繼美國採用隱身技術之後，其他各國也不甘落後。俄羅斯研製出的世界上第一種可變速超音速垂直起降戰鬥機“雅克”－141，也採用了隱身技術。英國研製的“旋風”F－3型戰鬥機以及英、德、意聯合研製的“歐洲戰鬥機”，也都採用了灰色隱身塗料，具有較好的隱身性能。日本研製的FS－X戰鬥機，採用能大幅度降低雷達反射截面的外形，特選複合材料，並覆蓋吸波塗料，同樣具有很好的隱身性能。瑞典的JAS－39新型戰鬥機也採用了許多隱身技術。

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”。