飛機如何隱形?
發(fā)布時間:2021-10-22
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隱形特性是一種軍事戰(zhàn)術(shù),用來使飛機、船只、潛艇等對雷達、紅外、聲納等探測方法不易可見。它使用了各種功能和技術(shù),降低了其對雷達、紅外和射頻(RF)頻譜的反射/發(fā)射能力。隱形技術(shù)使用電子對抗和計算機模擬,使隱形飛機很難被對手的雷達發(fā)現(xiàn)、跟蹤或攻擊。隱形飛機可以讓一個國家在敵人的領(lǐng)土上實現(xiàn)攻擊、收集情報、執(zhí)行間諜行動等而不被雷達發(fā)現(xiàn)。

德國人首先嘗試實現(xiàn)隱形飛機的壯舉。在第一次世界大戰(zhàn)期間,他們嘗試使用一種透明的覆蓋材料——四氯乙烷(醋酸纖維素),試圖降低軍用飛機的能見度。但在實驗的后期階段,它被證明是無效的,甚至會產(chǎn)生反作用,因為陽光照在覆蓋層發(fā)出的閃光使飛機更加明顯。此外,使用的材料在陽光下很快就會降解,所以這個項目被放棄了。

現(xiàn)代隱形飛機首先是由美國開發(fā)的。在冷戰(zhàn)期間,為了在蘇聯(lián)領(lǐng)土上進行攻擊和間諜活動,美國開始了其隱形飛機的開發(fā)計劃。在20世紀70年代,美國國防部發(fā)起了旨在開發(fā)隱形戰(zhàn)斗機的Lockheed Have Blue項目。Have Blue項目的成功為世界上第一架隱形戰(zhàn)斗機FA-117夜鷹的發(fā)展鋪平了道路。FA-117的輻射吸收材料、雷達吸收涂料、低雷達截面(RCS)、曲線表面,要么吸收大部分無線電波,要么將其反射到敵人雷達和傳感器的接收端,使其在天空中幾乎不可見。現(xiàn)在很多隱形飛機都可以使用隱形功能,比如F-22猛禽,F(xiàn)-35閃電,蘇-57等。印度的AMCA項目和光輝戰(zhàn)機MK-ll也在努力實現(xiàn)隱形功能。

要實現(xiàn)飛機的隱身功能,關(guān)鍵在于使用技術(shù)擊敗使用電磁頻譜的探測系統(tǒng)。為了擊敗這些探測系統(tǒng),飛機應該在雷達、紅外、聲、視覺電磁頻譜區(qū)域具有最低限度的特征。

一、低雷達信號:

雷達是飛機跟蹤和探測中最重要的設備。雷達系統(tǒng)通過發(fā)射機在空氣中發(fā)射無線電波工作,這些無線電波被飛機反射,然后被接收器接收。它提供了飛機的位置、位置、航程、高度等。它在不知道被跟蹤目標的情況下提供目標的信息。

飛機不被雷達跟蹤主要有兩種方法:它要么捕獲無線電波,即禁止無線電波到達接收器的末端,或者將無線電信號反射出接收器。

雷達吸波材料用于飛機機身的制造和涂層。其機身涂層采用了強化碳素、炭黑顆粒、小鐵球等材料。這些雷達吸波材料的原子中含有自由電子,它吸收大部分無線電波。因此限制了被跟蹤的概率。

與商用飛機不同,具有隱身特征的軍用飛機沒有任何曲線或圓形表面,但具有多面面(即表面有多個邊、頂點和錐形結(jié)構(gòu))。

此外,由于大多數(shù)無線電波水平降落在飛機上,即無線電波與飛機表面形成水平角度。因此,飛機被設計成這樣一種方式,飛機的垂直表面的高度是保持在最低的,比如通過消除外部的武器塔和存儲武器內(nèi)部的武器艙,以減少它的雷達反射。因此,由于其多面表面和較低的飛機垂直高度,它輻射大部分無線電波遠離雷達接收器,具有低雷達橫截面(RCS)。

二、低紅外信號

紅外傳感器或攝像機可以跟蹤和檢測飛機發(fā)出的熱量。飛機主要有兩個熱源:發(fā)動機和廢氣的熱量,以及由于空氣摩擦而使機身發(fā)熱。

噴氣式發(fā)動機的廢氣溫度高達850至900°C。當廢氣到達發(fā)動機排氣噴嘴外的自由大氣時,廢氣在空氣中膨脹并輻射出紅外線波長的熱能,任何紅外傳感器都能跟蹤它。

降低發(fā)動機紅外信號的方法有很多,比如噴氣發(fā)動機的排氣管用瓷磚隔熱,這有助于隱藏其熱信號。噴氣發(fā)動機還具有允許冷卻空氣與燃燒后的熱廢氣混合的功能。它有助于冷卻廢氣,從而減少紅外信號。

隱形飛機的引擎被設計成這樣一種方式:它可以隱藏在飛機的機身中,或者引擎位于機翼上方,就像B-2“幽靈”轟炸機那樣。它還減少了紅外足跡。

(B-2機翼上方的引擎)

由于摩擦,飛機的機身也會升溫,利用導體將這些熱量從空氣中傳導出去或分散到不同的方向,從而降低了被對手紅外傳感器跟蹤的概率。

三、低聲波信號

聲學或飛機噪聲是探測它的另一種方法。噴氣發(fā)動機噪聲是由高壓空氣在發(fā)動機氣流通道中的高速運動引起的。通過改進發(fā)動機氣流通道可以降低噴氣發(fā)動機的噪音,還可以使用了一些噪聲消除裝置。此外,現(xiàn)在有許多在嘗試改善發(fā)動機的空氣流通通道以減少噪音。

飛機的聲足跡也是探測的主要來源。當飛機超過音速,即每小時1234公里或以超音速飛行時,就會產(chǎn)生“音爆”。音爆產(chǎn)生的聲波或沖擊波很容易被合適的監(jiān)測站追蹤到。它向?qū)κ痔峁╋w機的方向和位置。因此,隱形飛機通常以亞音速飛行,即以低于音速的速度飛行,以避免音爆。

美國戰(zhàn)略轟炸機B-2主要以亞音速飛行。更新的飛機如F-22猛禽、F-35閃電、SU-57等能夠以亞音速和超音速運行。因此,這些飛機在許多行動中充當隱形,也可以在戰(zhàn)爭中用于進攻性空戰(zhàn)。

四、低視覺信號

視覺探測,即通過人眼探測飛機,在可視范圍空戰(zhàn)和單兵便攜式防空系統(tǒng)中是最重要的。如果雷達和紅外(IR)未能探測到飛機,它仍然可以被視覺跟蹤并被擊落。因此,降低可見特征對實現(xiàn)隱身特征也很重要。

有許多方法可以實現(xiàn)低視覺信號,但常用的方法有兩種:小尺寸飛機和偽裝涂料。飛機的尺寸越小,它被肉眼探測到的可能性就越小。LCA的“光輝”和“鷹獅”,由于它們的體積比同時代的飛機更小,是低視覺信號的最佳例子。偽裝涂料的目的是減少飛機和它所看到的背景之間的對比。精心挑選的油漆被用來油漆飛機的表面,目的是與它最可能飛行的背景所匹配。

例如,當飛機飛過農(nóng)田和森林地區(qū)時將他們涂成棕色和綠色,飛過沙漠時用沙棕色,海上則一種暗淡的藍灰色。如今,飛機被涂成低對比度的灰色。

盡管使用所有這些功能并不能使任何飛機對敵人完全隱形,但隱形飛機仍然是執(zhí)行任何重要行動的關(guān)鍵工具。它也被用于潛艇和海軍艦艇。

(文章參考:https://www.defencexp.com/stealth-technology-how-aircraft-becomes-invisible/)



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