關(guān)于雷達(dá),隱身有兩個(gè)組成部分——吸收和偏轉(zhuǎn)。通過(guò)物體的形狀,可以將雷達(dá)波偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離光源。使用特殊材料(通常是鐵氧體),可以吸收大部分雷達(dá)。對(duì)于紅外線,當(dāng)然是另一種可能的檢測(cè)模式。隱形飛機(jī)通常還通過(guò)將外部空氣與其排氣流混合來(lái)采用紅外抑制。它們還(大部分)亞音速飛行以保持較低的皮膚溫度。無(wú)論如何,紅外線也不利于遠(yuǎn)程探測(cè)——你真正需要擔(dān)心的只是擊敗肩射導(dǎo)彈。
復(fù)雜目標(biāo)對(duì)電磁波的作用包含鏡面反射、邊緣繞射、尖頂繞射、爬行波繞射、行波繞射和非細(xì)長(zhǎng)體因電磁突變引起的繞射等。對(duì)于無(wú)隱身措施的常規(guī)飛機(jī),它的散射場(chǎng)包括反射和繞射場(chǎng),主要是鏡面反射和邊緣繞射起作用。 對(duì)于隱身飛機(jī),采取多種措施,使鏡面反射和邊緣繞射基本消失。典型的戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)散射截面積(RCS)約1平米,而“隱身”飛機(jī)的RCS僅為0.01平米,甚至更小。
雷達(dá)和隱身如何工作:
雖然F-117的開(kāi)發(fā)和制造始于1978年,但直到1990年才向公眾公布。F-117制造中使用的不尋常的設(shè)計(jì)和材料使其對(duì)雷達(dá)防御系統(tǒng)不可見(jiàn)。機(jī)場(chǎng)空中交通管制每天要處理超過(guò)上千次起降,這一切都?xì)w功于雷達(dá)(無(wú)線電探測(cè)和測(cè)距)。
雷達(dá)本質(zhì)上是回波檢測(cè)。當(dāng)你對(duì)著峽谷大喊大叫時(shí),聲音會(huì)擴(kuò)散開(kāi)來(lái),從堅(jiān)硬的巖石表面彈跳和散落。其中一些分散的聲音會(huì)反彈到你身上,你會(huì)聽(tīng)到回聲。
雷達(dá)不是聲波,而是使用無(wú)線電波。
雷達(dá)天線發(fā)出無(wú)線電波脈沖,然后“偵聽(tīng)”其中一些信號(hào)(稱(chēng)為“雷達(dá)特征”)反彈。盡管反射只是無(wú)線電發(fā)射的一小部分,但放大器可以增強(qiáng)它。一個(gè)足夠大的信號(hào)在雷達(dá)操作員的屏幕上變成了一個(gè)曇花一現(xiàn),甚至在數(shù)百公里之外。
行波/表面波散射(Traveling /Surface Waves):照射到飛機(jī)機(jī)身上的入射雷達(dá)波可以在其表面產(chǎn)生行進(jìn)電流,該行進(jìn)電流沿著路徑傳播到表面邊界,例如前緣,表面不連續(xù)處等。這樣的表面邊界可以導(dǎo)致后向行波或者向多個(gè)方向散射。這種反射可以通過(guò)雷達(dá)吸收材料,雷達(dá)吸收結(jié)構(gòu),減少表面間隙或邊緣對(duì)齊來(lái)減少。
由于多普勒效應(yīng),可以計(jì)算飛機(jī)或輪船的速度和方向。如果物體向探測(cè)器移動(dòng),無(wú)線電波會(huì)輕微擠壓。同樣,如果移開(kāi),波浪也會(huì)被拉伸。(同樣的技術(shù)今天也用于其他應(yīng)用,如汽車(chē)自動(dòng)制動(dòng)、導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和天氣觀測(cè)。當(dāng)然,雷達(dá)可以被擊敗。隱形技術(shù)偏轉(zhuǎn)無(wú)線電波的方式使得很少或根本沒(méi)有反射到源的方向上。雖然聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單,但實(shí)際上將其付諸實(shí)踐證明非常困難。飛機(jī)通常具有圓形機(jī)身或機(jī)身,機(jī)翼和尾翼上有大平面。雖然這種形狀具有空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì),但它也非常適合反射無(wú)線電信號(hào)。
隨著雷達(dá)波長(zhǎng)的增加(頻率的降低),鏡面反射的強(qiáng)度減小,且波瓣寬度變寬。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在雷達(dá)上,如果孔徑大小保持不變,頻率的降低將增加波束寬度。由于鏡面反射波瓣變寬,使雷達(dá)波偏離將更加困難,并且反射的能量將分布在更廣的范圍。
在1970年代后期,洛克希德公司在美國(guó)的秘密臭鼬工廠部門(mén)生產(chǎn)了一架雷達(dá)跳動(dòng)飛機(jī),看起來(lái)像是直接從科幻小說(shuō)中飛來(lái)的 ?F-117夜鷹。它從尖端到尾巴長(zhǎng)20米,翼展13米,但反彈回了一只鳥(niǎo)的雷達(dá)信號(hào)。
許多小的平面將無(wú)線電信號(hào)從其源頭散射出去。這架飛機(jī)還擁有雷達(dá)吸收材料,這些材料今天仍然是絕密的。
它的現(xiàn)代對(duì)應(yīng)物F-22猛禽具有比彈珠還小的雷達(dá)信號(hào)。
飛機(jī)的雷達(dá)截面(RCS)由兩個(gè)主要因素決定:飛機(jī)的形狀和飛機(jī)材料的電磁特性。隱形飛機(jī)涂有雷達(dá)吸收材料。我真的不知道這是如何工作的,但它大大降低了雷達(dá)反射的強(qiáng)度。飛機(jī)整形在很寬的雷達(dá)頻率范圍內(nèi)有效,但雷達(dá)的縱橫角范圍有限。飛機(jī)的形狀可以確保大多數(shù)雷達(dá)波被散射并且不會(huì)反射回發(fā)射器。機(jī)翼的前緣和后緣、控制面、進(jìn)氣門(mén)/間隙等都可以對(duì)齊,以確保任何被反射的雷達(dá)波在一個(gè)或兩個(gè)精確的方向上反射。這意味著,如果飛機(jī)的方向與雷達(dá)的方向正好,雷達(dá)將很容易檢測(cè)到它,但在所有其他方向上,雷達(dá)將無(wú)法檢測(cè)到它。
有兩種方法可用于限制RCS通過(guò)飛機(jī)的形狀。第一個(gè)稱(chēng)為刻面。在這種情況下,飛機(jī)的外表面幾乎完全由平坦的表面制成(例如F-117,最著名的隱形飛機(jī))。刻面限制了返回雷達(dá)的法線反射次數(shù)。
在第二種方法中,飛機(jī)的外表面是光滑的,并且具有連續(xù)變化的曲率(例如B-2轟炸機(jī))。這基本上實(shí)現(xiàn)了與刻面相同的影響,但需要更大的計(jì)算能力來(lái)預(yù)測(cè)正確的曲率。RCS的另一個(gè)主要貢獻(xiàn)者是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)葉片。雷達(dá)波正面撞擊壓縮機(jī)葉片會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的反射。在隱形飛機(jī)中,發(fā)動(dòng)機(jī)的前部通過(guò)使用略微 S 形的進(jìn)氣口隱藏在雷達(dá)的視野之外。?
針對(duì)隱形技術(shù)的策略并不多。更強(qiáng)大的雷達(dá)是一種選擇,但功率的增加必須是巨大的。據(jù)信,采用多個(gè)高功率雷達(dá)的最新俄羅斯地對(duì)空導(dǎo)彈系統(tǒng)可以在近距離獲得F-117的顯著反射。畢竟,F(xiàn)-117 是 30+ 年前的技術(shù)。紅外特征可以用特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴來(lái)壓制,這些噴嘴可以分散熱量和不強(qiáng)烈輻射的材料。紅外特征只能在相對(duì)較短的距離內(nèi)檢測(cè)到。隱形飛機(jī)的想法是,它將能夠在不被發(fā)現(xiàn)的情況下從遠(yuǎn)距離摧毀任何威脅,從而遠(yuǎn)離紅外探測(cè)范圍。如果隱形飛機(jī)確實(shí)進(jìn)入紅外探測(cè)范圍,它將受到巨大威脅。現(xiàn)代紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈仍然可以輕松鎖定隱形飛機(jī)的噴射管。
所有真正的“隱形飛機(jī)”(F-117、B-2、F-22、F-35)在部署彈藥時(shí)都會(huì)失去很多隱身性。所有這些飛機(jī)都在內(nèi)部攜帶炸彈和導(dǎo)彈,武器艙門(mén)必須打開(kāi)才能釋放它們。當(dāng)艙門(mén)打開(kāi)時(shí),飛機(jī)的隱身形狀基本上被毀了;雷達(dá)從打開(kāi)的艙門(mén)獲得相對(duì)較大的反射。然而,這些飛機(jī)大多能夠使用遠(yuǎn)距離武器(如巡航導(dǎo)彈)將其彈藥部署到目標(biāo)。武器艙門(mén)的雷達(dá)特征在 100+ 英里外非常小。當(dāng)然,一旦武器部署,艙門(mén)就會(huì)關(guān)閉,飛機(jī)就會(huì)再次變得隱身。雷達(dá)信號(hào)僅在持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)才對(duì)目標(biāo)捕獲有用。
紅外檢測(cè)通常被夸大。IR在很大程度上依賴于大氣條件。它的行為更像光,而不是雷達(dá)輻射。因此,范圍是有限的,云和霧會(huì)嚴(yán)重降低它。由于這個(gè)問(wèn)題,大多數(shù)紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈都是短程的。空對(duì)地紅外導(dǎo)彈不會(huì)達(dá)到很高,如果防空戰(zhàn)斗機(jī)接近隱形飛機(jī),紅外探測(cè)不是您的主要問(wèn)題。雷達(dá)隱身也與頻率有關(guān)。極低頻雷達(dá)(巨型雷達(dá))較少受到隱身的干擾,但它們還有其他幾個(gè)問(wèn)題。另一個(gè)技巧是寄生蟲(chóng)輻射。如果您知道某個(gè)區(qū)域的整體電磁輻射圖,則可以在金屬碎片破壞該模式時(shí)檢測(cè)到它們的變化。工作原理與機(jī)場(chǎng)辦理登機(jī)手續(xù)的安全端口幾乎相同。但是,連續(xù)變化的電磁干擾應(yīng)該照顧到這樣的技巧。
隱形飛機(jī)使用隱形技術(shù),通過(guò)利用高光混合來(lái)逃避識(shí)別,目標(biāo)是飛機(jī)可以用雷達(dá)入侵,并進(jìn)一步降低“射頻(RF)范圍”,聲音和紅外視覺(jué)的可欺騙性。在最近的幾十年中,隱身技術(shù)已被證明是逃生雷達(dá)系統(tǒng)方面最好的方法之一。隱身旨在逃避識(shí)別或試圖掩蓋,對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō),避免雷達(dá)隱蔽。隱形創(chuàng)新中使用的想法并不難。它利用該指南來(lái)保留和鏡像雷達(dá)波。飛機(jī)以不同的方式重定向雷達(dá)波,并限制返回雷達(dá)的雷達(dá)波。另一個(gè)奇跡是允許飛艇完全保持入射雷達(dá)波長(zhǎng),以各種方式居住在電磁重新納入的能量中。用于制造飛艇的結(jié)構(gòu)和材料選擇通過(guò)飛艇完成的隱身程度。雷達(dá)無(wú)線電線釋放無(wú)線電能量的想法,然后通過(guò)任何發(fā)生識(shí)別的項(xiàng)目返回。反射所需的時(shí)間由雷達(dá)無(wú)線電線測(cè)量,它可以判斷物體離多遠(yuǎn)。
隱身作為一個(gè)想法對(duì)戰(zhàn)斗來(lái)說(shuō)并不新鮮。隱身作為一種事物使用意味著以秘密方式展示移動(dòng)、主動(dòng)或繼續(xù);隱身或隱身的品質(zhì)或正常,以非凡的考慮和安靜移動(dòng)的示范或商標(biāo),特別是為了與識(shí)別保持戰(zhàn)略距離或與通知保持戰(zhàn)略距離。從軍事意義上講,隱身可以用來(lái)指避免對(duì)手注意到自己的主張權(quán)力的方法,目的是讓這些回避敵人注意的權(quán)力可以以一種方式傳達(dá),即不了解權(quán)力的存在和區(qū)域的敵人在關(guān)鍵或戰(zhàn)略層面上對(duì)他在戰(zhàn)斗中的缺點(diǎn)感到驚訝。隱形創(chuàng)新的完整和徹底的定義如下:“隱形創(chuàng)新也命名為低可觀測(cè)(LO)創(chuàng)新,涵蓋了與勞動(dòng)力,船舶,飛機(jī),潛艇,衛(wèi)星和火箭一起使用的程序范圍,以使它們不那么引人注目(在一個(gè)無(wú)法察覺(jué)的完美世界中)雷達(dá),聲納,紅外和其他發(fā)現(xiàn)技術(shù)。它涉及電磁頻譜這些部分的覆蓋”。在后來(lái)的場(chǎng)合中,“隱形創(chuàng)新已經(jīng)更多地與能夠躲避雷達(dá)的軍用飛行器和旨在區(qū)分和連接飛行器的不同傳感器聯(lián)系起來(lái)”。
真相定義隱身創(chuàng)新將隱形創(chuàng)新描述為“表示或暗示計(jì)劃降低飛行器和火箭的雷達(dá)、熱量和聲學(xué)可識(shí)別性的創(chuàng)新”。對(duì)軍用飛機(jī)使用隱身的傾向。這本專(zhuān)著計(jì)劃著眼于隱身技術(shù)和隱身飛行器結(jié)構(gòu)的進(jìn)步,以及隱身創(chuàng)新對(duì)高架戰(zhàn)斗的影響。現(xiàn)代紅外系統(tǒng)對(duì)大氣條件的依賴性要小得多。此外,現(xiàn)代紅外導(dǎo)彈可以有相當(dāng)好的射程(俄羅斯弓箭手導(dǎo)彈可以正面10英里)。紅外傳感器用于空對(duì)地導(dǎo)彈(例如D型特立獨(dú)行),其精確目的是可以穿透霧霾和塵埃云。我想說(shuō)的是,如果防空戰(zhàn)斗機(jī)足夠接近隱形飛機(jī),紅外探測(cè)是主要問(wèn)題。雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈可能無(wú)法鎖定隱形飛機(jī),而紅外導(dǎo)彈則無(wú)法鎖定。
隱形飛機(jī)是否會(huì)通過(guò)從飛機(jī)頂部(相對(duì)于地面)部署(射彈武器)來(lái)降低其探測(cè)脆弱性,從而降低武器門(mén)被檢測(cè)到的可能性?此外,如果射彈武器發(fā)射,例如導(dǎo)彈,相對(duì)于地面 bsed 雷達(dá)天線“向上”,該武器的雷達(dá)剖面會(huì)更小嗎?從理論上講,雷達(dá)信號(hào)是否可以不被吸收,而是分散,飛機(jī)上的發(fā)射器向地面發(fā)送信號(hào),該信號(hào)將被塑造/脈沖,使地面雷達(dá)看起來(lái)好像隱形飛機(jī)不存在?
正如Russ_Watters指出的那樣,大多數(shù)當(dāng)代隱形技術(shù)都依賴于對(duì)迎面而來(lái)的電磁輻射的吸收或偏轉(zhuǎn)。曾經(jīng)(出乎意料地)發(fā)現(xiàn)的對(duì)策是利用這一特性來(lái)檢測(cè)隱形飛機(jī)。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子:假設(shè)你有一個(gè)源 A 和一個(gè)接收器 B。如果隱形飛機(jī)在它們之間飛行,則B的接收將暫時(shí)切斷。但它不應(yīng)該是(如果考慮到所有干擾)。所以你得出結(jié)論,那里有一些東西,在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期(特別是如果你面對(duì)美國(guó)人),安全的賭注是它是一架隱形飛機(jī)。已經(jīng)討論了用于有限檢測(cè)和/或跟蹤的無(wú)源紅外傳感器。
另一種可能性是使用巡回探測(cè)器持續(xù)搜索隱形飛機(jī)。基本上,隱形飛機(jī)在各個(gè)方向上的隱身性并不相同。隱形飛機(jī)的飛行路徑通常必須經(jīng)過(guò)精心規(guī)劃,以確保雷達(dá)到已知雷達(dá)站的橫截面始終最小化。這種效果的一種選擇是預(yù)警機(jī)型飛機(jī)。另一種是無(wú)人駕駛飛行器(UAV),它在具有隨機(jī)飛行路徑的區(qū)域上空徘徊并不斷搜索目標(biāo)。無(wú)人機(jī)已經(jīng)常規(guī)用于偵察任務(wù),盡管通常是不同類(lèi)型的。另一種可能性是使用聚焦波束來(lái)探測(cè)隱形飛機(jī),通過(guò)簡(jiǎn)單地增加雷達(dá)的焦點(diǎn)來(lái)有效地“提高”雷達(dá)的功率。基本上,您可以通過(guò)增加焦點(diǎn)來(lái)增加W/面積。一個(gè)窮人相當(dāng)于一個(gè)強(qiáng)大的雷達(dá)。雖然它們明顯的缺點(diǎn)是掃掠區(qū)域很小,但大多數(shù)隱形飛機(jī)都是緩慢且不可操縱的。快速掃過(guò)天空和/或脈沖光束可以解決這個(gè)缺點(diǎn)。
?
編輯:黃飛
?
評(píng)論
查看更多