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隐形飞机如何隐形

科普小知识2023-03-13 18:09:56
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2011年1月11日,中国的歼-20隐形战斗机成功完成首次飞行。那么,为什么隐形战斗机可以隐形呢?

隐形飞机是利用隐形技术设计制造的一种军用战斗机。美国研制的F-117A战斗轰炸机和B-2轰炸机属于这种类型的飞机。在1991年海湾战争中,F-117A战斗轰炸机凭借其隐身特性承担了战场上最危险和最困难的轰炸任务,从未遭遇地面防空炮火的猛烈轰击。在整个战役中,42架F-117A隐形飞机飞行了1200多架次,没有一架受损。如此优异的结果引起了全世界军事专家和飞机设计师的浓厚兴趣。

隐形飞机如何隐形

B-2轰炸机的三种观点

事实上,看不见的平面的“不可见性”只是一种转喻,并不意味着在肉眼的视觉范围内看不到平面。隐形只是相对于雷达而言的,雷达被称为“千里眼”。

雷达发射的电磁波束有一个特点:只有当它垂直击中平面的某一部分时,它产生的反射波才沿着波束的原始照射方向返回,并被雷达天线接收,一个亮点立即显示在雷达屏幕上。反射电磁波与发射电磁波功率的比值称为雷达截面。飞机的雷达截面越小,雷达“捕捉”它的概率就越小。F-117A战斗轰炸机的雷达截面只有0.01平方米,仅为其他美国战斗机雷达截面的0.01% ~ 0.1%。因此,它就像隐藏自己的身体形状,足以突破雷达波设置的“重围”。

隐身飞机能够“隐身”主要是通过采用一系列高科技隐身技术,包括机身骨架和蒙皮的隐身材料、表面隐身涂层材料、外形隐身结构、红外辐射降低技术、降噪技术和电子干扰技术。有几种隐形材料用来制造隐形飞机的骨架和外壳。最常用的有碳纤维增强树脂复合材料、碳纤维与碳基体结合的碳-碳复合材料、碳化硅丝增强铝复合材料等。这些复合材料重量轻,可以吸收雷达波。美国的B-2隐形轰炸机还使用了一种蜂窝夹层材料,这种材料是由浸渍树脂的混合纱三向织物制成的,作为衬里,以进一步提高机体吸收雷达波的能力。为了尽可能获得完美的双重保险效果,整个机身的外表面还涂有一层镍钴铁氧体或由超细金属和金属氧化物粉末组成的隐形涂层。这种涂层可增加辐射产生的雷达波的磁损耗,并具有吸收和透射波的功能。还有一种涂层,它能迅速将辐射的雷达波转化为热能,不再产生反射波。

隐形飞机如何隐形

隐形飞机(网络图)

除了使用隐形材料制造机身,隐形飞机的特殊形状和结构也是隐形的关键。传统飞机的圆柱形机身,以及机身、机翼和垂直尾翼相互成直角的连接结构,可以使不同方向入射的雷达波产生反射波返回到雷达接收天线。隐身飞机的设计者发现,如果将圆柱形机身改为棱柱形、圆锥形和头盔形截面的异形机身,或者将机身和后掠翼之间的连接平滑过渡以形成一种特殊类型的机身-机翼融合,则尾翼被取消,取而代之的是倾斜的V形双垂尾,并且带有导弹的挂架没有布置在机身和机翼等下面。隐形飞机F-117A和B-2的设计考虑到了这些特点。B-2隐形轰炸机的翼展为52.43米,机身长度为21米。对于这样的大型飞机,它的雷达截面只有0.05平方米,而且它的隐身效率非常高。

由于探测飞机的设备除雷达外还包括红外探测器,所以隐形飞机对红外探测器和雷达都是不可见的。该方法是在飞机顶部设置飞机发动机的进气口和排气口,并在排气口安装排气和吸热装置,使高温射流在排出前吸入冷空气,迅速冷却,减少发动机喷嘴的热源,防止地面的红外探测器探测到飞机的红外辐射。对于噪音,使用吸声装置,设计噪音特别低的发动机。

飞机隐身技术的发展与防空电子技术的发展是相辅相成的。隐身飞机只对地面雷达有隐身效果,但不能逃脱空中预警飞机机载雷达的搜索和探测。因此,在这方面,隐形飞机不是不可战胜的空中霸王。隐形飞机将永远面临高科技防空技术的挑战,“一尺高于路,一尺高于魔”。