世界著名飞行器技术—隐身技术

2024年2月8日发(作者：)

世界著名飞行器技术

摘要

飞行器的隐身技术作为现在世界上的一种尖端的综合军事技术，已经日益成为当代立体化战争中最重要的突防战术措施之一。近年来，隐身技术的发展很快，除了我们熟知的传统的雷达隐身和红外隐身外，还有光学隐身、等离子体隐身等，未来的隐身技术必将出现材料多元化，方式复杂化等特征。那么，隐身技术是怎样发展起来的呢，它有哪些特点呢，它对世界产生了哪些影响呢，它的未来又是怎样的呢？

关键字：飞行器，隐身，历史，未来

一、隐身技术概况

隐身技术作为一项跨学科的综合技术，它涉及到电磁原理、材料、能量转化、信息处理及大量高难度动态测试等方面的问题，它是1980年正式被提出的，仅仅过去20年，就取得了惊人的成就，隐身技术是一门新兴的极有发展前途的科学技术。在美国，隐身技术曾被列为国防三大高技术之一，在苏联时代，隐身技术也被列为国防高技术。

其实，隐身并不是一个新的想法，我们的自然界早就给我们提供了隐身技术的形式，比如说，有的动物和昆虫的颜色就会与他们所处的环境的颜色融合在一起，以此来保护自己，我们人类从对自然界的观察中学会了如何应用隐身技术。最主要的办法有伪装和诱骗，这两种方法在今天仍然在运用，但是，现在的隐身技术比过去的要先进的多，尽管有些技术在第一次世界大战中得到应用，但直到飞机成为战争工具后，那些先进的隐身技术才显示出优于原始伪装的特性。

隐身技术也叫做隐形技术，准确的术语应该是“低可探测技术”。就是通过研究利用各种不同的技术手段来改变我方目标的可探测性信息特征，以最大程度地降低对方探测系统发现自己的概率，使我方目标以及我方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。举个例子，雷达在在工作的时侯会发出电磁波，表面会反射电磁波，运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线，这样，就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比，容易被敌人发现。通过多种途径，设法尽可能减弱自身的特征信号，降低对外来电磁波、光波和红外线反射，达到与它所外的背景难以区分，从而把自己隐蔽起来。这就是“低可探测技术”。

隐形技术是传统伪装技术的一种应用和延伸，它的出现，使伪装技术由防御性走向了进攻，有消极被动变成了积极主动，增强了部队的生存能力，提高了对敌人的威胁力。隐形技术包括：雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。很多武器装备，如飞机、导弹、舰船、坦克、大炮等，都可以采取隐身措施把自己隐蔽起来。隐身技术是第二次世界大战后的重大军事技术突破之一。

二、隐身技术的历史

本世纪初，德国人曾制造了一些机翼。机身和尾部都蒙以透明材料的飞机。有一名奥匈飞行员在1912年5、6月间驾驶过一架Etrich Taube 单翼飞机，该机的机身蒙有一种称为Emaillit 的透明材料。据记载，当次飞机在900英尺以上飞行时，地面的观测员不能发现它；当它在700英尺飞行时，观测员只能模糊可见。这种透明材料是从赛璐珞中提炼出来的，在液体状态时被称为Emaillit 涂布油。

Cellon是另一种透明材料，在第一次世界大战中曾用于德国的一些飞机，但没能取得多大效果。

1935年，苏联研制出了一种名叫洛多衣得 （Rodoid）的透明材料，它首先被用于苏制雅克—4飞机上。飞机的内部结构涂上一层银白色涂料，地面观测人员仅能听到它的声音而不能确定飞机的位置。因此，它取得了小小的成功。在900英尺之外，观察人员仅能通过透明表面看到飞机的白色构件。

另一个德国的隐身计划是随着第二次世界大战期间雷达的出现而产生的。这也许是首次针对雷达探测而研制的隐身技术。其被认为是纠正了以前那种只注重减少飞机的可见信号的偏差。

这样就使盟国那些装有雷达的飞机不能发现潜水艇，在以后的几年中，这种技术继续被用来减少通气管的雷达信号。由于某些原因，德国人未能将这些雷达波吸收材料用于其它舰艇和飞机上。

第二次世界大战期间，美国也开始利用隐身技术来减少飞机被敌方雷达发现的可能性。1945年由诺斯罗普公司研制出了一种雷达波吸收涂料MX—410，效果很好。但使用太多涂料会增加飞机的重量，严重影响飞机的性能。换句话说，就是MX—410涂料使飞机重的难以飞行。

在这以后，隐身技术的发展就鲜为人知了，主要原因是由于美国政府考虑将此科研项目高度保密。第二次世界大战后，随着科学技术的发展，隐身技术得以继续研究和发展，但直到1980年美国政府正式公布隐身计划，才让人们了解到了一些具有实质性内容的隐身技术。

虽然MX—410涂料使飞机重的难以飞行。但是美国的军事部门仍然对隐身技术很感兴趣，研究工作从未中断，一些隐身原型机已经在70年代初进行了试飞。洛克西德公司和诺斯罗斯公司积极参与了早期的隐身计划，并在这个领域取得了相当的经验，这两家家公司的原型机在1977年—1982年间曾引起公众的极大关注。波音公司、

罗克威尔公司、通用动力公司和LTV也都曾研制过隐身样机，进行了包括飞机和静力试验，以及风洞试验在内的许多实验。

曾经被我国防空部队击落的美制蒋军U—2高空侦察机和P2V一7低空侦察机均采用寄生型吸波徐层,用以降低电磁波散射,这是隐身技术的初级阶段,但它对雷达探测不造成本质性的威胁。以后的十多年中,隐身技术的研究全面展开,并在后向散射和加宽吸波频带方面有了突破性的进展。1975年,隐身技术研究转入秘密阶段,正式命名为隐身计划,并由国防部长任命的国防部最高级技术顾问直接负责。国防部把隐身计划对为 “技术基础 ” 计划的一部分,显然它属于开发性预先研究工作,不属于某武器系统或具体型号。

八十年代初期 ,神秘的飞行器隐身技术有了突破性的进展,它与高能激光式器和巡航导弹被列为军事科学上最新的三大技术革新。实用的隐身飞机和隐身巡航导弹问世。到八十年代末期 ,美国已有百分之十的军用飞机约400架是隐身飞机。军事需要促进了隐身技术的发展，而隐身技术的迫切需要促进了吸波材料方面的研究。在美国，参加这项研究的实体单位和公司包括空军的材料试验室，道尔化学公司、杜邦化学公司、洛克西德公司、西巴——塞吉公司、爱尔柯金属公司以及一些小公司和研究实验室。

隐身技术日益成为一项举世瞩目的重大军事技术，这项技术也越来越受到各国军界的重视 。特别是美、苏两国,他们逐年增加经费,加速研制步伐,期望及早获得先进的实用的隐身飞行器。据估算,美国花于隐身技术研究的经费已超过三百亿美元。美国在三种飞行器上同时开展隐身技术的研究和生产工作。它们是巡航导弹、战斗机和战略轰炸机。目前,除了先进技术轰炸机型还处于试制与试飞阶段外,其他均已进入定型和生产阶段。在近代战争中,具有隐身性能的飞行器已在实战中多次使用。美国在侵越战争中用了具有红外特征消减措施的直升飞机,有效地降低了苏制SA 一7红外寻的导弹的命中率,1982年5月英阿战争中,英国 “谢菲尔德”号驱逐舰被法制 “ 飞鱼 ” 空舰导弹击沉 “飞鱼 ” 导弹鼻锥前视的后

向散射截面小于0.5平方米,,因此在掠海面飞行下,舰上雷达无法从海波中发现它 ,同年6月 ,中东贝卡山谷战斗中,以色列使用“猛犬”微型遥控无人驾驶飞机也具有低散射截面的特征信息。

此后1991年初的海湾战争,算是拉开了高新技术在实战中应用的序幕,这次战争采用了卫星技术、光电技术 、精密制导技术、电子战技术、隐身技术等等动用了几乎一切可能使用的新武器,如弹道导弹、巡航导弹 、隐形飞机、反导弹„„ 这其中隐身技术以及隐身武器对战争影响构成的巨大威慑力量是不可低估的. 这次战争中,美国空军投人44 架F—117A 隐身战斗轰炸机,共出动1300架次,飞行6900小时,无一损伤,进人伊拉克空袭区如入无人之境,是唯一能够进人巴格达市区的飞机，虽然 , F—117A隐身战斗机出动架次仅占全部空袭行动的2.7%，但却摧毁了预定目标总数的40%,其攻击的成功率高出平均值4.8倍,损失率却为零。隐身飞机在海湾战争中的成功表现 ,不仅充分证明 了飞行器隐身技术的有效性 ,而且对未来的防空系统提出了严峻的挑战.

1999年，6架B-2隐形轰炸机首次参加科索沃军事行动，这种隐形轰炸机是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的，这一次，它共出动40架次，投下500枚“联合直接攻击弹药”，总重450吨。

一位美国官员曾经说 “ 为了对付美国的隐身飞机,苏联或是只好丧失防空能力 ,或是被迫花费数百亿美元来改造现有防空体系,二者必居其一。 ”

当然，在隐身技术研究上也有不成功的案例。原南斯拉夫人民空军与防空部队在 1999

年 3 月 27 日晚, 就用西方认为落后的苏式 P- 12 等老式雷达, 准确地发现了美国洛克希德公司生产的全天候亚音速隐身战斗机 F- 117 战斗机, 并用 70 年代苏制 “萨姆- 2”

导弹把 F- 117 战机击落。据原南人民军称, F- 117 战机的可视度仅仅减弱了 50%, 是可以被发现的。据美国政府问责局称, 没有隐身功能的 F- 16 平均每架次的损失率低于隐身

的 F- 117。为此, 美军不得不取销另外 50 架 F- 117的订货。近 10 余年来, 美国空军推出造价高达 3.5 亿美元的 F- 22 战斗机作为 21 世纪的美国战斗机, 据称它具备省油、

超音速巡航, 以及不易被敌方雷达发现的 “隐身” 等性能。 但是, 由于 F- 22战斗机采用磁性材料涂复、结构设计和等离子体等三位一体的协同隐身法, 因此大大增加了飞机的重量和体积。体积问题是最严重的问题, 因为实战是可视的战斗。由于 F- 22 比大多数战斗机大得多, 就会被首先发现; 机身大会影响其转弯和加速等主要性能; 并且, 为了达到隐身效果, 武器必须隐藏在机腹的内置武器舱内, 因而无法把握瞬息即逝的接战机会。各种原因使F- 22 战斗机的作战能力大大削弱, 使 F- 22 战斗机三位一体的隐身所获得的理论上的优势反而成为劣势。

但无论怎样，飞行器隐身技术仍然成为一门独立的综合军事技术,它对飞行器的发展思想 、战略战术、作战性能以及方案设计等方面都产生了广泛而深远的影响。隐身技术是现代战争中各种突防手段中最有价值的战术措施,它与电子干扰技术相结合,能使飞行器的被探测率大大下降突防机会成倍增加,不但在战争中可创造突然袭击 ,克敌制胜的奇迹,而且会使军事综合经济效益大幅度提高, 美国的F-117A隐形战斗轰炸机、B-2隐形轰炸机已经装备部队，F-22隐形战斗也已经在本世纪初服役。隐形技术在舰艇上也得到应用，例如美国海军“阿利·伯克”级驱逐舰的上层建筑就是如此，瑞典制造的隐形艇已开始试航。潜艇的降噪措施则属于声隐形技术。此外，隐形坦克、隐形装甲车、隐形火炮、隐形巡航导弹等多种隐形水雷也在研制中。

三、隐身技术分类

1 传统飞行器隐身技术

隐身技术的发展日新月异 ,也成为了各国军事竞相追逐的制高点。现在常用的隐身技术主要包括雷达隐身和红外隐身。这些是较为传统 ,使用频率也比较高的隐身技术。随着隐身

材料的不断进步 ,这种传统技术也愈发显出其活力。

1. 1 雷达隐身

雷达隐身有其自身独特的机理 ,它主要是通过抑制、 减弱、 吸收和偏转目标的雷达回波强度来减小雷达的散射截面 ,使地方雷达接收不到足够强度的回波信号 ,这样就使得其逃脱敌方雷达的识别。

1. 2 红外隐身

随着热成像技术的发展以及红外侦查和探测的进步 ,对飞行器而言 ,热辐射成为了最明显的暴露源。一般情况下 ,比较强的红外辐射源主要有:发动机尾喷口及其热部件、 发动机尾喷流、 飞行器蒙皮由于气动加热而引起的红外辐射。因此 ,传统的红外隐身技术主要目标就是采取一切可能的措施来降低和减少红外辐射。例如 ,采用异型喷管并加隔热或遮挡板 ,改变红外波长 ,使红外探测器失谐;采用低红外辐射的涡轮风扇发动机 ,降低发动机的红外辐射强度;在飞行器的尾管处设置红外挡板遮挡红外辐射等等。

2 等离子体隐身技术

等离子体隐身技术是目前隐身技术中较为新兴和高端的技术。这种技术是在用一种不同于传统物质形态(即固态、 液态和气态)的第四种物质 ,这种物质一般处于一种非平衡不稳定的状态 ,其运动主要和搜电磁上的租用和支配。这就是所谓的等离子。

2. 1 等离子体隐身技术概述

所谓等离子体隐身技术 ,就是充分利用电磁波的吸收特性来躲避雷达探测系统的一种技术。该技术的关键是在飞行器的运行环境中产生离子云团 ,同时对相应的能力大小、 震荡频率等参数进行设计 ,以雷达的特定需求。这项技术美国和俄国始终处于世界领先水平。

2. 2 等离子体隐身技术的优点

等离子体隐身技术有着自身独特的优势 ,大体而言主要包括:首先 ,可以大大降低维护

费用。主要是它没有必要改变装备的气动外形设计 ,无需吸波材料和涂层。其次 ,可以大大减少飞行器的飞行阻力。俄罗斯的研究证明 ,这项技术可以减少 30 %以上的飞行阻力。再次 ,它的使用周期比较长 ,成本相对较低 ,并且使用起来也比较方便。最后 ,这样的隐身系统比较容易维护。由于改变了传统的被动实现手段 ,由被动转向了主动 ,使得维护起来方便而且简单。

2. 3 等离子体隐身技术的缺点

等离子体隐身技术也不是完美去缺的 ,它也有自己的缺点。一方面 ,飞行器等离子体并不是所有部位都能隐身 ,比如发生器部位就只能暴露在外。另一方面 ,这项技术队电源的功率要求很高 ,一般设备很难达到。就算可以达到也是极其庞大 ,无论从成本角度还是运行控制的角度都不甚合算。

四、隐身技术的未来

材料发展趋势

飞行器未来的发展很大程度上取决于其材料的进步 ,传统的隐身材料主要是靠吸收 ,而新型的材料主要强调材质本身的特点。从目前隐身材料的发展趋势来看 ,主要有:其一 ,智能型隐身材料 ,这种材料自身具有感知功能和处理信息的功能 ,并且能够对信号做出积极的响应。这种可以根据周边环境来调节自身结构的功能 ,使其适应力和大大增强。其二 ,多频谱隐身材料。传统的隐身材料大多数用的是单波段的 ,而未来的发展趋势则是多波段多频谱的。它将成为能够兼容米波、 厘米波、 毫米波、 红外、 激光等多波段电磁隐身的多频谱隐身材料。即便是针对同一个目标 ,也应该采用多功能的材料 ,实现多个隐身材料设计的一体化。

技术发展趋势

未来的隐身技术将会突破现有的材质和手段的束缚 ,就爱你个范围扩的更为宽广。首

先 ,仿生技术将会得到越来越多的运用。科学家通过对蜜蜂与麻雀 ,以及海鸥与燕八哥的研究 ,有望发现新的隐身技术和手段。其次 ,纳米技术。纳米材料具有很好的吸波功能 ,还具有宽频带、 质量小、 兼容性好等特点。目前世界上多个国家在做厘米波、 毫米波、 可见光以及红外等波段的纳米复合材料。最后 ,微波传播技术。这主要是运用计算机预测雷达波在大气中的传播 ,使得突防飞行器在雷达覆盖的空间外飞行 ,以避开地方雷达的探测 ,如此一来就可以实现突防。

飞行器隐身技术极大地提高了兵器的纵深打击能力和突破力。它作为一种尖端的综合军事技术 ,已经成为当代立体化战争中最重要的突防战术措施之一。近年来 ,这项技术发展很快 ,除了传统的雷达隐身和红外隐身外 ,还有光学隐身、 等离子体隐身等,有理由相信，未来的隐身技术将出现材料多元化 ,方式复杂化等特征。

五、参考资料

[1] [美] J.琼斯 著 洪旗 魏海滨 编译,《隐身技术—黑色魔力的艺术》，航空工业出版社，1991，第1页、第52页.

[2] 左璐，《飞行器隐身技术现状及其未来发展趋势》，现代商贸工业，2010年第8期，第320页

[3] 白希尧 依成武，《飞行器隐身技术研究现状》，科学导报，2007年 第25卷 第4期，第53页.

[4] 刘胜友，《飞行器的隐身技术》，中专物理教学，第140页.

[5] 谭显裕，隐身、反隐身技术发展趋势，《激光技术》，1990.4

[6] 王永生等，红外隐身系统分析，《隐身技术》，1991.1

[7] 谭显裕，飞行器的隐身技术，《电光与控制》，1997年第1期，第55页.

[8] 杜石明等，飞行器的隐身技术，《电子对抗》, 2010年第5期,第39—41页

[9] 李斌 李玉海，飞机和导弹的隐身技术浅议，《现代物理知识》，2005.6 第43-44页

[10] 李言俊 黄冬梅，飞行器隐身技术，《航空科学技术》，1994年01期

[11]/view/

[12]/wiki/%E4%BD%8E%E5%8F%AF%E5%81%B5%E6%B8%AC%E6%80%A7%E6%8A%80%E8%A1%93