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明日天空霸主

作者:jnscsh   时间:2021-06-30 09:11:48   浏览次数:

隐形战斗机如何“隐形”

隐形战斗机被形象地喻为“空中幽灵”,它们行踪诡秘,能有效地躲避雷达跟踪。多亏有了能吸收雷达波的“隐形”材料,才使隐形战斗机能轻而易举地从雷达眼皮底下逃之夭夭。

隐形战斗机的雷达吸波材料可通过阻止反射无线电波来干扰雷达系统。雷达吸波材料多种多样,其中包括非共振磁性雷达吸波材料和共振雷达吸波材料。由非共振磁性雷达吸波材料制造的涂料含铁酸盐粒子,可将轰炸机表面“吸收”的雷达波作为热量散发掉。这利,材料能降低雷达的“可见度”,并在一个宽广的雷达波频率范围内使用。

共振雷达吸波材料则只在一个很窄的频率范围内有效,不过只要雷达波频率在该材料的设计范围内,它的效率就非常高。经计算,这种材料的厚度与雷达波的波长一致时,就能像被“调谐”了一样可吸收特定频率范围的信号。

就像海绵只能保存一定量的水一样,隐形材料理论上也只能储存和散发有限的雷达波能量。然而在实验室条件下,工程师们以大大超过实际生活中会遭遇的雷达波能量检测隐形材料,以确保隐形材料在实际使用过程中的有效性。

隐形时代的到来

隐形战斗机凭借低雷达探测性,能在对方战斗机发现自己之前使用中远程空空导弹将其击落,尽量避免陷入近距离格斗。常规战斗机在这类对抗中将相当被动,F-22曾经创造的0:144的敲损比就是明证。

据上海《东方网》报道,印度与俄罗斯将合作研制新型第五代战机,印方将分担50亿美元的研发经费及资源,日后也会与俄方合作,对战斗机进行升级。在日本方面,官方所研发的“心神”隐形战斗机完全比照美国的F-22“猛禽”隐形战斗机的性能标准。另外,韩国国防部和空军已为一项被称为KFX的未来战机开发准备了120亿美元的预算。

亚洲空军进入隐形战机时代,同时也使隐形战斗机之间的对抗成为可能,这对于全世界空军来说都是一个新课题。美空军的研究表明,由于雷达对隐形战斗机的探测距离大幅缩短,隐形战斗机之间的对抗很可能将如同“瞎子对瞎子”的决斗,中远程空空导弹将不再适用,视距内的格斗作战重新成为战场上的主角。此外,由于隐形战机不同角度的雷达反射截面相差很大,如果空战中能抢占到合适的方位,能实现提前发现和提前开火。这一切都将对未来的空战模式造成深刻影响。

更值得警惕的是,隐形战斗机时代的到来,也迫使亚洲各国进入“反隐形时代”。多数国家都把隐形战斗机作为突破对手防空网的第一梯队,承担摧毁敌方指挥中枢的重任。隐形战斗机一方面能延缓对方雷达发现的时间,使其防空系统来不及做出反应;另一方面使雷达探测的覆盖面积缩小,使原本完整的防空体系出现空隙,隐形战斗机可以借机在缝隙中找出一条安全的突击通道。

目前尽管亚洲大多数国家都建立了相对完备的防空体系,但这都只是针对常规作战飞机而言。为对抗隐形战斗机,它们还需要整合引进大量新系统,并在战法运用等多方面进行新的改进。对此,在承担拦截导弹任务已万分吃力的情况下,亚洲各国的防空系统将面临更加严峻的挑战。

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美军F-117A隐形战斗机

F-117A是美国洛克希德公司研制的隐形攻击机,是世界上第一种可正式作战的隐形战斗机。F-117A设计始于上世纪70年代末。1981年6月15日,预生产型飞机在绝对保证秘密的情况下试飞成功,1982年8月23日向美国空军交付了第一架飞机,并共向空军交付了59架。F-117A服役后一直处于保密中,直到1988年11月10日,空军才首次公布了该机的照片。1989年4月,F-117A在内华达州的内利斯空军基地公开面世。

设计特点

F-117A是一种高亚音速的战术飞机,装两台F404-GE-FID2涡扇发动机,几何尺寸与F-15战斗机相当。概括起来,F-117A有两个特点:一是外形奇特,二是机载武器和设备通用性强。F-117A的外形与众不同,整架飞机几乎全由直线构成。连机翼和V型尾翼也都采用了没有曲线的菱形翼型,这在战斗机的设计中是前所未有的。F-117A的进气口为“网状格栅隐蔽”式,尾喷口为沿展向的“开缝”式(也有人称其为“口琴”式喷口)。没有采用推力矢量控制技术。两侧发动机短舱一止部装有辅助进气口。之所以这样设计,美国空军官员解释说:由于气流通过格栅式逃气口会产生压降,因此发动机效率会有所损失,但在大迎角和侧滑飞行的情况下,格栅式进气口可为发动机提供均匀的气流。辅助进气口只在起飞和复飞时打开使用。F-117A可进行空中加油,加油口位于机身背部。全机干净利索,没有任何明显的突出物,除了机头的4个多功能大气数据探头外,就连天线也设计成可上下伸缩的。此外,座舱盖框架、起落架舱门和炸弹舱的边缘以及机身后部的平面形状均做成锯齿形,这些便构成了F-117A的独特外形。F-117A的最大重量为23835千克。内部武器舱长4.7米,宽1.75米,可携带2枚900千克的BLU-109激光制导炸弹,也可带AGM-88A、AGM-6S空对地导弹和GBU-15炸弹等。

F-117A的机载设备也具有很强的通用性,很多都是其它飞机现成或稍加改进就可以用的东西。其中包括F-16的4余度电传操纵系统,C-130的环境控制系统,F-15的刹车装置,F-15、F-16和A-10的ACES2弹射座椅,以及与其它飞机通用的通信、导航设备和保障系统等。就连动力装置也与海军的F-18具有较高的通用性。这样做既可降低成本、减少风险、加快研制进度,同时也易于维护使用。据美国空军官员说,F-117A的维修勤务与F-15及F-16类似。其维修费用也与其它战术飞机差不多,只比麦道公司的F-15战斗机略高。

在飞行训练方面,F-117A从1983年10月开始装备部队以来,已有175名飞行员飞过这种飞机。据说,凡是飞过F-117A飞机的飞行员都认为该机的起飞、着陆和其它飞行性能都不错。当然,从另一个角度来看,也可以说F-117A并不什么都是全新的东西。

隐形措施

在F-117A的设计中,其外形设计已不能仅从常规气动力(如升力和阻力)角度来考虑,而必须把外形与隐形联系起来,尽可能做到两者统一。据介绍,F-117A飞机的RCS值在0.001到0.01平方米之间,比一个飞行员头盔的RCS值还要小。如此小的RCS值,部分是由于F-117A采用了各种吸波(或透波)材料和表面涂

料,但更主要的是由于它采用了独特的多面体外形。

比如,一般来说地面雷达和机载雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度范围之内,所以设计师们把F-117A大部分表面的倾角都设计成大于30度,这样就可以将雷达波偏转出去,而避开辐射源。设计师还把F-117A机身表面和转折处设计成使反射波集中于水平面内的几个窄波束,而不是像常规飞机那样全向散射,这样就能使两波束之间的“微弱信号”与背景噪声难以区别。这种波束很窄,以致于雷达不能够得到足够连续的回波信号,因此难以确定是飞机目标还是瞬变噪声。在对待一些小部件的设计上,设计师也作了周密考虑,如座舱盖接缝、起落架舱门和发动机维修舱门,以及机头处的激光照射器边缘都设计成了锯齿状嵌板,并让这些锯齿边缘与上述某窄波束方向垂直,这样其反射波就不会形成另外的波束,而与该窄波束方向一致。

为了防止雷达波进入进气口,设计人员除对发动机进行了专门处理外,重点对进气口进行了特殊设计。进气口用相距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽起来,以防止雷达波直接照射到具有强反射特性的发动机风扇叶片上。F-117A的进气口高约0.6米,宽1.5米左右。这么大尺寸的进气口,既可以给发动机提供进气,又可以提供冷却空气。冷却空气从进气口旁路通过,在尾喷口处与发动机的排气混合,然后排出去。这样可大大降低发动机的排气温度,减少红外特征。此外,F-117A还采用了V形尾翼(全动式)、埋入式武器舱、可伸缩的天线等。总之,这一切都是为了减小飞机的RCS值,达到隐形的目的。

武器装备

F-117A战斗机的所有武器都,挂在武器舱中。武器舱长4.7米、宽1.57米,可挂载美国战术战斗机使用的各种武器,如ACM-88A高速反辐射导弹、AGM-65“幼畜”空对地导弹、907千克口径的GBU-10/24/27激光制导炸弹、GBU-15模式滑翔炸弹(电光制导)、B61核炸弹和空对空导弹等。

实战检验

1989年12月20日,美国入侵巴拿马。为了支援美国防军别动队在巴拿马里奥阿托的空降作战,空军首次出动了F-117A隐形战斗机参战。20日,英国第37战术战斗机联队的6架F-117A从内华达州的托诺帕基地起飞前往芭拿马。中途飞行18个小时,经过四五次空中加油,才飞到目的地。当飞机飞过里奥阿托上空时,其中两架F-117A轰炸了里奥阿托军营,各投下1枚900千克的激光制导炸弹。这两颗炸弹并没有直接扔在兵营内,而是投在兵营附近的一片开阔地上。这样倘据说是旨在使效忠于诺列加将军的军队“惊慌失措,以削弱其战斗力”,而不是为了消灭他们。另外4架F-117A有2架留作备用,2架中途返回基地。美国军方认为,F-117A的这次行动是成功的。在军事上,该机的轰炸确实在巴拿马国防军中造成了混乱,削弱了对方的战斗力,为美军突击队的空降减少了障碍。另外对飞机而言,也经历了一次实战考验。美国空军也认为,这次行动证明F-117A使用装在尾翼上的激光制导装置可精确地轰炸目标。此外,他们还有一种想法,就是利用F-117A的这一次作战来证实美国在隐形飞机研制上投入大量资金是值得的。而经过了海湾战争之后,F-117A所起的不可磨灭的特殊作用已使它名扬四海。

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