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從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門

時(shí)間:2020-04-29 16:33來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理 瀏覽:
講在前面的話:了解航空工業(yè)發(fā)展史的朋友都知道,二戰(zhàn)末期德國(guó)推出的梅塞施米特Me-262戰(zhàn)斗機(jī)是世界上第一款投入實(shí)戰(zhàn)的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī),首次使用了
講在前面的話:

了解航空工業(yè)發(fā)展史的朋友都知道,二戰(zhàn)末期德國(guó)推出的梅塞施米特Me-262戰(zhàn)斗機(jī)是世界上第一款投入實(shí)戰(zhàn)的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī),首次使用了翼身融合設(shè)計(jì),并意外的獲得了一定的隱身能力,成為現(xiàn)代隱身戰(zhàn)機(jī)的鼻祖。有一些找爹黨甚至鼓吹世界上第一種隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)F-117就是剽竊了Me-262的技術(shù),理由是F-117在氣動(dòng)布局上使用的翼身融合設(shè)計(jì),部分機(jī)翼和V型雙垂尾設(shè)計(jì)或多或少有一些Me-262的影子,這種說(shuō)法看似有些道理,其實(shí)很牽強(qiáng),從F-117解密的發(fā)展細(xì)節(jié)來(lái)看,和德國(guó)梅塞施米特Me-262并沒有直接關(guān)聯(lián),其技術(shù)應(yīng)用也遠(yuǎn)比Me-262要復(fù)雜的多得多。不過(guò)不可否認(rèn)的是,自Me-262之后,人類就開始對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)隱身奧秘開始不斷的探索,美國(guó)人在該領(lǐng)域走在世界前列,不僅僅是率先推出了F-117,其隱身技術(shù)探索在二戰(zhàn)后就已經(jīng)展開了,摸索中推出的SR-71、D-21都是比較有代表性的產(chǎn)品。本文我們從F-117的發(fā)展歷程來(lái)了解一下美國(guó)隱形技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

F-117標(biāo)志著世界航空發(fā)展史真正邁進(jìn)隱身時(shí)代

大隱隱于空:隱形技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史

有關(guān)誰(shuí)是世界上第一種隱形飛機(jī)存在兩種說(shuō)法,第一種就是我們上述所講到的二戰(zhàn)末德國(guó)推出的梅塞施米特Me-262戰(zhàn)斗機(jī),第二種則歷史跨度更大,需要追尋至一戰(zhàn)時(shí)期德國(guó)的"蘭普勒-鴿式"偵察機(jī)。這兩款飛機(jī),Me-262突出的特點(diǎn)是采用翼身融合設(shè)計(jì),產(chǎn)生了意想不到的雷達(dá)隱身效果;"鴿"式則突出的視覺隱身效果,特殊蒙皮制造的機(jī)翼,在400米的高度視覺上看到該飛機(jī)就如同沒有機(jī)翼一樣。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

兩種不同思路的隱身效果代表著同時(shí)期人類對(duì)隱身的認(rèn)知和理解,不過(guò)鑒于當(dāng)時(shí)的技術(shù)發(fā)展水平,這些理解和認(rèn)知多少顯得有朦朧。時(shí)間軸穿梭在二戰(zhàn)后,隨著雷達(dá)技術(shù)的迅猛發(fā)展,反雷達(dá)探測(cè)成為隱形技術(shù)發(fā)展的核心,各大軍事強(qiáng)國(guó)在該領(lǐng)域開始孜孜不倦的追尋,美國(guó)人的發(fā)展最有代表性和前瞻性。

從歷史的角度來(lái)看,美國(guó)和蘇聯(lián)都在占領(lǐng)德國(guó)的時(shí)候獲取到了大量的德國(guó)先進(jìn)軍事科技,這其中就包括了梅塞施米特Me-262戰(zhàn)斗機(jī),但沒有直接的證據(jù)表明,美國(guó)在后續(xù)隱形技術(shù)發(fā)展中直接借鑒了Me-262的技術(shù)。但在美國(guó)二戰(zhàn)后發(fā)展的U-2、SR-71以及D-21等飛行器上都能找尋到一些有關(guān)隱身的設(shè)計(jì)特征,比如U-2錐形機(jī)頭就有一定的隱身特征,SR-71使用了吸波材料等等。

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D-21最初設(shè)計(jì)就已經(jīng)考量到降低雷達(dá)散射截面

這是一個(gè)技術(shù)積累發(fā)展的過(guò)程,在F-117誕生之前,國(guó)際上對(duì)于飛機(jī)的隱身主要是通過(guò)翼身融合的方法來(lái)改善的,其本質(zhì)就是通過(guò)使得機(jī)身、機(jī)翼等部件圓滑過(guò)渡,消除或減少飛機(jī)各部件之間的夾角等具體手段來(lái)降低雷達(dá)散射截面。同步也在局部構(gòu)型、吸波材料領(lǐng)域取得了一些技術(shù)進(jìn)步,但整體看在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,各國(guó)尚無(wú)法用數(shù)學(xué)的方式去破解隱形飛機(jī)的奧秘,直至烏菲姆謝夫理論的出現(xiàn),才是隱形技術(shù)發(fā)展真正取得突破的一個(gè)歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

保密級(jí)別堪比"曼哈頓"工程"海弗蘭"計(jì)劃

上世紀(jì)70年代,在美蘇爭(zhēng)霸進(jìn)入一個(gè)全新的歷史時(shí)期后,美國(guó)迫切想要獲得對(duì)蘇聯(lián)占據(jù)絕對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),因而開啟了一系列航空科研攻關(guān)項(xiàng)目,其中有一個(gè)絕密的"海弗蘭"研究計(jì)劃,最終催生了F-117隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)。這個(gè)研究計(jì)劃是由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局提出了的,旨在推動(dòng)隱形技術(shù)開發(fā)性預(yù)研工作。在當(dāng)時(shí),美國(guó)邀請(qǐng)了諾斯羅普、麥道、費(fèi)爾柴爾德、格魯門以及通用動(dòng)力五大飛機(jī)制造商參加項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)。

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"海弗蘭"研究計(jì)劃保密程度僅次于曼哈頓工程

"海弗蘭"研究計(jì)劃最終催生了F-117的誕生,這個(gè)項(xiàng)目美國(guó)軍方采取了自"曼哈頓"原子彈工程以來(lái),美國(guó)歷史上最嚴(yán)格的保密措施,其計(jì)劃研究項(xiàng)目是繞過(guò)美國(guó)國(guó)會(huì)撥款程序進(jìn)行的,在后續(xù)的試驗(yàn)中,未來(lái)掩人耳目美國(guó)軍方規(guī)定所有的試驗(yàn)都在夜間進(jìn)行,還專門將試驗(yàn)機(jī)的涂成黑色,因此F-117也就獲得了"夜鷹"的稱號(hào)。

充滿戲劇性的是,"海弗蘭"項(xiàng)目最終中標(biāo)的竟然是沒有被邀請(qǐng)的洛馬公司,其提交的設(shè)計(jì)方案來(lái)自于其旗下的臭鼬工廠,提交的產(chǎn)品有一個(gè)眾所周知的綽號(hào)"無(wú)望鉆石"。這是這個(gè)由八個(gè)三角形平面體組成的最初模型,成就了F-117的獨(dú)一無(wú)二的隱形性能。

來(lái)自蘇聯(lián)的技術(shù):烏菲姆謝夫理論

美國(guó)人在F-117成功之后承認(rèn),F(xiàn)-117設(shè)計(jì)的理論技術(shù)來(lái)源于前蘇聯(lián)的烏菲姆謝夫理論,這一點(diǎn)正好有力駁斥了有關(guān)找爹黨提出的F-117技術(shù)來(lái)源于Me-262的論調(diào)。洛馬之所以能中標(biāo)"海弗蘭"項(xiàng)目,歸功于其旗下的臭鼬工廠航空研究機(jī)構(gòu)對(duì)于來(lái)自前蘇聯(lián)的烏菲姆謝夫理論研究。

所謂的烏菲姆謝夫理論是指,1964年蘇聯(lián)莫斯科無(wú)線電工程學(xué)院首席科學(xué)家彼得···烏菲姆謝夫發(fā)表的《物理理論中的邊緣電磁波繞射方式》學(xué)術(shù)論文,該論文以修正的麥克斯韋程組為基礎(chǔ),推衍出一組可用來(lái)估算給定幾何形狀邊緣電磁波散射的方程式,并示范了如何計(jì)算給定任意二維物體外形的雷達(dá)散射截面的方法。首次提出了一種比較可行的使用數(shù)字方式破解物體外形與電磁波雷達(dá)散射面之間的計(jì)算方法,為后續(xù)優(yōu)化隱形戰(zhàn)機(jī)外形設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)。

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烏菲姆謝夫理論在蘇聯(lián)沒有找到伯樂

烏菲姆謝夫在論文中不僅僅是提出了計(jì)算的方程式,在示范計(jì)算中將其進(jìn)一步細(xì)化到如何計(jì)算物體的面與邊緣的線,同時(shí)還解釋了如何使用計(jì)算機(jī)程序來(lái)解析這組方程式的具體方法。該理論在當(dāng)時(shí)由于學(xué)術(shù)性太強(qiáng)晦澀難懂,而且當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的計(jì)算機(jī)發(fā)展水平也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)將其付諸于實(shí)踐,所以,蘇聯(lián)官方并不認(rèn)為該理論有什么實(shí)際用途,將該理論著述當(dāng)成純粹的學(xué)術(shù)理論刊登在1966年出版的學(xué)術(shù)期刊上。

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烏菲姆謝夫建立了模型,臭鼬工廠的奧維霍爾瑟只是進(jìn)行了進(jìn)一步演算

1971年,美國(guó)空軍系統(tǒng)司令部負(fù)責(zé)收集國(guó)外理論成果的外國(guó)技術(shù)情報(bào)處將1966年刊登的烏菲姆謝夫理論翻譯成英文,隨即引起了臭鼬工廠數(shù)學(xué)家兼雷達(dá)專家丹尼斯·奧維霍爾瑟的關(guān)注,其演算發(fā)現(xiàn)利用烏菲姆謝夫理論模型可以分別計(jì)算出機(jī)翼表面與其邊緣的雷達(dá)散射截面,將這兩組數(shù)據(jù)結(jié)果合并后,就能得出整個(gè)機(jī)翼的雷達(dá)散射截面,以此類推即可準(zhǔn)確的估算出整個(gè)飛機(jī)外形的雷達(dá)散射截面。

經(jīng)過(guò)丹尼斯·奧維霍爾瑟的進(jìn)一步演算,初步將如何計(jì)算飛機(jī)整體外形的雷達(dá)散射截面從理論轉(zhuǎn)換為實(shí)踐,為后續(xù)逆向應(yīng)用最大限度降低飛機(jī)整體雷達(dá)散射截面設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

飛不起的"無(wú)望鉆石"號(hào)

基于丹尼斯·奧維霍爾瑟推演的烏菲姆謝夫理論數(shù)學(xué)模型,在當(dāng)時(shí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人本·里奇的支持下,丹尼斯·奧維霍爾瑟以獲得最小雷達(dá)散射截面為設(shè)計(jì)核心,設(shè)計(jì)出了一個(gè)由八個(gè)三角形平面組成的菱形八面體機(jī)體模型,該模型就是后來(lái)大名鼎鼎的"無(wú)望鉆石"號(hào)初步模型。之所以取名"無(wú)望鉆石",因?yàn)榱庑伟嗣骟w外形就如同鉆石一樣,這樣的違反常規(guī)設(shè)計(jì)的氣動(dòng)布局很多人認(rèn)為根本就飛不起來(lái),所以戲稱為"無(wú)望鉆石"號(hào)。

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進(jìn)行地面測(cè)試的"無(wú)望鉆石"號(hào)

"無(wú)望鉆石"號(hào)出來(lái)后,最先引起了臭鼬內(nèi)部的反對(duì),其中就包括了里奇的前任凱利·約翰遜,甚至還上演了兩人為此打賭25美分的戲碼,凱利·約翰遜認(rèn)為,無(wú)望鉆石號(hào)的設(shè)計(jì)違反氣動(dòng)常規(guī),根本飛不起來(lái),其所謂的隱身特性也不如其主導(dǎo)開發(fā)的D-21偵察機(jī)。與此同時(shí),內(nèi)部還有一部分設(shè)計(jì)師質(zhì)疑這種低雷達(dá)散射截面構(gòu)型的飛機(jī)如何進(jìn)行飛行控制。

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執(zhí)著的約翰遜推動(dòng)了后續(xù)室內(nèi)室外的測(cè)試

為此,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人本·里奇讓丹尼斯·奧維霍爾瑟在內(nèi)部逐一解釋烏菲姆謝夫理論的技術(shù)原理和可行性,并針對(duì)如何操縱飛機(jī)的問題也提出解決方案,那就是使用F-16戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目已經(jīng)取得成功的電傳操控技術(shù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電子液壓制動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)力控制面進(jìn)行每秒數(shù)千次的微調(diào)修正,借以抑制由于構(gòu)型設(shè)計(jì)帶來(lái)的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航三軸先天性不穩(wěn)定的問題,從而協(xié)助飛行員完成飛行控制。

至于凱利·約翰遜提出隱身性能不如D-21的說(shuō)法,那就用實(shí)踐來(lái)證實(shí)。1975年9月14日,約翰遜命人把無(wú)望鉆石號(hào)和D-21的模型分別放進(jìn)微波暗室進(jìn)行低可探測(cè)性測(cè)試,測(cè)試的結(jié)果表明,無(wú)望鉆石號(hào)的隱形效果要比D-21低了近千倍。隨后又展開了室外測(cè)試,將兩款模型用支撐桿置于空中,而后使用一臺(tái)雷達(dá)車由近到遠(yuǎn)進(jìn)行測(cè)試,當(dāng)雷達(dá)車距離模型約600米的時(shí)候,無(wú)望鉆石號(hào)信號(hào)消失。同時(shí)還上演了戲劇性的一幕,一只烏鴉落在無(wú)望鉆石號(hào)模型上,雷達(dá)再次探測(cè)到的信號(hào)竟然是一只烏鴉的信號(hào)。

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測(cè)試地面雷達(dá)探測(cè)到的實(shí)質(zhì)上是一只烏鴉

經(jīng)過(guò)室內(nèi)室外兩個(gè)回合的測(cè)試,無(wú)望鉆石號(hào)的內(nèi)部質(zhì)疑問題被解決了,下一步就是如何將其設(shè)計(jì)成為一款真正的飛機(jī),畢竟無(wú)望鉆石號(hào)只是一個(gè)測(cè)試模型。在解決內(nèi)部質(zhì)疑問題后,本·里奇找來(lái)臭鼬工廠最資深的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師埃德·鮑德溫最終設(shè)計(jì)了一個(gè)機(jī)長(zhǎng)11.58米,機(jī)高2.29米,翼展6.68米,重約5.4噸,機(jī)翼后掠角72.5度的新型飛機(jī),F(xiàn)-117戰(zhàn)斗機(jī)的氣動(dòng)布局初步成型。

各種拼湊出來(lái)的原型機(jī)

由于該項(xiàng)目高度保密,美國(guó)空軍當(dāng)時(shí)只能拿出2000萬(wàn)美元的研制經(jīng)費(fèi)(整個(gè)項(xiàng)目最終耗資達(dá)到65.6億美元),剩余的研制經(jīng)費(fèi)都只能由洛馬公司自籌,同時(shí)美國(guó)空軍還提出一個(gè)與經(jīng)費(fèi)不足相矛盾的要求,那就是在簽約后14個(gè)月美國(guó)空軍要拿到兩架驗(yàn)證機(jī)。俗話講,一分錢難倒英雄漢。在研制經(jīng)費(fèi)少的可憐的大背景下,洛馬為了節(jié)約研制經(jīng)費(fèi),保持項(xiàng)目的進(jìn)度,聰明的設(shè)計(jì)人員想出了一個(gè)折中的辦法,那就是大量采用現(xiàn)役飛機(jī)上的零部件,來(lái)保證完后才能美國(guó)空軍14個(gè)月拿出兩架驗(yàn)證機(jī)的要求。

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美國(guó)空軍要求14個(gè)月拿出兩架原型機(jī)最終造就了各種拼湊出來(lái)的原型機(jī)

于是就有了新型F-117隱形戰(zhàn)機(jī)拼湊大王的風(fēng)騷設(shè)計(jì),其驗(yàn)證機(jī)使用的成熟產(chǎn)品有海軍T-2教練機(jī)的J85-GE-4A型無(wú)加力型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、YF-16A的彈射座椅和電傳操縱系統(tǒng)、F-111的飛控制動(dòng)器、B-52的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、YF-17的平視顯示器以及F-5的起落架等等,除了機(jī)體空殼子之外,幾乎所有的設(shè)備都是來(lái)源于現(xiàn)役機(jī)型,這也成為F-117發(fā)展歷程上的一道獨(dú)特風(fēng)景線,且對(duì)于其綜合技戰(zhàn)術(shù)性能產(chǎn)生先天性的影響。

不僅僅是驗(yàn)證機(jī)如此,在后續(xù)的量產(chǎn)型上也延續(xù)了這一發(fā)展思路。之后的F-117戰(zhàn)機(jī)直接使用或者改裝使用了C-130運(yùn)輸機(jī)的環(huán)境控制系統(tǒng)、F-16A/B的飛控技術(shù)和計(jì)算機(jī)、A-10攻擊機(jī)的彈射座椅以及F-15的起落架等。

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F-117原型機(jī)采用的三色涂裝

1981年,F(xiàn)-117戰(zhàn)機(jī)的1號(hào)機(jī)完后組裝隨后被秘密送往試飛基地。一個(gè)月后,世界上第一款隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)F-117正式定型,同年6月18日,首席試飛員哈兒·法拉利啟動(dòng)三色噴涂的1號(hào)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),8個(gè)月后,2號(hào)機(jī)由美國(guó)空軍肯·戴森中校進(jìn)行了首飛,F(xiàn)-117隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)正式誕生。

無(wú)微不至的"隱身處理"

根據(jù)美國(guó)人自己測(cè)試結(jié)果,F(xiàn)-117的雷達(dá)散射截面積RCS值比一個(gè)普通的飛行頭盔的RCS值還要小。其出色的隱形特性主要來(lái)源于使用了各種吸波材料表面涂層和獨(dú)特的多面體外形設(shè)計(jì),其中菱形多面體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果更加顯著。

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菱形多面體外形設(shè)計(jì)是識(shí)別F-117最直觀的手段

F-117外形與眾不同,整架飛機(jī)幾乎全部是由直線構(gòu)成的,連機(jī)翼和V型尾翼都采用了沒有曲線的菱形構(gòu)型。按照機(jī)載雷達(dá)的和地面雷達(dá)的探測(cè)角大都處于飛機(jī)軸平面的正負(fù)30度角范圍內(nèi)的一般認(rèn)知,設(shè)計(jì)師有針對(duì)性的將飛機(jī)大部分表面的傾角都設(shè)計(jì)成大于30度,如此即可將雷達(dá)的電磁波有效的偏轉(zhuǎn)出去,使其無(wú)法形成連續(xù)的回波,從而避免飛機(jī)本身成為一個(gè)輻射源,這就是外形設(shè)計(jì)反雷達(dá)隱形的本質(zhì)。

F-117的機(jī)身表面和轉(zhuǎn)折處,設(shè)計(jì)師專門將其設(shè)計(jì)成為幾個(gè)使雷達(dá)波集中于平面內(nèi)的窄波束,避免了像常規(guī)飛機(jī)那般的全向散射;該設(shè)計(jì)可以使得兩束波之間的微弱信號(hào)與背景噪聲很難區(qū)別。由于波束本身很窄,以至于雷達(dá)難以接受到持續(xù)的回波信號(hào),從而難以確定有限回波是飛機(jī)目標(biāo)還是瞬變?cè)肼暋?/p>從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

F-117鋸齒狀嵌板特寫

在一些諸如座艙蓋接縫、起落架、內(nèi)置彈艙艙門以及發(fā)動(dòng)機(jī)維修口和機(jī)頭激光照射器等小部件設(shè)計(jì)上,設(shè)計(jì)人員在這些小部件的邊緣也進(jìn)行外形鋸齒狀嵌板處理,就是為了讓雷達(dá)波反射到其他方向,這個(gè)鋸齒的角度也是有講究的,可以設(shè)計(jì)成60度、120度,但絕對(duì)不能設(shè)計(jì)成90度,因?yàn)閮蓚€(gè)相互垂直的面會(huì)讓雷達(dá)波原路返回。因此F-117的鋸齒嵌板設(shè)計(jì)主要方向和機(jī)身的窄波束方向是一致的。

F-117同時(shí)還對(duì)機(jī)身兩側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口進(jìn)行了周密的特殊設(shè)計(jì),用相距1.5厘米的吸波復(fù)合材料格柵屏蔽發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口,防止雷達(dá)波直接照射到具有強(qiáng)烈反射特性的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片上,現(xiàn)代諸如F-22、F-35以及殲-20都采用的是"S"型進(jìn)氣道,正是出于這種考量,俄羅斯蘇-57之所以被貶隱身性差,很重要的一個(gè)原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道處理有限。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

設(shè)計(jì)人員對(duì)F-117發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道進(jìn)行特殊處理

此外,F(xiàn)-117還取消了原來(lái)的垂直尾翼,采用有一定偏角的全動(dòng)式V型尾翼,從而有效降低全機(jī)的RCS值;除此之外,還有內(nèi)置彈艙、可伸縮天線等一系列的優(yōu)化處理細(xì)節(jié)。正是這眾多隱身措施的綜合結(jié)果,F(xiàn)-117獲得了常規(guī)飛機(jī)從未有過(guò)的雷達(dá)隱身性能。

從入"無(wú)人之境"到折戟科索沃

在距離美國(guó)五角大樓公布F-117A存在的13月后,1989年12月19日,美國(guó)空軍第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)的6架F-117從托諾帕空軍基地起飛,途中經(jīng)歷多次空中加油,共飛行18個(gè)小時(shí)前往巴拿馬,正式拉開F-117首次參加實(shí)戰(zhàn)的戰(zhàn)略帷幕。此次主要任務(wù)是攻擊國(guó)防軍兵營(yíng),借以達(dá)到震撼和嚇阻士兵的目的,達(dá)到美軍部隊(duì)以最小的阻力和傷亡解除其武裝的目的;隨后任務(wù)中的兩架F-117A分別在巴拿馬里奧阿托軍營(yíng)各自投下一枚907公斤的激光制導(dǎo)炸彈。

F-117首次大規(guī)模參加實(shí)戰(zhàn)是在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,根據(jù)戰(zhàn)后統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,裝備F-117的美國(guó)空軍第37聯(lián)隊(duì)在空襲的前三周內(nèi),共執(zhí)行了1271架次的攻擊任務(wù),43架F-117A先后投下了超過(guò)2000噸的各類精確制導(dǎo)彈藥,其整個(gè)作戰(zhàn)應(yīng)用中,伊拉克軍隊(duì)的防空雷達(dá)系統(tǒng)始終都沒有探測(cè)到F-117,F(xiàn)-117的隱身性能得到了實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

折戟科索沃的F-117A殘骸

相比前兩次的實(shí)戰(zhàn)行動(dòng),F(xiàn)-117憑借其出色的隱身性能,在作戰(zhàn)行動(dòng)中如入無(wú)人之境,但在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中,F(xiàn)-117隱形戰(zhàn)機(jī)不可戰(zhàn)勝的神話被打破,一架F-117隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中被南聯(lián)盟的地面防空導(dǎo)彈擊落。有關(guān)F-117如何被擊落的說(shuō)法眾說(shuō)風(fēng)云,比較靠譜的說(shuō)法主要有以下幾種:①南聯(lián)盟事先破獲了北約的通訊密碼,②南聯(lián)盟掌握了F-117的出動(dòng)規(guī)律,③純屬偶然擊落,④蘇制米波雷達(dá)可以有效探測(cè)F-117.

綜合上述四種比較靠譜的說(shuō)法,客觀的來(lái)分析,F(xiàn)-117折戟科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)該是由多種因素共同綜合作用下的結(jié)果,目前國(guó)際上也沒有一個(gè)準(zhǔn)確的說(shuō)法,但經(jīng)過(guò)該戰(zhàn)例告訴世人隱形戰(zhàn)機(jī)并不是無(wú)法被偵測(cè)到和擊落的事實(shí),這也是該戰(zhàn)例的主要?dú)v史意義。

F-117帶給我們什么?

回顧世界航空發(fā)展史,隱身是人類孜孜不倦追尋了上百年的一個(gè)目標(biāo),從"鴿"式偵察機(jī)的視覺隱身到Me-262意外獲得的雷達(dá)隱身,科研人員逐步理順了隱形航空器發(fā)展的一個(gè)主要思路,那就是從難以實(shí)現(xiàn)的"視覺隱身"到技術(shù)難度相對(duì)較低的"反雷達(dá)探測(cè)"隱身的路線轉(zhuǎn)變。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

F-117確立了美國(guó)在隱形戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先20年的地位

美國(guó)人在二戰(zhàn)后通過(guò)U-2、SR-71、A-12、D-21以及B-1B等機(jī)型的研發(fā)和探索,逐步在氣動(dòng)外形和吸波材料等領(lǐng)域積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn),在丹尼斯·奧維霍爾瑟看到烏菲姆謝夫理論的價(jià)值之后,將一個(gè)一直制約突破隱形技術(shù)發(fā)展的數(shù)學(xué)解釋問題解決,催生了以氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)隱身為主的F-117隱形戰(zhàn)機(jī)項(xiàng)目,正式開啟了人類航空發(fā)展史隱形技術(shù)新篇章。

講到這里,F-117的第一個(gè)深遠(yuǎn)影響引申出來(lái)了:F-117的成功,為后續(xù)美國(guó)開發(fā)出領(lǐng)先世界幾十年的B-2隱形轟炸機(jī)、F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。F-117的秘密發(fā)展,使得美國(guó)率先破解了有關(guān)戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)隱形的技術(shù)奧秘,憑借F-117積累的寶貴經(jīng)驗(yàn),美國(guó)創(chuàng)建了一整套隱形戰(zhàn)機(jī)研發(fā)體制,將F-22隱形戰(zhàn)斗機(jī)的RCS值降到0.01平米,就算是在今天F-22也是隱身戰(zhàn)機(jī)中隱身性能最好的一款飛機(jī),美國(guó)能有此成就,"海弗蘭"研究項(xiàng)目功不可沒。

第二個(gè),F(xiàn)-117在氣動(dòng)布局上打破常規(guī),為后續(xù)飛翼式氣動(dòng)布局普及化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。F-117原型機(jī)之所以被稱為"無(wú)望鉆石"號(hào),就是在當(dāng)時(shí)很多飛機(jī)設(shè)計(jì)師眼中,這種菱形多面體構(gòu)型的飛機(jī)根本飛不起來(lái),其和當(dāng)時(shí)掌握的氣動(dòng)知識(shí)背道而馳。得益于美國(guó)在F-16研制項(xiàng)目中取得電傳操控技術(shù)的突破,最終F-117成功飛上了藍(lán)天,這也為后來(lái)類似B-2隱形轟炸機(jī)這種飛翼式氣動(dòng)布局飛機(jī)的普及化應(yīng)用摸出了一條可行的發(fā)展之路。

從無(wú)望鉆石到各種拼湊,夜鷹敲開隱形科技大門,自此技術(shù)領(lǐng)先20年

航展上展出的國(guó)產(chǎn)YLC-8B反隱身雷達(dá)

最后,F(xiàn)-117在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中的折戟案例為后續(xù)反隱身技術(shù)發(fā)展起到啟蒙性作用。盡管有關(guān)科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中,南聯(lián)盟是如何實(shí)現(xiàn)擊落F-117的各種說(shuō)法繁多,但是有一點(diǎn)可以肯定的是,傳統(tǒng)的米波對(duì)于這種針對(duì)短波段雷達(dá)隱身的隱形戰(zhàn)機(jī)有一定的探測(cè)能力。我國(guó)早在2013年就已經(jīng)多次實(shí)現(xiàn)某型米波雷達(dá)對(duì)F-22這種隱身戰(zhàn)機(jī)的探測(cè)與跟蹤,用實(shí)際行動(dòng)證實(shí)了這種方法的可行性。追根溯源,還是南聯(lián)盟的那個(gè)戰(zhàn)例為后續(xù)世界反隱身技術(shù)發(fā)展提供了一個(gè)啟蒙或者借鑒作用,打破了隱形戰(zhàn)機(jī)無(wú)法被偵測(cè)和擊落的神話。

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