隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

1989年12月20日,在代號『正義入侵』的行動中,美軍突襲巴拿馬。6架隱形戰機,向敵方軍營投下了兩枚907公斤的激光制導炸彈。經此一役,隱形小殺器夜鷹F-117初露鋒芒,而此前它的研發一直是美國的最高機密。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

上世紀70年代初,處在冷戰中的美軍希望開發一款戰機,能躲開防空系統,攻擊蘇聯腹地。直到70年代中期,洛克希德公司的臭鼬工廠加入了隱形戰機的研發,一眾高端極客、搞機狂魔,設計出了長相怪異,令人大跌眼鏡的夜鷹F-117,第一架真正意義上的隱形戰機才霸氣亮相。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲造型科幻的F-117

F-117為什麼能隱形,因為雷達很難探測到它。由於光和電磁波其實是一種東西,所以,雷達的發射機就像一具探照燈,雷達的接收機就像偵察兵的眼睛。只不過用的不是可見光,而是電磁波。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲雷達探測飛機原理就和探照燈一樣

只不過電磁波是不可見光

電磁波相比於可見光,波長更長,在充滿塵埃的大氣中傳播時損失率更小,因此能探測更遠的距離。所以自二戰起,雷達一直是軍事領域遠程“開眼”的主要設備。然而雷達所探測的電磁波,很多屬性跟可見光卻是一樣的。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲漫反射才能看清全貌

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲鏡面反射完全看不見,就能實現隱形

只有漫反射物體的表面,才能讓人看清其全貌,一旦進入鏡面反射,大部分角度,你只能兩眼一抹黑。另外,將物體表面塗成吸光、或者吸收電磁波的“黑色”,也能達到看不見的效果。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

F-117黑又方的外形就是基於這兩種隱形原理所設計的。另外關於方面的角度問題,還需要注意一點,就是儘量避免垂直面。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲垂直尾翼會極大增加雷達反射

所以隱形戰機都採用傾斜垂尾設計

比如F-15的垂直和水平尾翼成90度夾角,這樣電磁波照上去就是個“萬向發射器”,就像自行車尾的反光燈一樣,很容易造成醒目的信號點。所以F-117的尾翼就是用了斜角佈置,同理,之後的F-18、F-22的垂直尾翼都斜了一定角度,以增加隱形效果。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲F-117機體角度可以將電磁波反射到威脅區外

F-117為了極限的隱形效果,機體被設計成了有稜有角多面體的組合,且每個平面都與垂直面夾角大於30°,以便可以把電磁波反射到威脅區外。不過這種外形,顯然不符合正常飛機的空氣動力學佈局。這使得F-117飛行時始終處於不穩定狀態。好在新鮮登場的機載計算機可以自動修正機體飛行姿態。從而令磚頭似的F-117最終飛上了天。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲黑夜中的夜鷹

1990年,36架F-117飛抵中東,出戰海灣。在夜幕的籠罩下,夜鷹戰機悄然臨境,首次執行任務就摧毀了巴格達周圍26處重要目標。伊拉克3000多門防空炮火,向夜空噴吐烈焰,夜鷹卻跳起黑暗的舞蹈,穿梭其間,像一柄黑色的匕首,直插敵人心臟。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

F-117扔在巴格達防空司令部的第一顆炸彈,讓薩達姆心驚膽寒,也昭示了技術實力在戰爭中的決定性作用。夜鷹戰機在伊拉克上空暢行無阻,世界各國怕也是坐立難安,紛紛將研發隱形戰機的任務提上了日程。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

1993年12月,B-2幽靈隱形轟炸機開始裝備美軍部隊。作為世界上最貴的隱形大炸B,單位造價超過20億美金,至今只生產了21架,可謂美國的國之重器。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲B2轟炸機採取平行設計原則

可以把雷達波反射到2個特定的安全區

如果從上方進行觀察,可以看到,B-2的機體應用了平行設計原則。機翼前後緣平行;各種接縫鋸齒化後,同樣平行。整個機體所有稜邊只有兩個朝向,雷達波照過來,只會反到兩個預定的安全區。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲B-2的隱身原理

不僅如此,B-2的良好隱身性能更是源於它的整體佈局。一般戰機的基本佈局有正常式、無尾式、鴨式等。而B-2則將機身機翼融為一體,設計成了飛翼佈局,根據越水平越安全的道理,顯然有利於隱身效果最大化。

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲1999年5月8日,B2轟炸了中國南聯盟大使館

隱形戰機究竟要怎麼設計才行?為什麼F117和B2長得完全不同

▲悲痛欲絕的親人

隱形戰機是先進的,但並不是無敵的,1999年3月27 日夜,北約一架執行空襲任務,編號為AF-82-806的F-117就被南聯盟用蘇制“薩姆3”防空導彈擊落。儘管有著偶爾玩脫的事故,但總體來說,隱形飛機還是在幾次局部戰爭中表現出了壓倒性的優勢。

相關推薦

推薦中...