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原地踏步 原地踏步
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  • 逞强, 逞强,

    “隐身”指的是飞机利用特殊气动外形以及机身上覆盖的特殊吸波材料,降低雷达、红外等特征信息,使敌方的各种探测设备难以发现飞机的能力。隐身技术的发展实际上是围绕两方面来进行的,其一是雷达反射面积(rcs)如何判断和计算,第二就是如何设计能够有效降低雷达反射面积的气动外形,如何开发降低红外、电磁特征的技术手段。(**飞机示意图)
    二战时期,英国率先将雷达投入实战,在不列颠空战中,雷达发挥了极其重要的作用,为英国空军提供了大量德国空军的空情信息。雷达技术的成功让各国开始对如何规避**究产生了浓厚兴趣,到了二十世纪四十年代,有人提出了雷达反射面积(rcs)这一概念,用它来表示物体对雷达波散射的程度,雷达反射面积越大,物体对雷达的反射越强,反射越强的物体当然也越容易被雷达发现。尽管rcs的概念逐渐变得清晰,但是它的实用却有着不小的困难,因为当时人们还没有办法准确计算不同外形物体的rcs。早期的隐身技术研究,更多的还得依靠经验和实验,这使得相关研究既耗时又费力,所以早期的实验研究多带有盲目性,进展也比较缓慢。1962年**人乌菲姆谢夫根据前人理论,率先提出物体对雷达波的反射强度与物体边缘布局有关,并且复杂物体的雷达反射场可以模拟成众多小平面反射场与所有边缘电流的总和,于是rcs有了明确的计算方法。然而不幸的是,**当局对隐身技术并不感兴趣,也没有重视,反倒是美国人看到了它的价值,并根据这套理论研制出了rcs的计算模拟工具,进而奠定了美国在隐身技术领域的地位。(乌菲姆谢夫教授)
    二战末期德国就已经开始了低rcs战机的研究,其中以horton go.229最为有名。它首次采用了飞翼机构型,其进气道和尾喷口思路的设计思路与现代隐身战机基本吻合。二战结束后,美国获得了该机的部分资料,并且进行了相关测试研究,进而研制了xb-35飞翼机。不过由于当时的技术条件无法解决飞机稳定性和操纵性问题,这一项目很快被放弃。因为缺乏rcs模拟技术,美国人选择了覆盖吸波材料的方法进行雷达隐身尝试,代表机型为u2侦察机。不过随着冷战双方防空力量越来越强,u2的尝试并不成功,先后被击落了7架。随后美国开始研究翼身融合设计与吸波材料相结合的隐身方式,据此设计了sr-71黑鸟侦察机。不过黑鸟并没有对发动机、进气道等位置和红外特征进行遮挡,这导致它在高速飞行还是很容易被发现。这一点在b-1b轰炸机的研制中得到了优化,除了翼身融合技术以及覆盖吸波材料外,b-1b轰炸机还采取了内置弹舱,浅s进气道,遮挡发动机叶片等技术手段,这使得b-1b的rcs大幅度减小。(二战末期德国研制的horton go.229飞翼机)
    (美国研制的xb-35重型轰炸机)
    (u2侦察机)
    (sr-71采用了翼身融合技术与吸波材料的方式降低rcs)
    到了70年代,随着rcs计算模拟技术的发展,计算机辅助设计隐身战机时代悄然来临。在之前气动外形设计的基础上,美国人用平坦表面将雷达波弹开,再将这些平面组合起来,进而得到rcs很小的飞机。在rcs计算机模拟软件的帮助下,基于这种思路美国人研制出了f117战斗机。该机完全依靠气动外形进行隐身,采用钻石状多面体菱形的外形设计,整架飞机就像多块菱形拼起来的一样。f1**量采用成熟设计,对发动机的红外特征和进气道进行了遮蔽,并且采用了无加力涡扇发动机,还进行了消音处理,为降低自身电磁辐射,甚至连雷达都没有安装。这些措施让f117的正向rcs只有0.025平方米,于是它也成为了世界上第一款实用型的隐身战机,在海湾战争、阿富汗战争、**战争等多场局部战争或军事行动中,取得了良好的战果。(f117采用了钻石状多面体菱形外形设计,配合多种隐身措施,取得了良好的隐身效果)
    f117虽然被称为战斗机,但它实际上还是轰炸机,无法进行空战,但是作为轰炸机,它的载弹量和航程又有限,难以满足需求,所以美国又想起了当年的飞翼机。利用先进的电子飞控软件系统,解决了飞机翼稳定性和可控性不足的问题后,美国研制出了b2轰炸机。该机从红外、雷达、视觉、听觉等多个方面都做到了低可探测性,并且具备了高航程、高载弹量的要求。b2的发动机、进气道、尾喷口等敏感部位都作了遮挡处理,隐身涂层也与之前相比也有了很大的进步,直到现在这款单价高达20亿美元的b2依旧是世界上最好,也是唯一的隐身轰炸机。(b2隐身轰炸机)
    进入90年代后,第三代战斗机开始普及,美国空军更是认为隐身战斗机才是未来战斗机的发展方向。根据之前的设计经验,美国空军开始研制隐身战斗机,但与隐身轰炸机不同的是,战斗机还需要具备超机动性、隐身能力、超音速巡航等能力。为此,新一代隐身战斗机采用了凹凸曲面菱形、全线长棱边、菱形机翼、 v字形垂尾、内置武器弹舱的机身设计,以兼顾雷达及红外特性的隐身。在这种思想下,f22和f35应运而生。(f22战斗机)
    (f35**偶记)
    三代战机的隐身设计主要还是通过将机身上高rcs部分进行优化设计,来降低被**到的概率。而目前具备研制隐身战斗机能力的**只有美**三国,美国无疑是其中的佼佼者,他们的技术最为雄厚。俄罗斯继承了**的技术基础,但是受经济低迷的拖累,其电子技术比较落后,加之俄罗斯人对隐身技术的理解与美国不同,所以俄罗斯的隐身战机发展较为缓慢。随着技术的积累,**已经走出了自己的技术风格,歼20战斗机的服役,也标志着我国在隐身战机领域取得了巨大的进步,开始走向世界领先水平。(俄罗斯苏57战斗机)
    (歼20战斗机)

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