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        隱形飛機誕生記

        2019-01-06 03:38:45
        小學科學 2019年12期
        關鍵詞:超級計算機外形隱形

        提起隱形戰(zhàn)機,很多人都如數家珍:F-22、B-2、F-35、SU-57……當然,還有咱們中國的殲-20?;蛟S,世界上第一架隱形飛機早已被人們遺忘,對,就是F-117“夜鷹”。雖然它已經徹底退役,但它的誕生過程,能夠為我們揭曉隱形飛機是如何發(fā)明的。

        雷達逼出來的

        第二次世界大戰(zhàn)時期,雷達技術嶄露頭角,成為遠距離探測的中堅力量。到了戰(zhàn)后,各國防空雷達與防空導彈系統(tǒng)進入高速發(fā)展期,雷達發(fā)出的電磁波織就了一張無形的監(jiān)視網,將空中一切飛行物盡收眼底??此茝V闊無垠的天空,對戰(zhàn)斗機來說一下子變得危機四伏。

        怎么辦?

        俗話說“你有張良計,我有過墻梯”,能夠躲避雷達探測的“隱形”飛機的研發(fā)隨即被提上了日程。而最早有能力進行這種研發(fā)的國家,當然是財大氣粗的美國。但是,美國人的隱形理論又是從哪兒來的呢?

        蘇聯(lián)人的遺憾

        1964年,一位名為彼得·雅克列維奇·烏菲莫切夫的蘇聯(lián)數學家在《莫斯科學院無線電工程學報》上發(fā)表了一篇名為《物理衍射理論中的邊緣波行為》的論文。

        這篇論文中首次提出:物體對雷達電磁波的反射強度和物體的尺寸大小沒什么關系,但和物體的邊緣形態(tài)有關系。烏菲莫切夫同時還提出了如何計算飛機表面和邊緣的雷達反射面。這樣一來,可以設想,即使是一個很大的飛機,仍然可以通過合理的設計來極大地削減其反射出的雷達信號的強度,從而使飛機在雷達屏幕上實現(xiàn)“隱身”。

        哎呀,這么厲害的理論,蘇聯(lián)人一定很重視吧?

        恰恰相反,烏菲莫切夫的理論根本沒有引起蘇聯(lián)軍方的足夠重視。原因?很簡單,蘇聯(lián)人認為,要想實現(xiàn)烏菲莫切夫的隱身理論,飛機的外形就會變得奇形怪狀,不符合空氣動力學,這樣的氣動外形難以保證飛行安全,更不利于飛機做出令人眼花繚亂的機動動作。

        于是,這個劃時代的理論被埋沒,蘇聯(lián)人的遺憾就此注定。

        還是美國上

        隱形飛機的歷史注定要由美國人書寫。

        1975年,美國國防部先進研究項目局正式啟動了隱形飛機的研發(fā)項目,代號“海弗蘭”。計劃初期,一切都……很不順利。理論上如何躲避雷達波,美國人大概心里有數,但是具體如何實現(xiàn),怎樣計算,他們可真的沒譜。再加上那個年代的計算機性能有限,想要計算出一組最優(yōu)的幾何數據來,真是難住了美國的軍事技術專家。

        這時候,蘇聯(lián)人的“助攻”來得恰到好處。

        負責研發(fā)隱形飛機的美國洛克希德公司有一位工程師,名叫丹尼斯·奧瓦霍塞,他無意中發(fā)現(xiàn)了烏菲莫切夫那篇被埋沒的論文,簡直如獲至寶。于是,在奧瓦霍賽的帶領下,研發(fā)團隊應用烏菲莫切夫的理論,編寫了一個名叫“回聲”的計算機程序,并找到當時世界上計算能力最強的“克雷-1”超級計算機運行計算,希望徹底解決外形參數的計算問題。

        不得已的妥協(xié)

        雖然“克雷-1”已經是當時最好的超級計算機,但對于隱形飛機外形的計算還是顯得力不從心,因為當時的計算機還遠遠無法計算過于復雜的曲面數據??磥?,為了降低計算機的工作量,必要的妥協(xié)是不可避免的。

        奧瓦霍賽和分析數學家比爾·施羅德提出,能不能將飛機設計成多面體,從而規(guī)避復雜的曲面運算?這個想法最終獲得了認可,“絕望鉆石”方案誕生。經過緊鑼密鼓的推進,整個項目終于明朗起來。

        “海弗蘭”原型機在1977年首次試飛。第二年,美國國防部決定正式開始生產隱形戰(zhàn)斗機,并定名為F-117A。此后,又經過幾年的改進,最終,第一架成熟的F-117A在1981年交付美國空軍,很快形成作戰(zhàn)能力。

        此時,距離蘇聯(lián)人“大方”地拋棄烏菲莫切夫的理論,已經過去了17年。

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