飛羽社
如果要問目前最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)有哪些,那么答案一定是第五代隱身戰(zhàn)機(jī)。相較于第四代戰(zhàn)機(jī),這里說的“隱身”并非肉眼不可見,而是讓探測(cè)設(shè)備——主要是雷達(dá)“看不見”。
如何讓雷達(dá)“看不見”?
飛機(jī)如果要對(duì)雷達(dá)“隱身”,那就需要在受到雷達(dá)電磁波照射時(shí),盡量讓更少的電磁波被反射回雷達(dá)的方向。
想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),首先要給戰(zhàn)機(jī)穿上一層特殊的衣服,也就是隱身涂層。
這種特殊的涂層中含有大量鐵氧體——也就是生活中常見的磁鐵。電磁波照射隱身涂層時(shí),其中含有的磁性材料就會(huì)利用磁損耗效應(yīng)吸收電磁波并轉(zhuǎn)換為熱能。
但隱身涂層往往只能吸收掉一小部分雷達(dá)所發(fā)射的電磁波,如果想要達(dá)到較好的隱身效果,主要還得依靠外形設(shè)計(jì)。
在隱身外形設(shè)計(jì)中,最常見的辦法就是將飛機(jī)上的表面和棱邊都設(shè)計(jì)得盡量平直,且要相互平行,我們將其稱為“平行原則”。
我們以美國F-22“猛禽”戰(zhàn)機(jī)為例,它機(jī)身前部的大部分棱邊都與機(jī)身對(duì)稱線有約132°的夾角,這樣雷達(dá)從戰(zhàn)斗機(jī)正面射來的雷達(dá)波,大部分就會(huì)被反射到側(cè)面約84°的方向。
只有在飛機(jī)轉(zhuǎn)向,使得棱邊與電磁波射入方向垂直時(shí),才會(huì)有大量回波被反射回雷達(dá)的方向,但在戰(zhàn)機(jī)不斷機(jī)動(dòng)的過程中,出現(xiàn)這種情況的概率非常小,故而可以忽略不計(jì)。
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雷達(dá)是一種靠電磁波確定目標(biāo)位置的探測(cè)設(shè)備,它通常包括一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)。發(fā)射機(jī)會(huì)向天空中發(fā)射電磁波,當(dāng)飛行中的目標(biāo)碰上電磁波時(shí),會(huì)把電磁波反射向不同的方向,而和電磁波飛來的方向垂直的機(jī)體表面,就會(huì)把電磁波沿著原路反射回去,從而被接收機(jī)接收到。根據(jù)回波的方向和飛行的時(shí)間,雷達(dá)就可以得到目標(biāo)的位置。
① 龍勃透鏡
是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的電磁波透鏡,它可以將單一方向射入的雷達(dá)電磁波反射向各個(gè)方向,放大電波。這與隱身外形設(shè)計(jì)起到相反的作用。
打個(gè)比方,你可以把飛機(jī)想象成一面鏡子,而雷達(dá)則是一個(gè)手電筒。不隱身的飛機(jī),就像一個(gè)形狀不規(guī)則的哈哈鏡,當(dāng)你用手電筒照射它時(shí),總會(huì)有一部分和光束垂直的鏡面,把刺眼的光芒反射回你的眼睛。而隱身飛機(jī),就像一個(gè)斜著放置的平面鏡子,當(dāng)你用手電筒照射它時(shí),幾乎所有的光都會(huì)被反射到其他方向。這就是戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)敵軍雷達(dá)實(shí)現(xiàn)“隱身”的原理。
但我們要注意,經(jīng)過隱身設(shè)計(jì)的戰(zhàn)機(jī)并不是完全不會(huì)被發(fā)現(xiàn),只是大大縮短了被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的距離,因此“隱身”實(shí)際上是“低可探測(cè)性”。
戰(zhàn)機(jī)“隱身”了,但己方可見
除了需要避免被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)外,隱身戰(zhàn)機(jī)還需要小心紅外探測(cè)系統(tǒng)和被動(dòng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)。前者能探測(cè)到戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的尾焰熱量以及蒙皮與空氣摩擦產(chǎn)生的熱量,后者則能探測(cè)到戰(zhàn)機(jī)通訊系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)。
目前并沒有特別好的方法來降低戰(zhàn)機(jī)的紅外信號(hào),因此即便是第五代戰(zhàn)機(jī),也無法做到對(duì)紅外探測(cè)系統(tǒng)“隱身”。而對(duì)付被動(dòng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的方法則是使用定向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),這一系統(tǒng)只會(huì)向友軍的方位發(fā)送一個(gè)角度非常窄的通訊波束,大大降低了通訊信號(hào)被截獲的概率。
除此之外,你有沒有好奇過,“隱身”后的戰(zhàn)機(jī)平時(shí)如何與己方聯(lián)系呢?
在和平時(shí)期,戰(zhàn)機(jī)可以通過掛載龍勃透鏡①,使得己方的雷達(dá)能夠發(fā)現(xiàn)自己。
從外形設(shè)計(jì)、“隱身”涂層到龍勃透鏡、定向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)……這些技術(shù)加在一起,就能讓第五代隱身戰(zhàn)機(jī)在敵軍面前“隱身”,在友軍面前“顯形”,從而形成態(tài)勢(shì)感知優(yōu)勢(shì)。而掌握了態(tài)勢(shì)感知優(yōu)勢(shì)的一方,就有機(jī)會(huì)搶占先機(jī),先發(fā)制人!
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2023年5期