隐形战机通常是指在
电磁、
可见光、
红外、
声学等方面难以
探测或
跟踪的战机,其中最主要的就是电磁隐形。
技术原理
隐形战斗机是指
雷达一般探测不到的战斗机。其原理是指战斗机机身通过结构或者涂料的技术使得雷达反射面积尽量变小。雷达是靠发射电磁波然后检测反射回来的信号,再通过信号的放大进行工作的,所以就存在反射面积的大小问题。隐形战斗机则是通过特殊结构设计使得雷达波出现
漫反射和通过特殊涂料吸收雷达波使得反射面积在
雷达天线检测下只有零点几个平方米。
隐身战斗机能通过各种技术大幅度削弱敌方的探测效果,利用隐身性能,隐身战斗机可以对非隐身战机形成压倒性的绝对优势,能轻松突破敌防空火力网遂行精确打击任务。隐身战斗机最为关键的隐身是雷达隐身,除此之外还有红外隐身与射频隐身。总体而言,战机隐身技术是一个庞大又复杂的系统工程,世界上成功研发隐身战斗机的也仅有美国、中国、俄罗斯三个国家。
雷达探测是最常用的探测手段,隐身战机要通过精心设计的外形和特殊的隐身涂料来降低自身的雷达散射截面积(RCS),即减小反射回敌方雷达波的强度。首先,隐身飞机要最大程度地将雷达波反射至其他方向,采用翼身融合的结构,放缓机身结构的过渡,减小飞机机身易反射雷达波的尖角和平面。采用向外倾斜的垂尾、腹鳍,传统的天线、传感器要尽可能内置,保证机身表面的平整。相比非隐身战机,隐身战斗机具有专门设计的弹舱,将弹药内置挂载,弹舱与起落架舱采用锯齿状设计。除了飞机外形,隐身飞机还会使用S形进气道,遮挡发动机叶片,削弱进气道对雷达波的反射。
根据能量守恒原理可知,雷达波的能量并不会消失。降低隐身战机一个方向的雷达波反射强度,势必会增强其他方向的反射强度,同时,一些机身过渡的部位也是较强的雷达波反射源。仅依靠外形设计达到预期的隐身效果是不现实的,隐身飞机还需要特殊的隐身涂料来削弱雷达波的反射。隐身材料的种类有很多,基本是将雷达波的能量转化为其他形式的能量消耗掉,或者对雷达波通过干涉的方式降低其强度。
除了降低雷达探测的隐身设计,隐身战机还要注重红外隐身与射频隐身。红外探测技术的发展今非昔比,降低飞机的红外辐射越来越关键。隐身飞机一般会将尾气进行冷却处理后再排出,同时在结构设计上对发动机喷口的热量采取屏蔽处理,另外,一些红外隐身涂料也能够抑制飞机整体的红外辐射。
组成结构
隐形战机被形象地喻为“空中幽灵”,它们行踪诡秘,能有效地躲避雷达跟踪。多亏有了能吸收雷达波的“隐形”材料,才使隐形战机能轻而易举地从雷达眼皮底下逃之夭夭。
隐形轰炸机的
雷达吸波材料可通过阻止反射无线电波来干扰雷达系统。雷达吸波材料多种多样,其中包括非共振磁性雷达吸波材料和共振雷达吸波材料。由非共振磁性雷达吸波材料制造的涂料含铁酸盐粒子,可将轰炸机表面“吸收”的雷达波作为热量散发掉。这种材料可降低
雷达的“可见度”,并可在一个宽广的雷达波频率范围内使用。
共振雷达
吸波材料则只在一个很窄的频率范围内有效,不过只要雷达波频率在该材料的设计范围内,它的效率就非常高。经计算,这种材料的厚度与雷达波的波长一致时,就能像被“调谐”了一样可吸收特定频率范围的信号。
就像海绵只能保存一定量的水一样,
隐形材料理论上也只能储存和散发有限的雷达波能量。然而在实验室条件下,工程师们以大大超过实际生活中会遭遇的雷达波能量检测隐形材料,以确保隐形材料在实际使用过程中的有效性
主要型号
世界首架
隐形战斗机F-117A是
洛克希德公司于20世纪80年代为美空军秘密研制的第一代隐形战斗机。也是世界航空史上的第一架隐形战斗机。
1975年,洛克希德-马丁公司的臭鼬工厂开始该战机的研发,并于1983年完成了研制。其多棱角外形设计有助于散射雷达波;由于飞行员头盔都可增加雷达标记,F-117全身都涂装了吸波材料。然而,该项目的高度机密性使得空军直到1988年才承认它的存在。该战机在第一次海湾战争中得到了广泛应用,空军于2008年正式让F-117退役。
F-117是军用航空史上的一次伟大革新。凭借隐身性能所带来的优势,F-117可以轻易突破敌防空火力网,悄无声息地飞至作战区域,将精确制导武器准确投放、摧毁目标。等到敌人反应过来时,F-117早已成功飞离,整个作战过程安全、高效,几乎不会遇到有效的阻拦。作为人类首架投放于战场的隐身战机,F-117在作战行动中展现出了空前高效的作战效益,隐身性能的强大威力也深深震撼到了世界各国。
由于奇特的外形设计,在研制和试飞时曾在相当长时间内,被当作“空中飞碟”和“
不明飞行物”。
1990年美军入侵巴拿马,该机首次用于实战,但命中率很差。
1991年
海湾战争中,36架曾出击达1270次的F-117A隐形战斗轰炸机都没有被击中,并且都能准确地进行超低空投弹,轰炸了设防严密的伊军战略目标80个。在作战中不易被发现和攻击。
该飞机由两台发动机推进,每台推力4900斤,机长13.7米,翼展11.8米,升限1.5万米,最大起飞重量23吨,
航程1287公里。
在
北约对南联盟空袭作战中,1架F-117A隐形战斗机于当地时间3月27日晚上9时(北京时间3月28日凌晨4时)在
贝尔格莱德以西60公里的
沙巴茨与鲁马之间的地区被南联盟军队发射的SA-3击落,随后坠毁在贝尔格莱德以西40公里的布贾诺伏契村附近。从此打破了不败的神话。
美国
B-2
B-2隐形战略轰炸机是
冷战时期的产物,由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1981年开始制造原型机,1989年原型机试飞。是美国第二代
隐形轰炸机绰号“幽灵”外形像一个飞镖。是世界上现役最贵的飞机。
诺斯罗普·格鲁门B-2隐形战略轰炸机,绰号“幽灵”。是由由诺斯洛普和波音公司联合麻省理工学院为美国空军研制的执行战略核/常规打击任务的低可侦测性飞翼式轰炸机。
B-2是当今世界上唯一一种的隐身战略轰炸机,隐身能力能够使它安全穿过严密的防空系统进行攻击。B-2的隐身并非仅局限于雷达侦测层面,也包括降低红外线、可见光与噪音等不同讯号,使被侦测与锁定的可能降到最低。
B-2在空中不加油的情况下,作战航程可达1.2万千米,空中加油一次则可达1.8万千米。每次执行任务的空中飞行时间一般不少于10小时,美国空军称其具有“全球到达”和“全球摧毁”能力。
F-22
F-22隐形战斗机 是美国洛克希德-马丁公司和波音公司联合研制的21世纪隐形战斗机。它的特殊设计同时兼顾了机动性和隐身性能,机载设备信息处理能力强大,并具有超音速巡航能力。1985年9月美国空军就新世纪战斗机计划展开招标,洛克希德/波音/通用动力联合小组的YF-22方案和诺斯罗普/
麦道的YF-23方案得标。1990年9月,YF-22开始试飞。1991年4月23日,美国空军宣布YF-22战胜YF-23,成为新世纪战斗机的蓝本。1997年2月,F-22第一架原型机首飞。
F-22“猛禽”战斗机是由美国洛克希德·马丁和波音联合研制的单座双发高隐身性第五代战斗机,也是世界上第一种进入服役的第五代战斗机。F-22于本世纪初期陆续进入美国空军服役,以取代上一代的主力机种F-15鹰式战斗机。F-22被公认为现代十大战斗机第一名。洛克希德·马丁公司宣称,猛禽的隐身性能、灵敏性、精确度和态势感知能力结合,组合其空对空和空对地 作战能力,使得它成为当今世界综合性能最佳的战斗机。
F-35
F-35隐形战斗机是美国最新研制的单座单发战斗机,由洛克希德公司研制生产,1999年首飞,如果能够被美国军方选中,该机将经过约10年的研制和发展计划,以便成为美国空军、海军陆战队、海军和
英国皇家海军各自所需的战斗机。该机长13.72米,翼展11米,空重10000—11000公斤,载油量6800—7200公斤,最大载弹量6000—7700公斤,最大起飞重量22500—23000公斤,
作战半径1100公里,动力装置是普拉特·惠特尼公司的F119—PW—100涡喷发动机。该机有空军型、海军型、陆战队型,其中F-35B战斗机是世界上第一架超音速
垂直起降战斗机。
中国
中国新一代隐形战斗机 歼-20试飞成功
据央视报道,2011年,成都的网友1月11日目击并拍摄到了据称是中国歼-20隐形战斗机的一组照片,照片配发的说明显示,
歼-20隐形战斗机于11日中午12时50分左右,进行首次空中飞行测试,13时05分降落。
中国国防部外事办公室副主任
关友飞就歼-20战斗机试飞问题表示,中国发展武器装备不针对任何国家和特定目标,也不针对
美国国防部长盖茨访华,是正常的工作安排。
歼-31是
沈阳飞机工业集团研制的最新一代(欧美旧标准为第四代,新标准以及俄罗斯标准为第五代)双发中型隐形战斗机,代号“鹘鹰”,其采用双发、单座、固定双斜
垂尾、无
鸭翼、
蚌式进气道。援引2012年的相关报道猜测主要用途有三种:一是与中国重型隐形战斗机
歼-20形成高低搭配;二是拟推出的
隐形战机出口型号;三是发展为替代歼15战斗机的新一代隐形
舰载战斗机。2012年10月31日上午10时32分,
歼-31成功首飞。中国成为世界第二个同时试飞两种五代机原型机的国家。
2024年11月,人民空军公开歼-35A,中国空军将同时拥有两款隐身战斗机——歼-20和歼-35A,是继美国空军装备F-22和F-35之后,全球第二个同时装备两款隐身战机的国家。
歼-35A空军型飞机,是由中国航空工业集团沈阳飞机设计研究所研制、中国航空工业集团沈飞公司生产的新一代隐身多用途歼击机,采用气动、结构与隐身一体化设计。
歼-35A是中国航空工业集团自主研制的新一代隐身战斗机,采用总体/气动/隐身一体化设计的单座、双发、翼身融合、双后掠外倾垂尾、全动平尾的正常式布局,是隐身与反隐身作战体系的规模组成力量,以制空作战为主,兼顾对面作战。主要遂行夺取并保持制空权任务,打击敌方三/四代战斗机、地面/海上防空力量,拦截敌方战斗机、轰炸机、巡航导弹等空中目标。
歼-35A还需要具备新的作战能力。平台隐身和飞行能力是基础。新的作战能力与信息化、智能化领域的科技进步,包括计算机技术、网络技术、传感器技术、开放式架构、数据融合、人工智能等技术进步取得的新成果密切相关,使飞机有全新的能力,去适应新的战场。
日本
日本ATD-X隐形战斗机实际上是F-22的翻版,整个外形几乎一模一样,配备两台具有矢量推力的发动机,虽然看不到武器,但所有武器似乎也是内置的。
20世纪90年代末,日本曾成功地与美国联合研制了类似美军
F-16的日本F-2隐形战斗机
喷气战斗机。2007年2月,美国最先进的F-22第一次海外部署日本
冲绳,就与日本战斗机F-15进行了第一次联合演习,给日本方面“亲身体验”留下了绝佳机遇。日本拥有了研制
隐形战机的良好技术基础。
法国在雷恩附近建立了世界最大的
雷达反射截面室内测试场,可以测试任何战机的雷达反射截面,以了解其遭到
雷达探测后的信号大小。2005年9月到11月之间,日本隐形战斗机模型就秘密运到法国,进行了一系列隐形效果的测试,包括整个雷达反射截面、机体吸波性能和发动机
红外辐射等。
俄罗斯
T50是俄罗斯为了应对美国隐形战机的压力由苏霍伊公司融合
苏-47和
米格1.44战斗机的技术,制造出了T-50原型机。由2010年1月29日首次试飞,该机试验机代号为Т-50,出口型印度方编号为I-21,是俄罗斯下一代主力多用途战斗机,预计2017年服役,属于替代
苏-27的
第五代战斗机。T是三角翼的意思,前掠翼或者后掠翼的内部代号则为S。多年来,人们对T-50的外形和性能大加猜测,但直到这一次正式亮相,T-50一直是犹抱琵琶半遮面,不露真相。
苏-57战斗机就是一款颇具俄罗斯特色的隐身战斗机,并不具备F-22级别的隐身性能。但苏-57的设计思路与F-22不同,虽然隐身性能差,在探测能力上却十分突出,足以削弱F-22等隐身战机的隐身优势。对于俄罗斯来说,苏-57的隐身性能只要优于非隐身战机即可,这种需求是自身独特的作战体系所决定的。
其他国家
除了美国俄罗斯中国之外,韩国、伊朗等国也都声称自己在研制隐形战斗机,但他们都还在研发阶段,还不是真正意义上的拥有
主要特点
优点
隐形战斗机具有难发现、跑得快、看得远、打得远、机动佳。就是:隐形、
超音速巡航、
超视距雷达、中
远程导弹、机动性好等优点。
缺点
1、隐形战斗机造价高数量少-属于高价值目标,一旦被击落,对于整个空军的军心,将产生震撼和动摇。
2、隐形战斗机飞得不够高-
巡航高度一般在1.7万米左右。不是高空战机。它是高速、高机动的,但不是“高空高速高机动”的。
3、隐形战斗机载弹少-仅仅载有机载6枚导弹。4枚中距2枚短程格斗弹。
4、隐形战斗机背部不隐形、对于长波雷达等雷达不隐形——这样,可以被地面大型长波雷达阵发现,也可以被“高空预警机”(巡航于2万米以上的预警机)发现。
5、隐形战斗机发射导弹时不隐形。或者打开雷达时不隐形。
6、隐形战斗机一般需要预警机伴航,依赖预警机传输的数据实现静默、突然袭击。
防御措施
1、地面建设
反隐形雷达群。主要是长波雷达、其他可以发现
隐形战机的雷达。
2、在2万米或以上高空、而不仅仅是中空,配置有
预警机。通过俯视搜索、捕捉隐形战斗机的背部信号,来发现
F22、F-B2、
F-117等隐形机。
3、在上述基础上,实行联网,形成“地-天一体化反隐形雷达网”。地面有长波雷达、其他雷达、高空2万米巡航高度有预警机,所有数据传输到地面
中央处理器汇总分析、处理。