书城科普读物探究式科普丛书-人类的翅膀:飞机
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第11章 系出名门——飞机族谱(8)

“长空二号”无人机为超音速飞机,主要用于进行防空空射及陆射导弹测试。此外,中国还拥有一种被命名为“天骄”的小型无人驾驶遥感飞机,这种飞机基本上就是一种巡航导弹,它专门用来测试探测与摧毁巡航导弹的雷达与导弹。

7.空中幽灵——隐形飞机

飞机的隐形是指人们通过研究仿生学,应用最新的技术和材料,在庞大的飞机上实现隐形的技术。

从原理上来说,隐形飞机的隐形并不是肉眼都看不到就是隐形,它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。隐形飞机在现阶段能够尽量减少或者消除雷达接收到有用信号,是最为秘密的军事机密之一,隐形技术已经受到了全世界的极大关注。

隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。

首先,隐形飞机在外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。例如,SR-71“黑鸟”飞机和B-1隐形轰炸机采用的弯曲机身;贝尔AH-1S“眼镜蛇”直升机最先采用的扁平座舱盖;在海湾战争中发挥了重要作用的F-117A“大趋势”隐形战斗机都采用多面体技术;美国波音F-111实验机上的机器自适应机翼等。这些飞机的造型之所以比一般飞机古怪,就是因为特种的形状能够完成不同的反射功能。

其次,隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料,吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。雷达吸波材料分两大类,一类是谐振型,一类是宽频带型。其中谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的,以磁性材料为基础,能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。

宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成,它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合,形成雷达吸波结构材料,这种材料还属于保密的吸波材料之一。运用最新的材料,隐形飞机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相同,仅仅通过雷达就想分辨出隐形飞机是非常困难的。

另外,应尽量减少机身的强反射点或者说是“亮点”、发动机的噪声以及机体本身的热辐射等,因为这些方面的存在也容易“出卖”

飞机的存在。例如,SR-71“黑鸟”飞机就采用闭合回路冷却系统,把机身的热传给燃油,或把热在大气不能充分传导的频率下散发掉。

隐形飞机在现代战争中发挥着重要的作用,具有举足轻重的地位。例如,在1991年的海湾战争中,美军派出了42架F-117A隐形战斗机,出动1300余架次,投弹约2000吨,在仅占2%架次的战斗中攻击了40%的重要战略目标,自身没有受到任何损失。随着材料技术和更新技术的出现,隐形飞机的隐形能力会越来越强,在未来战争中的作用会越来越突出。

“道高一尺,魔高一丈”,有隐形就有反隐形,随着对隐形技术的不断了解,各个国家同时也在不断寻求反隐形的技术。虽然隐形飞机的材料和形状十分巧妙,但是还是不可避免地在雷达上会留下一点痕迹。而且,隐形飞机为了隐形,牺牲了另外的一些技术性能,比如F-117A这种先进战机的速度就远远低于普通战机,而且飞行高度甚至在肉眼观察范围之内,这样地面发现成为了这种隐形战机的敌人,而且已经有通过地面火炮成功击落F-117A的战例。

目前,隐形飞机从最早的美国20世纪60年代的TR-1型飞机,发展到20世纪90年代的F-117“夜鹰”隐形战斗机、F-22型先进战术战斗机和A-12“复仇者”海军舰载隐形攻击机等,隐形和反隐形的不断较量将使未来飞机的结构设计和性能进一步优化。

(1)王者之翼——F-22隐形飞机

F-22“猛禽”是由美国洛克希德·马丁、波音和通用动力公司联合设计的新一代重型隐形战斗机,目前属于“第四代战斗机”。

它将成为21世纪的主战机种,主要任务为取得和保持战区制空权,是F-15的后继型号。

F-22隐形飞机是世界上第一种,也是目前唯一一种投产的第四代超音速战斗机,它所具备的“超音速巡航、超机动性、隐身、可维护性、短距起落”(也就是所谓的S5概念)成为第四代超音速战斗机事实上的划代标准。

F-22隐形飞机是美国当今的主力重型战斗机,它是目前最昂贵的战斗机。它配备了可以不发射电磁波,用敌机雷达波探测敌机的无源相控阵雷达和探测范围极远的有源相控阵雷达、“响尾蛇”近程格斗空对空导弹、“AIM-120C”中程空对空导弹、推重比接近10的涡扇引擎、先进整合航电与人机接口等。在设计上,它具备超音速巡航、超视距作战、高机动性、对雷达与红外线隐身等特性。据估计,它的作战能力为现役F-15战斗机的2~4倍。

F-22“猛禽”将会在较长的一段时间里成为世界重型战斗机的霸主。研发F-22的成型先进技术也同时应用到了下一代战机F-35上。

(2)“终结者5”——F-35战机

美国的F-35战机有“世界战斗机”之称。它是美军的“通用低成本轻型战斗机”和“联合先进攻击技术”的新战机理念初现,美军便把它命名为F-35联合打击战斗机。它的研制费用将达绝对空前的2000亿美元,世界上还有8个国家参与合作,投入经费超过45亿美元,震惊世界。

众多高新技术在F-35上汇聚,将使F-35挂上“世界最先进”的光环。F-35的电光瞄准系统是一个高性能的、轻型多功能系统。

它包括一个第三代凝视型前视红外,可以在更远的防区外距离上对目标进行精确的探测和识别;并且具有高分辨率成像、自动跟踪、红外搜索和跟踪、激光指示;测距和激光点跟踪功能;试挂的武器有联合防区外武器、联合直接攻击弹药、风修正弹药布撒器、激光制导炸弹和“AIM-120”先进中距空对空导弹。小型的攻击性巡航导弹的射程是250海里左右,而F-35飞机能够运载8个小型的攻击性巡航导弹。

F-35联合打击战斗机将成为美军以对地攻击为主的多用途战斗机,具有全天时、全天候地攻击陆海空任何目标的能力。在未来的战场上,F-35联合攻击战斗机将与F-22“猛禽”战斗机联手,形成类似F-15与F-16的高低搭配。当F-22清除了敌方战机以及地空导弹的威胁后,F-35将携载导弹对分散的地面目标实施全天候精确打击。与F-16不同的是,F-35具有隐形能力,可像F-117战斗机那样隐形突防。这种飞机机动性、敏捷性优于F-16C和F/A-18C战机,作战半径为1000~1300千米。

F-35共有3种型号:一种是可以从海军的航空母舰上起飞的航母型;另一种是为空军设计的,可以在陆地机场上起降的常规型;第三种是为海军陆战队设计的,用于快速飞临热点地区的垂直起飞/短距降落型。3种飞机用相同的引擎、相同的导航设备,所有的零部件有60%~80%是相同的。

诚然,F-35战机拥有无可比肩的优越性和先进性,它将成为“世界之秀”,然而研究经费的短缺在很大程度上制约和困扰着F-35的首飞。