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1、飞机的“隐身术”作者： 缪国平来源：发明与创新中学生2012年第9期F-18问世四年后的1982年末，美国诺斯罗普公司研制的F-5G战斗机正式定名为F-20。当 时人们感到奇怪，为什么中间缺了一个F-19。人们在猜议F-19是什么类型飞机呢？1986年7月11日凌晨，在美国一个空军基地有一架飞机失事了。出事地点周围一大片地 区和上空立即被封锁起来，直到把飞机的残骸全部清除后才算完事。后来新闻界透露，这架失 事的飞机就是F-19隐形战斗机。这次事故使人们的怀疑得以解答，同时也引起了人们对飞机隐形技术的关注和探讨。隐身飞机的主要特征两年前，国外有杂志曾经透露过有关隐形战斗机的信息。F-19失事后，
2、不少报纸、电台和 电视台纷纷报道该事故，有的报刊甚至发表设想的飞机外形图或三面图，美国的玩具商店也开 始出售“F-19隐形战斗机”的塑料模型。当然，F-19就是绝密的隐形战斗机已成为众所周知的 事实。电视台报道的F-19和玩具模型F-19，尽管在外形上有较大的差别，但也有一些共同的地 方，如倾斜式双立尾；机翼和机身呈融合体，就是说机身和机翼间是逐渐过渡的，找不到机翼 和机身的明显分界线；机身剖面形状不再是圆形，而呈棱形或头盔形；发动机进气口在机翼或 机身上方。飞机在外形上采取这些措施后，雷达就不易发现它，这就是所谓的隐形飞机。当然，真正 的隐形飞机不仅如此。通常所说的隐形飞机，并不是完全看不见
3、它，而是要离得很近才能发现它。正如“F-19隐 形战斗机”塑料模型的设计者安德佐什所说的，把普通飞机喻为一个反光的球形玻璃镜，而隐 形飞机就像一个蹭了泥的棒球。因为球形玻璃镜能反射来自任何方向的光，即使离我们很远，也容易发现它，而蹭了泥的 棒球由于不反光，而且和地面颜色相近，要离我们很近了才能看得见它。安德佐什的比喻形象地说明隐形飞机和一般飞机的不同之处隐形飞机比一般飞机更不 容易被雷达发现。飞机何以难被地面发现 为什么隐形飞机会具有隐形能力？要知道隐形的秘密，首先要知道现在防空所用的雷达有 什么特点，也就是说飞机是怎样被地面所探测到的。雷达是一种利用无线电波测定目标位置和有关参数的电子设备。
4、它所用的无线电波频率比 广播所用频率高得多，波长也比无线电广播短得多。当雷达设备（发射机）所发出的电磁波碰到 较大物体时，会产生不同的反射，而且这种反射波的特性和光的反射特性相同。金属物体对无 线电波的反射特别强烈，或者说导电性越好的物质，反射性就越好。另外，现在隐形飞机所要对付的雷达主要是单站、地基雷达，这是因为首先要考虑到突防 的需要。这种雷达通常设置在地面或舰船上，而且雷达的发射机和接收机在同一个地方，或者 就是一台既可作发射机又可作接收机用的单站雷达。试设想，如果我们拿电筒正好对着镜子照射，使光柱与镜面垂直，反射回来的光会强得使 我们睁不开眼，只要把镜子向其他方向偏斜一个角度，手电筒的
5、光就向另外的方向反射。如果 拿的不是反光的镜子，而是能透过光或能吸收光的材料做成的平板，那么射到平板处的手电筒 光也就不往回反射了。这一例子恰好说明雷达探测飞机的原理。雷达探测飞机时，通过天线发射一束电磁波到空间，并在空间搜索。遇到目标时（例如飞 机），某些部分的表面（如飞机进气口）正好和雷达波照射的方向垂直，所以反射波沿着照射方向 返回到原来的地方，正好被单站雷达的接收机所接收；如果其他部份的表面与雷达波照射的方 向不垂直，反射波就偏向其他方向，单站雷达就接收不到这部分回波信号。因此，如果目标飞机的所有表面都能使电磁波向其他方向反射，那么单站雷达的接收机就 完全收不到该目标的回波信号；或者制
6、造飞机所用的材料能吸收电磁波或使电磁波通行无阻地 透过去，也不会有电磁波反射回到接收机。接收机收不到回波，就会被雷达操作员认为发出的 雷达波（电磁波）没有碰到任何东西。这样，即使飞机离雷达很近也发现不了飞机。实际上现在还达不到这种理想化要求，只能使反射回的电磁波尽量减弱。我们把反射到雷 达接收天线的电磁波与天线发射出去的电磁波功率之比叫作雷达散射截面。如果某架飞机雷达 散射截面越小，那么它的隐形能力就越强。飞机隐形的秘密知道雷达探测目标的基本特点，也就不难理解隐形飞机为什么能隐形了。一般飞机的机身 剖面形状呈圆形或接近圆形，电磁波从机身上下、左右四周无论哪个方向照射，雷达散射截面 都比较大。如
7、果机身剖面形状改为棱形，就只有照射方向正好和棱形表面垂直时，飞机的雷达散射截 面才大；而从其他方向照射时，雷达散射截面就比圆形剖面的小了。如果是头盔形剖面机身， 除了电磁波正好从下向上垂直照射到机腹正中间时，雷达散射截面较大外，从其他方向照射时 雷达散射截面都比较小。一般飞机的机翼和机身、平尾和立尾之间，会产生一种角反射效应，即相邻两个表面构成 的角度接近 90 度时，电磁波不管从哪个方向入射，经过一次或几次反射后，最终都将沿入射波 相反的方向返回到接收机。而翼身融合体的飞机，从机身到机翼为平滑过渡，使二者融为一体， 找不出明显的分界线。这样，在机翼和机身之间就不会出现 90 度角的角反射效应
8、。用双立尾代 替单立尾，并使其倾斜，又可消除尾翼之间 90 度角的角反射效应。在飞机内部发动机是强反射部件。特别是直的进气道，雷达波可以从进气口直接照射到发 动机的压气机叶片，产生很强的反射波。因此，要提高飞机的隐形能力，其办法之一就是把进 气遭做成S形，并在局部涂上吸波涂料。这样，雷达波就直接照射不到压气机叶片，当雷达波 在 S 形进气道中来回反射时，吸波材料又可吸收一部电磁波，使雷达散射截面进一步减小。当然最有效的办法是用背负式进气道，即把发动机进气道放在飞机上方，这样对地基雷达 来说，机翼和机身就可起到遮挡作用。此外，隐形飞机还要考虑到对其他探测方法的隐形，如最原始的可见光探测、噪声探测
9、等 等。飞机上使用的伪装涂色就属于一种可见光隐形方法，只不过新的可见光隐形技术是用一种能随周围环境变化而变化的涂料涂于机表，使飞机的外表颜色和亮度与背景相同或类似，以起 到隐蔽和伪装的作用。对于噪声则可用吸声装置，或设计噪声很小的发动机，使地面测声装置测不到声音。总之， 隐形飞机为了对付地面探测采取的种种措施都使其完美隐形。在对抗中不断发展隐形技术的发展是与电子技术的发展紧密相关的。由于搜集、跟踪、瞄准等探测装置的性 能不断提高，这些设备的探测距离、精度、抗干扰能力越来越好，使得一些军用飞行器（如军用 飞机、巡航导弹等）的生存力受到越来越严重的威胁，过去飞行器上曾经使用过的电子对抗设备 方法，在新形势下很难单独发挥作用。因此，在这种情况下就迫切需要用新的方法使飞机不被对方探测到，于是隐形飞机应运而 生。探测和隐形是一对攻与防的对抗性矛盾。随着隐形技术的不断发展，飞机隐形能力的不断 提高，反隐形的探测技术也会不断发展和提高，反过来又会促使人们去探索新的隐形方法。
