飛機高空“躲貓貓”

康琳

目前，世界上有10個左右國家進行研制第三代戰機，而到了第四代隱身戰機，就只有美、俄、中3個國家在研制。越來越高的研發難度，將許多國家擋在了門外。過高的技術難度及經費投入，不是誰想搞就能搞的。許多老牌的歐洲航空工業強國如英、法、德、意等國，都放棄了獨立或合作研制隱身戰機的念頭，轉而向美國采購F-35，或者如法國將精力放在隱身無人戰機的研發上。

為什么搞隱身戰機？

從作戰角度看，隱身戰機的出現正在引起空中作戰和地面防空作戰的革命性變化。隱身戰機雖以隱身為主要設計目的，但其機載系統的性能同樣得到大幅提升，這使得其在與非隱身戰機和敵防空系統的對抗中占據極大的技戰術優勢。

以F-22A為例，盡管其雷達反射截面積一直被嚴格保密，但外界普遍認為其迎面雷達反射截面積為0.1平方米，而現在典型第三代戰機的雷達反射截面積在3～5平方米。根據雷達探測距離公式，雷達的探測距離與雷達反射截面積的四次方根成正比。也就是說，如果雷達反射截面積降低10倍，對方探測距離將減少一半左右；如果雷達反射截面積降低100倍，則對方探測距離會縮小到設計值的1/3。第三代戰機的機載雷達對3平方米目標的探測距離大約在100千米，這樣當F-22與非隱身的第三代戰機進行空戰時，后者的機載雷達發現F-22的距離將被壓縮到40千米以內，而F-22的AN/APG-77雷達卻可在200千米發現第三代戰機。顯而易見，F-22對第三代戰機具備單向探測優勢，能夠先敵發現、先敵攻擊。相比之下，第三代戰機即使進入F-22中距空空導彈的有效射程之內都不一定能發現它。2007年的一次空戰演習中，F-22在“陣風”戰機打開雷達的一瞬間就將其鎖定，并成功向AIM-120C傳輸了火控數據，達成射擊條件，而“命懸一線”的“陣風”卻渾然不覺。美軍已經舉行的多次空戰演習表明，F-22在與第三代戰機對抗時具有壓倒性的技戰術優勢，迄今已創造了上百比零的紀錄，即第三代戰機損失上百架，F-22無一損失。

隱身戰機不僅能在空戰中“蹂躪”第三代戰機，還初步具備了打擊敵方預警機的能力。根據前面提到的雷達探測距離公式，對第三代戰機探測距離可達300千米的預警機，要發現F-22至少要在100千米左右，而美國正在發展的AIM-120D遠程中距空空導彈的射程已達197千米，這樣掛載AIM-120D導彈的F-22就可在預警機探測到自己之前先發制敵。

如何實現隱身？

隱身戰機的所謂“隱身”不是完全看不見，而是通過各種技術和戰術手段，最大限度地降低被敵方探測系統發現的概率?；蛘哒f，隱身戰機比非隱身戰機探測起來更加困難。

現代對空探測的手段主要集中在雷達、紅外、光學、電磁等，其中雷達是最重要的探測手段，因為防空雷達的探測距離可達數百千米，遠遠超過其他幾種探測手段。不僅如此，現代雷達還能實現敵我識別、火控等一系列性能。所以，戰機的隱身主要是對雷達的隱身。紅外、光學和電磁的隱身也同樣不容忽視。以紅外隱身為例，戰機在高速飛行中，發動機尾噴口會持續噴出高溫尾焰，機體也會因為與空氣摩擦而大幅升高溫度，這些都會產生強烈的紅外輻射?，F代機載紅外搜索與跟蹤系統的靈敏度越來越高，對戰機的這些紅外輻射源的探測距離可達100千米以上，與許多先進機載雷達的探測距離幾乎相當。

雷達探測類似于蝙蝠耳朵對獵物的功能，是靠接收目標在雷達波照射下產生的回波定位來實現的，如果目標表面能吸收或散射雷達波，這樣就能減小被發現的概率，而達到隱身目的。理論計算和實際測試都證明，設計合理的隱身外形可以將雷達反射面積降低75%～90%。但外形隱身技術只是改變雷達回波的傳播方向，使強回波轉向受探測威脅較小的方向，而不是減弱回波的總能量。

外形隱身之外的技術措施對戰機雷達隱身的貢獻只占10%～25%，主要是材料隱身，通常分為透波材料和吸波材料。透波材料，顧名思義就是對電磁波“透明”的材料，雷達波既不會被其反射也不會被其吸收，而是直接穿過去。

研制難度有多大？

目前，世界軍事大國正在使用或開發的吸波材料主要為納米材料。近幾年的研究證明，納米材料具有極好的吸波特性，它具有頻帶寬、兼容性好、質量輕、厚度薄等特點，可以滿足對吸波材料“輕、薄、寬、強”的要求。還有一種近幾年才發展起來的導電高聚物材料，將導電高聚物與無機磁損耗物質或超微粒子復合，可望發展成為一種新型的輕質寬頻帶微波吸收材料。

隱身戰機研制涉及到眾多方面因素，而且無論哪方面的技術難度都很高。以雷達隱身為例，雖然都知道外形隱身設計的原則，但付諸實踐卻非常困難。首先，隱身戰機要在保持優異機動性的前提下實現隱身，而機動和隱身實際上是一對矛盾體，要想讓它們達成比較完美的結合，就需要建立數學模型、進行大量的理論計算，并且還要進行無數次的風洞試驗。這些既需要豐富的航空設計經驗、深厚的技術實力，更需要完善的風洞群，而僅僅是風洞群一項，就將絕大多數國家擋在了門外。其次，雷達隱身的各項外形設計技術，都是世界上最頂尖的航空技術。例如進氣口技術，目前只有美國、俄羅斯、中國完全或部分掌握；保形天線設計不僅涉及到氣動，還涉及到一個國家的航空電子技術實力；至于隱身材料則涉及到一個國家的整體材料工業、化學工業技術實力。

總之，戰機的雷達隱身設計絕非看看別人的外形就能設計出來，沒有強大的航空工業，根本不可能奢談設計隱身戰機。以印度為例，在西方提供大量技術支持和成品部件的情況下，其僅僅研制第三代戰機就花了30多年時間。研發成本和生產單價，也是說明隱身戰機技術難度大的證據。美國F-22整個項目費用高達667億美元，平均單價3.42億美元。即使不算研制費用，F-22的生產單價也高達1.5億美元。相比之下，美國第三代戰機F-15在1998年的生產單價才3 000萬美元。而美國研制的另一款隱身戰機F-35，到目前為止研發經費已達300多億美元，生產單價也從10年前估計的4 500萬美元暴漲至2015年的1.56億美元。

怎樣對付隱身戰機？

一提到現代作戰，人們往往會強調依托體系的聯合作戰，然而隱身戰機的出現卻似乎在打破這個規律。B-2A隱身戰略轟炸機在科索沃戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中都是獨來獨往，不需要其他機種支持，而F-22戰機在裝備之初也沒有裝備通用的16號機載數據鏈。那么隱身戰機真的能脫離體系，恢復以往的獨立作戰嗎？顯然不是。

B-2A隱身轟炸機此前之所以獨來獨往作戰，一是當時F-22還沒有服役，用非隱身戰機為其護航反而增加了暴露概率；二是B-2A發起攻擊時，對方的防空系統已被摧毀或被壓制。 F-22A在服役之初沒有加裝數據鏈，使其無法與其他戰機進行信息交換，形成了“信息孤島”現象，也不是因為美軍打算讓F-22A成為“獨行俠”，而是因為當時數據鏈帶寬有限，無法滿足F-22向外傳輸大量數據的需求。2009年，美軍開始對F-22A實施價值80億美元的“增量3.2”升級，他們為183架F-22A陸續加裝多功能先進數據鏈。這種新型數據鏈配用新型電掃波束切換智能天線，不但能在高威脅環境中提高隱身戰機相互協調的能力，還實現了與非隱身戰機之間的數據傳輸，讓F-22A真正融入到作戰體系當中，這無疑會進一步增強F-22A的作戰能力。

另外，地面反隱身雷達的發展只能解決部分問題，因為地面防空作戰畢竟屬于被動防御，而對方的隱身戰機卻可以靈活選擇攻擊方向，令防御一方防不勝防?，F代防空作戰的實戰也一再告訴人們，僅靠單純的防空是無法贏得戰爭勝利的。只有同時擁有隱身戰機，才能真正具備與對方隱身戰機對抗的能力。