看过《哈利·波特》的头条读者还记得其中曾经出现过的“隐身斗篷”吗?它可以隐藏穿戴者的行踪,十分神奇。那么,我们常听到的“隐身飞机”,是否和穿上隐身斗篷的人一样,可以从视野中消失呢?我们知道在当下的技术条件下,能从人们视野中消失的飞机还没有出现。那么,隐身飞机是如何做到隐身的呢?
哈利·波特里的隐身斗篷
雷达是如今探测飞机的主要手段。只要飞机难以被雷达发现,我们就称它为隐身飞机。因此,在了解隐身飞机的隐身手段之前,我们先来了解一下雷达的工作原理。
人之所以能够看见物体,是因为物体能够反射太阳光,而太阳光属于电磁波,一般的物质都会反射一部分的电磁波,这部分电磁波被人眼所接收,物体就能被我们看见。雷达的工作原理和这一过程有着异曲同工之妙,不同之处在于它是主动发射电磁波去撞击物体,然后雷达通过吸收发射回来的电磁波,电脑就可以根据一系列公式计算立刻得出目标的距离、体积、方位、甚至是形状等信息。
我们熟知的蝙蝠就是行走的“活雷达”,它们用嘴和耳朵配合起来探路。在飞行的过程中,同时从嘴里发出一种声音,这种声音叫做超声波,人耳是听不到这种声音的,但蝙蝠的耳朵却能听见。超声波像波浪一样向前推进,遇到障碍物就反射回来,传到蝙蝠的耳朵,这样蝙蝠便知道前面是否有障碍物。
也就是说,战机想要实现隐身,就要想办法让雷达发射的电磁波尽量少的或者不反射回去,从而实现在雷达上的隐形。想要飞机不被雷达探测到,目前的思路一般有两条:
01机身使用吸波材料
“吸波材料”一听名字就知其原理,它的作用是吸收雷达波,它是利用吸收剂与电磁能的相互作用从而达到损耗电磁能的目的。早在第二次世界大战期间,纳粹德国的科学家便已经研发出了一种能够吸收电磁波的涂料,并且将其用在了飞机和舰船上,能够较大地减少电磁波的反射。
吸波材料的种类比较多,大致可分为两种,一种是共振雷达吸波材料。使用这种材料的涂层厚度与雷达波的波长一致的话,那么它就可以吸收几乎所有的特定频率的信号。另一种是非共振磁性雷达吸波材料。它是以磁性材料为基础,专门为吸收某一频率的雷达波而设计的。
02外形隐身
“外形隐身”就是要做到尽量避免飞机表面被雷达垂直照射,因为垂直照射时反射最强。通过改变飞机表面的形状,改变电磁波的传播方向,将本该反射回雷达的那部分电磁波直接偏转到其他的地方,这样雷达也无法探测。如果我们仔细观察中国、美国的隐形战机,会发现它们不仅表面很光滑,而且外部的突出部分也不像以前的战机那样多。也因为这个原因,隐身飞机的垂尾、机身边缘、进气道等都是具有一定倾斜角的。像美国的隐形轰炸机B2,在制造过程中直接先造了一个机身外壳出来,再在外壳里面填充零部件,以尽可能的减少战机外壳缝隙的宽度。
虽然隐身飞机经过几代的改进已经有了很大的进步,但是正所谓“道高一尺魔高一丈”,米波雷达的探测手段仍能让隐身飞机无处遁形。米波雷达是依据其发射电磁波的波长来命名的,其电磁波频段在30MHz~300MHz,波长为1m~10m。而一般的雷达的波长是厘米级别的,能够被常规的吸波材料所吸收。当然,米波雷达也有非常致命的缺陷,例如探测精度低、无法测高、不能消除地面反射波的影响、扫描速度低等。