登陆注册
7888800000009

第9章 隐形技术

隐形技术是第二次世界大战后新出现的重大技术项目。特别是20世纪70年代以来,美、英等西方大国及前苏联都投入了大量的人力、物力和财力研究隐形技术,并取得了突破性进展,已由基础理论阶段进入实际应用阶段。目前,隐形技术已被应用于研制隐形飞机、隐形导弹等各种隐形武器装备,有的已研制成功并投入使用。例如,美国的洛克希德公司研制的F-117A隐形战斗机,1981年首次试飞成功,已在海湾战争和科索沃战争中大显身手。可以预见,未来战场上,将出现大量的各种隐形武器装备,在战争中将起到举足轻重的作用。

一、隐形技术的物理原理

隐形技术,是改变己方作战目标的可探测信息特征,从而降低目标被对方发现概率的技术统称。

利用各种侦察技术获取的战场目标信息,其物理实质都可看成“波”。根据工作波段,侦察技术可以分为雷达波侦察、红外侦察、激光侦察等。其中雷达波侦察及激光侦察,是从侦察飞机或侦察卫星等侦察平台上,向目标发射雷达波和激光,通过分析由目标反射回来的雷达波或激光的特性来判断目标的类型、距离、方位、速度等。因此雷达波侦察及激光侦察称为“有源”侦察。而红外侦察技术不需从侦察平台发射红外光波,而是侦察平台直接接收由目标辐射出的红外波进行侦察,因此这种侦察技术称为“无源”侦察。相应的隐形技术根据工作波段也可分为雷达波隐形、红外隐形、激光隐形等。根据隐形的工作方式,隐形技术又可分为有源隐形和无源隐形。

1.雷达波隐形技术

雷达是迄今为止最为有效的远程电子探测设备,它根据雷达目标对雷达波的散射能量来判定目标的存在并确定目标的位置。要实现雷达波隐形,其核心问题就是使目标的雷达回波无法被侦察雷达探测到。对这一核心问题,军事上有个专门术语,即降低目标的雷达散射截面。所谓目标的雷达散射截面就是表现目标散射雷达强弱的物理量,目标的雷达散射截面越小,雷达接收能量越小,因而就越难对目标作出正确的判断。减少雷达散射截面通常有两种途径:一是材料隐形技术,二是外形隐形技术。这两种技术常常被综合运用。

(1)材料隐形技术

材料隐形技术就是在目标表面涂上吸波材料或透波材料,使目标不反射或少反射雷达波,降低目标的雷达散射截面。雷达吸波材料是抑制目标反射雷达波的最有效方法,也是最先获得实际应用的隐形技术手段,早在第二次世界大战后期,德国潜艇的潜望镜上就涂敷了吸波材料,这是雷达隐身的初次尝试。

吸波材料技术按其工作原理,可分为三类。

一类是雷达波作用于材料时,材料产生电导损耗等物理反应,使雷达波的电磁能转换为热能而散发。另一类是雷达波能量分散到目标表面的各部分,从而分散反射到雷达天线方向上的电磁能。第三类是使雷达波在材料上、下两面的反射波叠加发生干涉,相互抵消。吸波材料一般采用铅铁金属粉、不锈钢纤维、石墨粉、铁氧体等具有特殊电磁性能的吸波剂物质来制作。

吸波材料按其使用方法可分为涂料型和结构型。

涂料型吸波材料。目前广泛使用的涂料型“铁氧体”吸波材料,就是在“氧化铁”类陶瓷材料中加入少量的锂、镍等过渡金属,可使反射回波降低20到30dB(dB即分贝,是表示声波强度的计量单位),但它存在影响飞行器的气动性能、容易脱落、吸收频带窄等缺点。

结构型吸波材料。将吸波材料与非金属复合材料结合起来,使之既具有良好的吸波性能,又具有复合材料重量轻、强度高的优点,可用来制造隐形飞机的机身机翼等结构部件。

还有一种材料隐形技术是透波材料技术,就是是对雷达波“透明”的材料,它对雷达波的反射性能与空气接近,入射的雷达波几乎完全透射,从而减少目标的雷达散射截面。

(2)外形隐形技术。

外形隐形技术的历史没有材料隐形技术那么长,但它的发展却十分迅速,应用十分广泛,目前已成为隐形技术中最重要、最有效的技术。

所谓外形隐形技术,就是合理地设计武器装备的外形。来达到两个目的:一是降低目标的雷达散射截面,二是使目标的回波偏离侦察雷达的侦察方向。例如:F-117A隐形飞机就是采用以外形技术为主、吸波材料为辅的隐形技术方案。其形状是一个前后边缘不平行的复杂多面体,飞机大部分表面都后倾,与垂直方向呈大于30°角,并采用大后掠角机翼和V形双垂尾。这种奇特外形使F-117A在飞行过程中,对敌人的雷达探测波产生时隐时现的微弱回波,敌人雷达很难探测到这些信号,这就大大降低了F-l17A的雷达散射截面,提高了其隐形效果。在海湾战争中,F-117A隐形攻击型战斗机,大约执行了1270架次空袭任务,摧毁了巴格达许多目标,而自己无一伤亡。

2.红外隐形技术

与雷达探测不同,红外探测是一种无源探测,是直接接收目标辐射的红外波,或者说是探测目标与背景的红外辐射差异。物理学研究表明,任何温度离于绝对零度的物体都能发射红外线,不同温度的物体发射的红外线波长和强度不同。物体温度越高,其红外辐射能力越强。军队武器装备都是很强的红外辐射源,红外探测系统利用军事目标自身的红外辐射或目标与背景之间的温度差异能够发现目标。

红外隐形技术就是要求用多种技术手段,抑制武器装备目标本身的红外辐射来达到隐身目的,当然也可以制造假的红外辐射源来进行红外干扰,从而保护真正的武器装备。所以红外隐形技术同样可以分为两大类:一是红外无源隐形技术;二是红外有源干扰技术。红外无源隐形技术,主要是通过降低和改变目标的红外辐射特征,即采用屏蔽和冷却方法降低目标辐射的红外能量,使敌方探测器难以跟踪。如目标敷以高温隔热材料,飞机遮挡高温尾喷口,降低排气温度等就是基于降低温度,达到隐形的目的。红外有源干扰,是有意识地利用红外装置发射红外辐射,人为地施放干扰。在美国,红外干扰技术发展很快,一般是在战斗机上安装红外干扰装置,依赖从飞机上发射诱饵弹进行红外干扰。一些慢速飞行的低空飞机则装有红外干扰器,使其能逼真地模拟飞机发动机喷管和尾焰的红外辐射特征,从而吸引红外制导导弹。前苏联的红外干扰技术也取得了很大的成就,已研制出红外诱惑系统,能读出敌方红外传感器信号,对敌方进行欺骗和干扰。

由于物质对电磁波的吸收、反射、散射等特征都随电磁波的频率不同而不同,又由于雷达、红外探测方式不同,因而不同隐形波段对目标的电磁特性要求是不同的,甚至是矛盾的。从目前的技术水平来看,采用各种隐形技术,只能降低目标的被探测概率,还不能达到完全隐形。新的更好的隐形技术还有待于物理学工作者、工程技术人员和军事科学家的进一步努力。

3.激光隐形技术

20世纪70年代起,激光雷达的应用促进了激光隐形的研究。激光雷达与普通雷达工作原理相似,只是激光波长比雷达波短(通常在1.06mm和10.6mm这两个波长),因此有更高的分辨率和测距精度。而且由于没有大型的天线,因而易于自身隐蔽,又不怕电子干扰。激光隐形技术和雷达隐形技术相似,其中激光隐形涂料是激光隐形技术的重要组成部分,其主要指标就是尽量降低其反射率,这方面的研究工作刚刚起步。

4.等离子体隐形技术

等离子体是继固体、液体、气体之后的第四种物质形态,因而也被称为物质的第四态。以水为例:正常条件下,当温度低于0℃时水呈固态,也就是所谓的冰;当温度超过0℃时,水呈液态,也就是通常所说的水;当温度超过100℃时水呈气态,也就是水蒸气;再将水蒸气继续加热至摄氏几千度,水就进入了第四种形态,也就是等离子态。

等离子体根据温度的高低可分为热等离子体和冷等离子体。热等离子体温度可达几千、几万甚至上亿摄氏度;冷等离子体的温度则接近于常温。从成因上看等离子体又可分为天然人造两种形式。地球环境中的等离子体主要是闪电、陨星侵入所致。而在地球之外等离子体则大量存在,距地表几百公里的电离层就是一个等离子体层,太阳之类的恒星也是一个大等离子体,据称宇宙中97%的物质都是以等离子体的形式存在。人类制造的等离子体也是多种多样,核弹爆炸会产生大量高温等离子体。而日常生活中的霓虹灯、灯棒、等离子电视等也会产生等离子体。只是这些等离子体都是低温等离子体,主要是通过电离某些惰性气体而产生。所以,切莫以为等离子体距离我们很遥远,其实它是无处不在,甚至每天都存在于我们的身边。

等离子体为什么具有隐形功能呢?这主要是因为等离子体对无线电波具有折射与吸收作用。关于等离子体对于无线电波的吸收作用可以从卫星或飞船回收过程中所经历的“黑障区”得到直观的认识:当卫星或飞船以极高的速度返回大气层时,其表面的温度会因剧烈的空气摩擦急速上升到几千、上万摄氏度,此时卫星与飞船的表面空气会因为温度升高而变成等离子体并将卫星或飞船严密包裹起来,由于等离子体对无线电有强烈的吸收作用,因此地面跟踪雷达将会因为没有回波信号而丢失目标,无线通信也因等离子气团的包裹而无法进行。此时卫星或飞船与地面之间的一切联系将中断。即形成所谓的“黑障区”。只有等卫星或飞船速度下降、表面空气温度降低、等离子体消失之后雷达才能重新跟踪,通信也才能恢复正常。正是基于等离子体这种奇妙的电波吸收与屏蔽作用,军事强国都对等离子体隐形技术抱有极大的兴趣,试想:如果在己方的飞机、军舰、导弹等主战装备上也都包裹一层等离子体,那敌方的雷达岂不都成了睁眼瞎?

关于等离子体隐形技术的应用,目前以俄罗斯为首。俄罗斯发展等离子体隐形的主要思路是在飞机等主战装备表面形成等离子体气团,从而达到吸收、折射对方雷达波之目的。其具体思路是,利用等离子体发生器、发生片、放射性同位素在主战装备表面形成一层等离子云,并设计等离子的特征参数(能量、电离度、振荡频率和碰撞频率等)满足特定要求,使敌方难以探测。

俄罗斯及别的国家理论研究表明,等离子体隐形有几个突出的优点:

(1)隐形效率高

首先,等离子体可以达到99%的吸收或折射效果,这样的效率远远超过现有吸波材料,接近完全吸收;其次,等离子体具有很宽的吸收波段,基本可以对所有波段的雷达波进行吸收和干扰。而目前美国的隐形技术只对短波雷达有效,对于长波雷达效果却不甚理想。

(2)不改变装备的外形结构

传统吸波材料效率不是很高,所以要实现隐形主要是寄希望于外形设计,因此美国的隐形飞机与导弹都特别强调隐身外形,这对飞行器的飞行性能必然会产生不良影响;等离子体由于具有极高的吸波效率,根本就不需要对装备有什么特别的外形要求,只要能在装备表面形成一层等离子体就完全可以达到目的。所以等离子体隐形可以保留装备的原有外形及战术、技术性能。

(3)相对简单廉价

等离子体隐形技术如果能投入实际应用,其技术相对简单,成本也相对较低,比起传统的隐形技术,更便于大规模使用。

二、未来的无形战场

随着隐形技术的发展和隐形武器装备的问世,不久的将来将会出现大量性能各异的隐形武器装备,未来的战场将是无形战场,未来的战争将实现隐身化。

通过采用各种先进的隐形技术,各种隐形武器装备竞相登场,目前使用的各种侦察探测仪器根本无法发现它们活动的踪迹,甚至坦克的轰鸣声,也在隐形技术的帮扶下,变得“杳无音讯”。通过精巧的结构设计和采用先进的隐形材料,还能使武器装备和重要设施产生奇妙的视觉效果,和环境融为一体,就像变色龙一样。未来的战场到处都是迷宫,处处埋伏着隐形杀手。

目前,除了研制隐形兵器外,不少国家正在研究具有隐形功能的机场、机库、通信系统和侦察系统等。

未来的镭射弯曲光线折射技术可使人体隐身,士兵穿上由这种技术制成的作战服后,能够变成“隐形人”。隐身服能够随着环境特征相应地改变色彩,穿上隐身服,进入树林的士兵会立刻变成“绿人”,进入雪地的士兵会立刻变成“雪人”,真正实现与大自然浑然一体。如果隐身士兵涂上隐身油,抑制人体热量散发,使红外特征与周围环境保持一致,那么,隐身士兵不但用肉眼看不见,就使用红外探测器也无法看见。一旦服装和武器的隐形涂液研制成功,“来无影,去无踪”将不再是神话。

同类推荐
  • 宇宙战场(兽王系列)

    宇宙战场(兽王系列)

    告别了地球,兰虎、柳远藤、苏尔三人前往宇宙深处的守护者联盟。守护者联盟是宇宙中的庞然大物,以守卫宇宙为己任,汇集了诸多星球的超级强者。守护者联盟每五十年选拔一次,兼具勇气、智慧和运气的强者才能通过考核,成为守护者联盟中新的守卫者。当兰虎他们三人抵达守护者联盟时,离下一次的选拔还有一年的时间。靠塔塔鲁特的资助,三人暂时在守护者联盟中住了下来,并抓紧利用这仅剩的一年时间和各星球的强者们一块在联盟中学习,如同海绵吸水一样吸收一切知识。对众人来说,竞争在选拔前已经开始。
  • 撒娇培训班

    撒娇培训班

    莫叹编著的《撒娇培训班》汤米知道王山花的爸爸妈妈不喜欢她,给她带来很多痛苦以后,他送给她撒娇丸,让她吃了撒娇丸学会跟爸爸妈妈撒娇,过上幸福美满的生活。学校成立了撒娇培训班,汤米和王山花都是学员,在汤米等人的帮助下,不会撒娇的王山花能学会撒娇吗?能过上幸福美满的生活吗?
  • 武当虹少年1:骑鱼的女孩

    武当虹少年1:骑鱼的女孩

    平凡的少年金阳,有一位与众不同的爸爸,从爸爸身上,他学会了用不一样的心去感受这个世界。然而父亲却不幸离开了他,这让他承受起同龄孩子不该有的痛苦和坚强。这时,街道拐角的秘密商店、被法术包围的十座大山、起死回生的苹果……种种神秘离奇的事物接踵而来。而一张录取通知书改变了金阳的人生,面对拯救世界的重任。金阳开始迷茫、挣扎。终,勇敢的骑鱼女孩让他在犹豫中做出选择。后他踏上了前往武当山太极学园的征程……
  • 林中追鸟歌

    林中追鸟歌

    本丛书为俄罗斯众多著名作家的动物文学合集,文章生动有趣又不乏诗意,让人在阅读的同时,好似亲身处在朝气蓬勃的大自然里,而那些可爱、单纯的大自然的精灵,就在自己身边……本分册包括《树梢上的布谷鸟》《葛莉娅养鹦鹉》和《谁在冰下唱歌》等。
  • 经典故事丛书(中华神话故事)

    经典故事丛书(中华神话故事)

    本套丛书包括十四册:《佛教·佛经故事》、《希腊神话》、《中国神话》、《一千零一夜》、《圣经故事》、《中国经典历史故事(上中下册)》、《伊索寓言》、《成语故事》《世界经典历史故事(上中下册)》、《安徒生童话》。
热门推荐
  • 人鬼爱恋,找个小鬼当老公

    人鬼爱恋,找个小鬼当老公

    只不过是闯了次鬼屋,却因一把铜锁许下冥婚。洛依依的生活发生了翻天覆地的变化,和从小相依为命的哥哥过着平庸的生活,最好的闺蜜竟然也有神秘背景,陪伴多年的好友竟然不是真正的人,身边的一切看似普通正常,却没想到他们活在阴阳之间。他声称是鬼,却像神一样守护她,越来越多的怪事缠上她,到最后才发现,这一切,都源于她……
  • 修仙风云传

    修仙风云传

    他是天玄门众人唾弃的灵根废物,且看其如何幸运修炼旷世奇书,意外凝出拥有器灵的虚天鼎,这一次次的种种奇遇,能否使他荣登仙界,从而已达睥睨天下。只因一句话,君若离,妻亦别,不愿与君生生世,但与君郎落凡尘,张扬顿时巧破天机,一路坎坷梦,尽时方宇明……
  • 善行抽奖系统

    善行抽奖系统

    本以为得到了传说中的系统,自己就会一帆风顺,迎娶白富美,出任CEO,走上人生巅峰。但如今......云龙怨念的躺在病床上,这不符合我的性格啊,行善什么鬼,叫我个从小混迹市井的小混混去行善,还要让别人行善,确定不是在开玩笑吗!!!!
  • 江湖奇侠传

    江湖奇侠传

    本书以近代史上确有其事的湖南平江、浏阳县县民争夺赵家坪为经,以昆仑、崆峒两派弟子分别助拳为纬,并融入“清末四大奇案”之一的“张文祥刺马案”,牵引出两大门派的恩怨情仇。
  • Discourses on Satire and Epic Poetry

    Discourses on Satire and Epic Poetry

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • tfboys之雪如心寒

    tfboys之雪如心寒

    当二个人同时喜欢上一个人,该怎么办呢?究竟谁会深受她的喜爱?另一对恋人的爱情会一直那么幸福吗?
  • 少年画鬼师

    少年画鬼师

    军阀混战,百姓苦难,人间涂炭,千妖百鬼……谶纬流传,若能成十万鬼兵,必定一统天下。画鬼只需解开鬼生前心结,但是人心却奇形怪状……故曰:画鬼心易画人心难.关于画鬼师,要画便是一画鬼身,给鬼一个好的身子。二画鬼心,给恶鬼一个好心。因这个职业神秘,历来单传,世间只有一脉画鬼师。
  • 因为伤过,所以懂得:写给走在爱情路上的你

    因为伤过,所以懂得:写给走在爱情路上的你

    《因为伤过所以懂得(写给走在爱情路上的你)》是一本爱情宝典,是一本在男女相处之道上做足功课的教材,是一本指引男女收获爱情的手札。本书采用一章一主题的形式,以都市生活中形形色色的爱情故事为蓝本,讲述爱情世界里的悲欢离合。同时本书为每个案例提出宝贵的建议,希望读者能从中得到启示。本书脱离了对爱情真谛讲解的枯燥套路,而是旨在为读者提供真实、生动的爱情经历,从而提醒那些在爱情的征途上磕磕碰碰的迷失者少走弯路,最终获得幸福。
  • 魅王宠妻:天才治愈师

    魅王宠妻:天才治愈师

    这是个穿越的故事,看看一个现代人如何在古代生存。
  • 念你的时间比爱长

    念你的时间比爱长

    乔小池是一家咖啡屋的店员,美丽,忧郁。暖男陆信阳不知不觉被她吸引,并想要保护她照顾她,这些关怀却揭开了乔小池深埋心中的一段青春往事。乔小池自小在孤儿院长大,初中、高中时与苏城是同班同学,同样的内心孤独,令他们彼此走近。然而,苏城的母亲和未婚妻宁薇时常从中作梗,两人坚守的感情,终于在某个突然的日子里崩塌。苏城的一句话,“你只是一厢情愿”,将乔小池打入地狱。无法接受的乔小池选择逃离那座城市,来到了异地独自疗伤,直到遇到陆信阳,才慢慢打开心扉。