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2021/09/23 

軍事論壇

【韜略談兵】匿蹤戰機隱形斗篷的原理
 自美軍F-117匿蹤戰機服役開始,匿蹤戰機或匿蹤轟炸機已成為先進軍事科技的代名詞之一。(取自美國空軍USAF網站)
【韜略談兵】匿蹤戰機隱形斗篷的原理1
【韜略談兵】匿蹤戰機隱形斗篷的原理2
【韜略談兵】匿蹤戰機隱形斗篷的原理3
【韜略談兵】匿蹤戰機隱形斗篷的原理4

文:御雲

 自美軍F-117匿蹤戰機服役開始,匿蹤戰機或匿蹤轟炸機已成為先進軍事科技的代名詞之一,世界各國研發的新一代戰機,即便不是匿蹤戰機,至少外型也都會採用部分匿蹤設計,軍艦外觀也逐漸採用匿蹤設計(例如我國海軍的康定級巡防艦)。不過,俗稱「隱形」的匿蹤(Stealth)並不是新發明,而是原本就有的軍事應用概念。

 在軍事上常被運用的偽裝,其實就是最基本的匿蹤。偽裝通常有兩種方式,其一是破壞本身的外觀輪廓,例如狙擊手穿著的吉利服(Ghillie Suit)、覆蓋車輛的偽裝網。另一種是模仿相同色調的迷彩(Camouflage),讓本身能融入背景中,例如士兵穿著的迷彩服,戰機機體採用的迷彩塗裝。偽裝是要讓敵人「看不到」自己,或直到很近的距離才會被發現;匿蹤的目的也是一樣。

披上「隱形斗篷」遮蔽「空防之眼」

 自二次大戰開始普遍運用在戰場上,各種類型雷達已成為重要的搜索目標工具,而戰機的匿蹤設計,就是針對雷達系統的反制方法。因此想知道如何匿蹤,就要先了解雷達的基本原理。

 雷達能夠「看到」目標,並進一步獲得目標的距離、方向、速度、大小等資訊,都是從本身或其他裝置先發射電磁波出去,等到電磁波碰觸目標後再反射回來,雷達利用接收到的電磁波訊號,便能計算出目標離雷達多遠、移動的方向、速度快或慢等。

 因此如果發射出去的電磁波沒有反射回來,或是只有部分反射回來,雷達就會「沒看到」目標,或是在雷達螢幕上顯示的目標「影像」由大變小、由多變少。如此一來便可達到欺敵、讓敵人誤判的效果,把轟炸機當成戰機或戰機當成飛鳥;而且匿蹤戰機也要等到很近的距離才會被發現,使敵人的反應時間變少,甚至來不及反擊。

 由此可見戰機在執行任務時,只要能讓雷達發射過來的電磁波不會直接反射回去,或是朝其他不同方向散射出去,就可以使敵人接收不到雷達回波,或是只接收到少部分雷達回波,使雷達訊號變小,進而達到匿蹤效果。

 先進匿蹤設計 降低敵防空警覺

 以美軍服役的匿蹤戰機為例,目前戰機採用的匿蹤方式中,最主要方法是改變機體外型、表面,避免平直線條、垂直凸起等,改為採用特定角度的多面體,或是平滑曲面、鋸齒狀邊緣,使雷達波碰觸戰機後無法直接反射回去,而是向各種不同角度反射出去,因此敵人雷達就會因為接收不到雷達回波而「看不到」目標,或是不容易辨識真正的目標。

 其次是遮蔽進氣口、盡量掩藏發動機的位置,使雷達波不會穿過、觸碰發動機內部構造後直接反射。而座艙罩的金屬鍍膜,功能也是避免雷達波進入後,從座艙內部直接反射出來。此外,則是機體採用能吸收雷達波的材料製造,或是外表漆上吸收雷達波塗料,將發射過來的雷達波直接吸收,完全不會反射回去。

 帶領全世界進入匿蹤戰機時代、1983年服役的美國空軍F-117夜鷹式(Nighthawk)戰機,受限於當時的軍事科技水準,選擇將機體以多種角度的平面組合而成,因此形成怪異的戰機外型,雖然擁有匿蹤性能,但空氣動力不佳、影響飛行機動性能,因此F-117並不是能進行空戰的真正匿蹤戰機。

 接著B-2精神式(Spirit)匿蹤轟炸機於1997年服役,製造技術進步到可採用平滑曲面外型,機體更採用突破性的飛行翼設計,外觀扁平、沒有垂直尾翅,機尾是雙W形,可將雷達波盡可能散射出去,同時機體漆有吸收雷達波塗料。

 至於新一代的匿蹤戰機,則包括2005年服役的F-22A猛禽式,2015年起陸續服役的F-35A/B/C閃電二式,雖然外型已與傳統戰機相似,卻擁有優異的匿蹤性能,甚至F-35B還可以垂直起降。另採內部彈艙配備飛彈等武器,非必要時不把彈藥掛在機翼、機腹位置,以避免產生大量雷達反射波、被敵人發現。

 能在對方沒有察覺的情況下,發現敵機、先發制人;在很近的距離才會被發現,降低敵人防空武器系統的威脅,匿蹤設計確實已成為戰機取得優勢、自保的最佳法寶之一。

  紅外線系統可捕獲匿蹤戰機

 匿蹤戰機常被稱為「隱形」戰機,但其實這種說法並不精準正確,因為匿蹤指的是雷達系統「看不到」,並不是像科幻或「哈利波特」電影一樣,真的肉眼看不見戰機。匿蹤戰機就和傳統戰機一樣,還是聽得到戰機發動機的聲音,一定距離內也看得到戰機真實的樣子。

 目前常見的匿蹤戰機反制方式,除了運用特定頻率的雷達系統尋找之外,主要可以利用紅外線系統偵測匿蹤戰機。因為雷達「看不到」的匿蹤戰機,同樣會有飛行時機體摩擦空氣產生的溫度,以及噴射發動機產生的高熱等,所以紅外線或熱影像偵測裝備便能清楚「看到」匿蹤戰機。

 事實上,在人的目視距離內,匿蹤戰機並未擁有特別的空戰優勢。因此傳統戰機所需具備的作戰性能,匿蹤戰機執行任務時還是缺一不可,這也是為何F-22、F-35戰機都具備基本或更好的超音速飛行能力、運動性能。

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