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隐形武器

2016-12-17沈臻懿

检察风云 2016年23期
关键词:吸波舰艇隐形

沈臻懿

现代战争中,如何提升武器装备的战场生存能力以及突防能力,已经成为当前各国武器发展与更新的重要方向。隐形技术的成熟与广泛应用,不仅可以减弱己方武器装备被敌方侦测到的概率,更可作为战争纵深打击的重要手段。

隐形技术与武器的碰撞和融合,使得传统武器伪装手段发生了高技术化的变革。因具有减少现代武器的可见光、红外、声音与雷达等可探测信息的特点,使得隐形技术又得名为“低可探测技术”。在探测与反探测的博弈历程中,隐形技术作为战场纵深打击能力的重要手段,通过各种高科技方式来减弱己方目标的可探测信息,降低自身被对方探测系统发现的概率,从而提升武器装备的战场生存与突防能力。这一技术的出现与不断成熟,使得武器伪装技术由单纯消极防御向积极进攻转变,并已成为现代立体化战争中备受瞩目的一项科技成果。

隐形武器技术的问世

隐形技术在现代武器装备中的问世,最初可追溯至第一次世界大战前的奥匈帝国。该国在1912年时试飞了一架“鸽式”单翼飞机。这架飞机的蒙皮采用了一种名为赛璐珞的物质,即硝化纤维塑料的透明材料制成。当这架覆盖有赛璐珞的飞机升空至200米左右的高度时,人们用肉眼尚且能够隐约观察到飞机的骨架。但当飞机高度达到300米后,几乎透明的机身与天空融为了一体,地面上的人们用肉眼已无法观察到该架飞机。诚然,这一“隐形”飞行器与现代意义上所称的隐形武器相去甚远,但仍称得上是人们对于隐形武器技术的最初探索。在此之后,部分国家相继开始了隐形武器技术研发的漫漫长路。

第二次世界大战期间,刚问世不久的雷达就在战场上大放异彩,并衍生出空对地、空对空、地对空、敌我识别等多项功能。雷达通过无线电方式发现并测定目标空间位置的特点,令交战各方得以对敌对方的飞机、战车、水面舰艇,甚至潜艇进行及时、有效地探测。针对这一情况,各类反探测技术也应运而生。德国首先研发了一种能够降低潜艇通气管雷达信号特征的隐形武器技术——通过在潜艇通气管上加涂雷达波吸收材料,从而达到潜艇通气管伸出水面时不会被敌方飞机雷达所探测到的目的。二战结束后,美国最先将该技术用于对飞机进行隐形,并将低可探测性作为了军用飞机的一项基本指标。随着现代战争对于高新科技所提出的各类要求,战场侦察探测技术与武器火力打击能力也在不断提升。在此背景下,世界各国更为重视武器装备的隐形技术,以进一步强化武器装备在战场上的生存能力。当前,隐形武器技术已涵盖雷达隐形、红外隐形、可见光隐形与声波隐形等方面,并已从隐形飞机扩展至舰艇、导弹、战车等武器装备。

多重方式隐形的武器装备

所谓隐形飞机、隐形舰艇等武器装备,所指的并不仅仅只是肉眼难以观察,其“隐形”的目的更多的则是意在令各类探测技术难以发现。通过武器装备与各类隐形技术的融合,降低武器的可探测特征,从而实现隐形的目的。

反雷达隐形技术

雷达是当前探测目标对象与空间距离、位置的重要手段,其主要借助于雷达反射截面来完成探测工作。为了在雷达面前实现“隐形”,就需要减少目标对象的雷达反射截面。美军著名的一款战略轰炸机B-1B在设计理念中,就采用了相关隐形技术。譬如,该机采用了S型的进气道,对导流片、直气道、雷达罩等处进行了专门设计,并在诸多关键部分使用了雷达吸波材料。这些技术的汇集,令B-1B战略轰炸机具备了较佳的隐形能力,其雷达反射截面仅为1平方米,只相当于美国另一款著名战略轰炸机B-52雷达反射截面的1%。

反雷达隐形技术主要采用了改变武器外形设计和应用雷达吸波材料的方式。雷达探测所采用的电磁波,与目标物体的几何形状有着直接的关联。研究表明,将近九成的探测信息都由目标外形所决定。因此,在反雷达隐形技术中,如何合理地改进目标的外形结构,当属减少雷达反射截面的有效方式。此外,雷达吸波材料在武器装备中的应用,同样在反雷达隐形技术中占据着重要地位。所谓雷达吸波材料,即是能够吸收投射到其表面的电磁波能量的特殊材料。在工程应用方面,除隐形武器技术外,诸如微波暗室,安全防护等领域,均会使用到这一吸波材料。根据研究,铁氧体材料的吸波性能较好,不仅具有吸收率高、吸收频段较高的特点,且厚度较薄。此类隐身材料在武器装备上的应用,能够令雷达波被吸收,由此降低雷达回波的强度。作为反雷达侦察与探索的一项重要手段,通过在飞机、舰艇、坦克、导弹等各类武器装备上覆盖雷达吸波材料,可以有效吸收雷达波,减弱其反射回波信号,从而成功突破敌方雷达的防区。

前述隐形技术在实战中已有了极为成功的范例。海湾战争期间,美国使用的F117A隐身战斗轰炸机就是一款涂覆了雷达吸波材料的隐形武器。

红外隐形技术

红外隐形技术在武器装备上的融合,实质是一场红外探测和反探测之间的博弈与较量。我们知道,包括人类在内的所有物体,只要温度高于绝对零度,都会具有红外辐射。根据这一特性,但凡是物体的温度与周围环境温度之间存在差异,即可以使用红外探测来进行感知和探测。武器装备在使用过程中,无论是发动机的运行、排气,抑或武器的散热,高速运动过程武器装备与周围介质之间产生的摩擦等,都是武器装备自身主要的热辐射源。当前,随着红外探测设备能力的不断提升,即使是细微的红外辐射差别都可被侦测到。

为了面对侦察能力日益提升的红外探测设备,红外隐形技术也在不断提升与完备。顾名思义,红外隐形技术就是通过红外物理原理的应用以及改变目标结构的设计,来降低吸收目标红外辐射的能力,进而令目标达到低可探测性的目的。在运用红外隐形技术时,除主动采用释放红外干扰弹等措施外,抑制武器装备的热辐射,以降低被敌方红外探测设备发现几率的方式,也是一项重要技术。科学家在此方面也做了诸多尝试,并研究出了不少卓有成效的红外隐身方式。譬如,通过改进武器装备的燃料成分、采用伪装涂料进行涂复、在武器装备上搭载红外干扰源、使用喷口遮挡方式等,来改变红外辐射的传输轨迹。此外,诸如降低辐射体的问题、采用专门涂料或者减弱气动摩擦等方法,也可用以减少红外辐射的强度,从而实现武器装备的红外隐形。

可见光隐形

诚然,各类高科技手段的叠加应用,令探测与反探测技术具有了极高的科技含量。但目视识别仍是探测活动中的一项有机组成部分。所谓可见光探测,即是依赖武器装备与背景之间的色度、亮度等差异和对比来进行探测。而要实现可见光隐形,则需要减少武器装备的目视识别特征。通常情况下,诸如飞机等武器装备相对于天空的运动变化,其自身的照明灯光、发动机喷口的火焰、烟迹等,均较容易被可见光探测手段所发现。为了降低前述探测系统的探测效果,并实现隐形的效能,科学家就需要对武器装备与背景之间的色度、亮度以及运动的比对进行减弱,譬如采用改善武器装备的光发射特性、减弱发动机喷口的火焰等方式。

声波隐形

声波是声音的传播形式,其可以借助于各类介质向各方进行传播。换言之,即是发声体所产生的振动在空气或其他介质中的传播。无论是飞机、舰艇,抑或战车等武器装备,在运动过程中均会向空气、海洋、土地等周围介质辐射高能级的声波与噪声,从而可以轻易被敌方的声呐探测器或声音传感器所探测到。从武器装备产生的噪声来源而言,主要由目标物体的振动噪声、武器装备发动机等器件工作形成的噪声以及目标客体对周围介质的扰动噪声等。为了实现对于声波的隐身,就需要对武器装备的声波辐射予以控制,从而降低声音传感器或声呐探测器的探测效能。在此方面,科研人员也根据武器装备的主要噪声源,改进和更新了相应地武器装备设计。譬如,为了减弱武器装备的机械振动,科学家在武器装备的某些部件使用了塑料或者橡胶等非结构性吸声材料,从而在减弱机械振动的基础上,又可以进一步降低雷达的反射截面。

隐形武器技术的多领域应用

一提到隐形武器,人们脑海中立即能够反应出的肯定是隐形飞机。随着隐形武器技术在应用领域方面的不断拓宽,低可探测技术已成为当前现代战场上的王牌与杀手锏。除隐形飞机外,诸如隐形舰艇、隐形战车、隐形导弹等也已相继问世。

隐形飞机

最近20多年来,世界范围内发生的一些局部战争中,隐形飞机在其中发挥着不可或缺的重要作用。发生在20世纪90年代的海湾战争中,伊拉克用以防卫其首都巴格达而部署的防空武器密度整整是越南战争时期的七倍。在为期一个多月的空袭过程中,多国部队主要依赖隐形飞机与巡航导弹对伊拉克领空,尤其是巴格达上空进行突防。实战是检验隐形武器技术的最高试金石。海湾战争中,多国部队在摧毁巴格达附近的一处核设施中,就凸显了隐形武器技术的优势。彼时多国部队为了摧毁该处设施,曾派出30余架F-16战机担任空袭攻击任务,10余架F-15战机担任护航任务,另有20余架EF-111A、F-4G飞机担任电子战任务,同时还配备了15架KC-135空中加油机。但实战效果却极不理想,多国部队甚至还损失了2架战机。在第二次空袭时,多国部队派出了8架F-117 A“夜鹰”隐身战斗轰炸机和2架KC-135空中加油机,一举突破了伊拉克的防空领域并摧毁了3处反应堆。

F-117A“夜鹰”可谓世界上首款用于正式作战的隐形战斗轰炸机。在此之后,隐形技术已成为新一代战机的重要指标。无论是美军的B-2A“幽灵”轰炸机、F-22“猛禽”战斗机、F-35“闪电Ⅱ”战斗机,抑或俄罗斯的Su-47“金雕”战斗机,均具有极佳的隐形性能。

隐形舰艇

除了飞机外,舰艇也是现代战争中的一项重要武器装备。驰骋在海面上的舰艇,因其庞大的体积以及向外发出的红外辐射以及声呐,极易被敌方探测系统所侦察到。为此,现代各国海军已高度重视对于水面舰艇的隐形技术发展。在水面舰艇的隐形技术发展上,经历了从局部隐形向全面隐形的发展历程。当前,美国、俄罗斯、德国、法国、英国、以色列、瑞典等国的部分驱逐舰、巡洋舰、护卫舰等水面舰艇上,均不同程度或全面采用了隐形技术。

隐形舰艇的出现时间相对较晚,其是将隐形飞机的隐形技术移植到舰艇上的科技成果。当然,对于舰艇的隐形,并不是指肉眼无法直视,而是要在红外辐射与雷达方面实现隐形。舰艇通常都会有极强的红外辐射,无论是机器运行、烟囱排气等均会发出大量的热量,这就需要在舰艇设计上考虑采用屏蔽措施予以屏蔽。此外,在舰体部分甚至全部表面涂覆吸波材料是雷达隐形的一项重要手段。

隐形战车

隐形技术在陆战武器上的应用,主要集中在坦克与装甲车等方面。为实现战车的隐形,提升其战争生存能力,科学家也尝试采用各类技术手段来改进与完善战车的隐形能力。譬如,优化坦克、装甲车的外形结构,以降低其雷达反射截面。此外,为减弱战车的红外辐射,科学家也采取了排气管红外辐射抑制装置安装、注入红外吸收剂、冷却排气等一系列措施来予以改进。当前,世界范围内较为著名的一款隐形坦克当属近年来波兰与英国联合研制的“PL-01”。相较于普通坦克而言,“PL-01”隐形坦克的外形堪称科幻。全车采用了用以隐形的多面体设计,甚至连炮管都用菱形体予以覆盖。不过,相较于科幻的外形而言,这款坦克在红外辐射探测方面的隐形能力更为“科幻”。该车装备了多项高科技手段以对抗声光热等探测手段,以减少其自身被发现的概率。同时,“PL-01”隐形坦克可以对自身的红外特征予以改变,将自身的红外特征从坦克变为一辆轿车,从而在敌方探测设备面前实现“瞒天过海”。

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