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隱身武器
送交者: 隱身 2002年02月17日00:14:15 於 [軍事天地] 發送悄悄話


在現代戰爭中,為了更有效地“保存自己,消滅敵人”,偵察與反偵察的鬥爭愈演愈烈。由於軍事信息技術的發展,偵察技術手段發生了質的飛躍。在現代戰場上,從水下、地(海)面、空中直至太空都布有各種偵察平台,它們利用雷達、電子、紅外、可見光、聲波等各種探測技術裝備,共同構成立體化、大覆蓋面偵察、監視與預警網,將覆蓋整個陸、海、空乃至太空戰場。同時,由於精確制導武器的大量使用,殺傷手段向“發現即命中”方向發展,使偵察手段在戰爭中的地位和作用大大提高。偵察技術手段的發展,必然刺激反偵察手段的發展。所以,作為反偵察技術的隱身備受重視,並迅速發展起來。

隱身武器在一定程度上可以做到“來無影,去無蹤”,就防空作戰而言,隱身飛行器將大大減少防空體系的預警時間,使攔截飛機無法及時起飛,及早實施有效的攔截;使地面防空武器來不及捕捉、跟蹤和射擊,使導彈難以尋找目標。以美軍的B-1B轟炸機為例,由於它採用了隱身技術,雷達對其探測的最大距離減少了許多,一般大型超短波地空警戒雷達對中高空轟炸機的發現距離通常為600公里以上,而B-1B卻只有336~180公里。這無疑 將給防空作戰指揮帶來極大的困難。另外,一些隱身武器還可以抑制紅外探測能量的90%,使其可探測距離減至原來的30%,這就大大限制了紅外和光電複合制導武器性能的發揮。

當然,隱身技術對防禦作戰也帶來諸多有利條件,如通過“隱真示假”可欺騙敵方的偵察器材,隱蔽己方兵力的部署,提高戰場生存能力,降低敵火力襲擊的效果,還可以提高己方飛機、艦艇、導彈實施反擊的突然性等等。

隱身技術又稱為低可探測技術或目標特徵控制技術。它是改變武器裝備等目標的可探測信息特徵,使敵方探測系統不易發現或發現距離縮短的綜合性技術。作為一門交叉性學科,它綜合了諸如流體動力學、材料學、電子學、光學、聲學等眾多領域的技術,是第二次世界大戰以後新出現的重大軍事技術項目之一。特別是七十年代以來,美、前蘇聯、日、英、法、德、意大利、加拿大、以色列等國都投入大量人力、物力和財力研究隱身技術,並取得了突破性進展,已由基礎理論研究階段進入實用階段。目前,隱身技術已經廣泛應用於研製隱身飛機、隱身導彈、隱身坦克、隱身艦艇等各種隱身武器裝備,有的已研製成功並投入使用。同時,其他重要目標乃至人體、機場的隱身武器裝備,在戰爭中將起到舉足輕重的作用。隱身技術的應用,將大大提高軍事目標的隱蔽性能,增強武器的突防和攻擊能力,打破已形成的攻防平衡態勢,促使防禦系統中的各種探測系統發生重大變革,並刺激反隱身技術的發展。

作為改變目標可探測信息特徵,使敵方各種探測系統難以發現的隱身技術,主要包括有源隱身技術和無源隱身技術兩類。有源隱身技術主要地利用光或電子干擾手段隱蔽己方目標,例如施放光或電子干擾使敵方光或電子探測 系統迷盲,施放誘餌使敵方探測設備跟蹤假目標等。這類技術靠增加而不是減少武器裝備的可探測信息特徵來達到目標隱身的目的。

目前人們所說的隱身技術,主要是指無源隱身技術。它是靠減少武器裝備等目標的可探測信息特徵,使敵方各種探測系統不能發現或發現概率降低,致使等到發現時,防禦方已來不及作出反擊動作的技術。由於現代戰場上偵察探測系統主要靠聲波、可見光、雷達、電子、紅外等探測技術,所以,一般是通過以下幾種途徑來實現武器裝備的隱身:第一,消除聲響,降低噪音,反敵方的聲波探測系統,以達到隱身的目的;第二,採用新型偽裝,降低目視探測距離,反敵方的光學探測,以達到隱身的目的;第三,降低雷達反射面積,減小雷達探測距離,反敵方的雷達探測,以達到隱身的目的;第四,降低激光探測能力,反敵方的激光探測,以達到隱身的目的;第五,減少紅外線特徵,降低紅外探測能力,反敵方的紅外探測,以達到隱身的目的。

隱身技術最早用於航空領域。在第二次世界大戰期間,英國為了反德國的雷達偵察技術,用膠合板、雲杉等材料做的雙引擎“蚊”式轟炸機幾乎不被德國雷達所發現,因而這種飛機在第二次世界大戰中損失最少,這是隱身技術的最早應用之一。五十年代末,美國在U—2高空偵察機和PLV—7低空偵察機上採用了減弱電磁波反射的塗層,以後又在SR—71“黑鳥”偵察機上使用了隱身吸波材料,侵越戰爭時在直升機上還採用了紅外特徵消減措施,降低了蘇制SA—7型紅外地空導彈的命中率。

六十至七十年代,由于越南戰爭和中東戰爭的刺激,以及地空導彈和雷達的發展,對飛機的隱身要求非常迫切,從而推動了對它的研究。1975年,美國正式提出了研製隱身飛機的計劃,到1977年11月,以絕對秘密的“海弗藍”計劃為代號的一種原型機XST—1號隱身戰鬥機首次試飛。1982年經過改進後的實用型機試飛成功,並命名為F—117A偵察戰鬥機。到1987年,美國已擁有這種飛機50架。該機長20.08米,翼展13.20米,機高3.78米,最大起飛重量23800千克,最大速度為0.8馬赫,不進行空中加油的作戰半徑為1200公里左右。它的全部武器都裝在機內彈艙里,武器載重量達2270千克,可攜帶2枚2000磅(908千克)級的激光制導炸彈或其他空對地武器,其中包括空對地導彈、反輻射導彈等。F—117A在用於自衛或攻擊敵方預警飛機時,也可掛空空導彈。F—117A裝有前視紅外和下視紅外探測儀、激光指示儀、多功能顯示裝置、精確導航和攻擊系統、大氣數據計算機等先進電子裝備。

F—117A作為世界上第一架實用的隱身戰鬥機,自1983年服役以來,它參加了兩次戰爭。第一次是1989年12月19~20日,美國空軍出動了6架F—117A戰鬥機,完成了對巴拿馬的入侵。第二次是1991年1月17日開始的海灣戰爭,F—117A戰鬥機發揮了重要作用。它最大的特點當然是突出的隱身性能了。它採用了紅外隱身技術、材料隱身技術和雷達隱身等技術。該機有奇特的外形,看上去像是一架小型的航天飛機,採用後掠翼和V型尾翼,機翼很薄以抑制和散射雷達波束,下視圖呈楔狀,前視圖機身呈尖塔形,機身為多角多面錐體,外表幾乎全由許多小平面拼接而成,既沒有連續的大平面,也沒有入射的曲面,使發射的雷達波向多方向弱反射,以致對方的雷達接收機難於收到穩定和連續的信息。機身採用一體制,全機下部沒有什麼突出部和外掛物,導彈、炸彈等武器全部裝在機身或機翼內。飛機上還採用了發射強大功率的微波雷達,發動機排氣口和進氣口都備有吸波擋板,進氣口和排氣口也都在機身上部,裝有降低雷達截面和紅外特徵的裝置。大量採用複合材料,有效地縮小了雷達反射截面積,還大量使用各種吸波材料,有的還塗有紅外隱身塗層,以降低機體與背景的對比度。此外還採用了其他為減弱熱、聲、光、煙等信號的隱身技術,特別是該機幾乎不裝任何有源傳感器,以達到降低電磁波輻射的隱身目的。全機純金屬材料不超過結構材料總重量的5%,在這5%的金屬材料上也儘可能地塗以隱身塗料。出於目視隱身的考慮,還在機身蒙皮表面塗以天藍色,因而早先它還有一個雅號叫“虛假碧空”。

隱身技術除了用於航空外,還開始用於解決減少水面艦艇的雷達反射截面積問題。前蘇聯軍艦甲板上的艙室都設計得與水面有一個傾角,邊緣圓滑,能減少一部分雷達探測性能,以到得隱身效果。美國海軍正在研製20米長的導彈快艇,常規的海面搜索雷達探測不到它。美國的DDG—51驅逐艦、前蘇聯的基洛夫巡洋艦、德國的MEKO護衛艦等,在結核設計上都採用減少雷達反射截面積的措施。對於水面艦艇來說,降低噪音也是一個非常重要的隱身措施,美國艦艇的噪音比前蘇聯的低得多。此外,在對核潛艇如何提高隱身性能方面,也正在下大功夫。除了從“安靜化”、“隱形化”兩個方面進行考慮處,還從加大下潛深度、提高航速、消除艦艇物理影響、實行無線電遮蔽和增強水下停留及活動能力等方面進行研究,以提高隱身能力。

在導彈方面,美國B—52轟炸機上的短短攻擊導彈(SRAM),已經採用了吸波材料,取代了原來的金屬水屬安定面。

日本三菱重工業公司製造的空對艦導彈ASM—1的尾翼,也已經用含有鐵氧體的複合材料取代了輕合金,取得了一定的隱身效果。日本還在SSM—1岸對艦導彈的尾翼上採用了同樣的材料。

美國還非常重視在下一代遠程巡航上應用隱身技術,為此制定了“黑幕”計劃,主要包括高級空射巡航計劃和先進技術巡航導彈(ATCM)計劃。

坦克和裝甲車由於作戰環境和結構特點的不同,採用隱身技術的靈活性比飛機艦艇要小一些,目前主要採取的技術措施是:低矮車身、無炮塔坦克,採用現有的吸波材料外敷車身各部位,以減少坦克和裝甲車的熱輻射紅外特徵。

為了進一步提高生存能力,一些技術先進的國家甚至設想對機場也採取隱身措施。利用隱身技術偽裝、隱蔽的軍用機場叫隱身機場。這是隱身技術在軍事領域中運用的又一個新的突破。主要方法是利用計算機控制特殊塗料、染料、屏蔽和假目標等綜合性技術達到機場隱身的目的。此外,不定期配有使敵方偵察器材難以發現的飛機“智能隱身蒙布”等配套技術,大大提高了現代軍用機場的生存概率,更加適應現代高技術戰爭的需要。

因為現代空襲武器一般都裝有紅外掃描器、熱成像儀和激光、雷達等較高精度的探測傳感手段,能夠靈敏地分析了機場等特定目標地區內溫差等細微變化,使計算機系統能較準確地確定目標情況。採用了隱身技術之後,就可以使上述傳感手段中的信號變頻失真,從而達到機場隱身效果。

目前,世界上只有美國、英國曾共同研究了隱身機場技術。具體實驗中是在隱身機場上大量裝備類似澆花用的“噴灌器”,戰時以噴水澌消除飛機的熱成像輪廓:在場道上塗上隱身塗料,使其反射效果相似於機場草地;還有充氣機棚、假收音機等,以增強綜合性的隱身效果。

隨着隱身武器的問世,反隱身技術的研究也在不斷發展。反隱身技術就是降低隱身效果或使之完全失效果具體技術手段。早在1982年,當美國的第一架隱身飛機F—117A首飛成功時,美國就同時組建了一個反隱身技術的研究委員會,經過10多年的努力,已相繼提出了40多項反隱身技術措施,其中最主要的是研製反隱身的全新雷達,它主要包括以下幾種:

一是超視距雷達。其工作原理是利用短波在電離層和地面之間的跳躍傳播,來探測地平線以下的目標,從目標上方對其實施俯視監視。

二是衝擊雷達。這種超寬帶式的脈衝射向目標時,能產生多種頻率回波,具有較高的距離和角度分辨率,從而獲取比常規雷達大得多的反射信號,降低目標的塗料的隱身效果。

三是雙(多)基雷達。即將兩部或多部雷達的發射和接收分置於多個不同地點,進行前向或側向等多角度的同時探測,將反饋信息集中處理之後,即可有效發現隱身目標。

四是長波或毫米波雷達。因當前隱身武器塗料所能吸收的主要是厘米波,所以擴展的米波、毫米波及紅外、激光等波段的雷達就具有一定的反隱身能力。

五是雷達也光電系統。實際上就是把雷達與其他光電設備形成一個統一的系統,可以實現從微波至可見光的全頻譜覆蓋,從而提高對隱身目標的分辨力和探測精度。

有矛必有盾,發展了隱身技術,必然導致反隱身技術的發展。因此,根據現今技術的發展情況,預測隱身技術的研究動向和發展趨勢將有如下幾點:

一是擴展隱身波段。目前,作為主要探測設備的雷達其工作波段主地是厘米波範圍,隨着雷達技術的發展,防空預警雷達正向毫米波、亞毫米波、紅外、激光等波段擴展。因此,隱身技術,包括隱身塗料和材料,也應適應反寬探測的需要。

二是綜合運用各種隱身技術。隱身技術本身就是多學科的綜合性技術,只有加強綜合研究和綜合運用,才能獲得理理想的隱身效果。

三是必須考慮微波武器對隱身武器帶來的威脅,隱身武器若大量吸收微波束,會發熱損毀。

四是降低隱身技術的成本。目前採用的隱身技術成本太高,使得武器裝備的研製費用和採購費用難以承受,這本身就是不利於隱身技術的發展和廣泛使用的。

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