「木製飛機」近乎隱身?目前「五代機」也做不到百分百規避雷達波

2021-01-11 谷火平觀察

自二戰以來,木質飛機就逐步退出了歷史舞臺。而隨著金屬材質飛機不斷問世,雷達搜索與隱身反雷達對抗也成為熱門技術課題。有一種觀念認為,既然雷達偵測飛機主要是通過機身金屬層的反射來吸收信號,那麼是不是意味著木質飛機對於雷達就是近乎隱身的存在了嗎?實則不然。因為即便是全木質材料的飛機,其發動機、儀表傳動裝置等許多關鍵部分也必然是金屬材料,而雷達足以通過這些部分收到足夠的回波特徵。因此,飛機追求隱身性能反制雷達的關鍵還是在於隱形蒙皮與隱形塗料的性能。

隱身飛機首次大規模參加實戰就是在上世紀90年代的海灣戰爭,其代表就是美國的F-117隱身飛機。當然,所謂的「隱身飛機」並非真正意義在空中完全消失,而是通過大幅度降低雷達回波,從而減少被發現的機率。因為從雷達的工作原理來說,其發射出的雷達波和日常中的光波一樣,在物理學中依然屬於電磁波範疇。因此,雷達通過發射雷達波,照射到物體上就會像光波一樣發生反射和散射。雷達接收器在接收到足夠強的回波後,會計算照射到目標的=大小、速度、方位等具體信息,雷達操縱人員通過對這些信息的綜合比對,就能推斷出相關目標(比如飛機、飛彈等)的基本情況,從而反饋給己方,進而派出戰機或飛彈進行攔截。

基於此,被雷達波照射到的目標,其材質如何,直接影響了回波強度。因為雷達波是以電磁場波的形式進行傳播,而金屬是非常優越的電導體,如果雷達波照射到金屬表面會直接反射,進而產生電磁波向外輻射。與金屬相比,木材本身是電的不良導體,雷達波照射後產生的二次輻射非常小,進而也導致雷達接收器接收到的回波強度非常弱。因此,理論上來說,二戰及二戰以前大量存在的木質飛機,被雷達偵測鎖定到的機率,要比後續出現的全金屬飛機小一些。

從世界航空發展史來看,木結構飛機早在上世紀30年代就已經出現,並在全世界有很深的根基,甚至就連波音公司的創始人威廉·波音也是木材商出身。據了解,萊特兄弟研製的 「飛行者1號」就是一款木質飛機,其機身結構以堅硬的雲杉木為主。當然,即便是這款歷史上最早的木質飛機,其木材在整個機體材料中廣大佔比也僅有47%,其發動機等關鍵部位全部為金屬材料,其中鋼佔到整個機體材料的35%,另外還有布等材料。

而到了到上世紀40年代初,由於規模浩大的二戰耗費了大量的金屬材料,很多國家都面臨金屬資源緊缺的問題,特別是航空工業中急需的鋁等有色金屬嚴重稀缺。基於此,很多參戰國不得不重新啟用木質飛機。比如,英國皇家空軍的「蚊」式戰鬥轟炸機就是二戰時期經典的木質飛機。這款飛機使用了大量膠水粘合結構件,實戰性能非常不錯。當然,在關鍵的發動機等部位,「蚊」式戰鬥轟炸機依然採用金屬材質,這也讓其無法從根本達到躲避雷達搜索的境界。

進入21世紀以來,中美俄等國紛紛推出具有更強隱身性能的五代機。和此前的傳統飛機相比,隱身飛機要想躲避雷達信號,其關鍵就在於物理外形和隱身材料兩大環節。隱身材料很好理解,就是在機身表面塗上特殊的吸波材料。當雷達波照射到飛機表面時,這種吸波材料會把絕大部分雷達波吸收,甚至幾乎不會發生反射,從而讓雷達接收器無法接收到足夠強度的回波。而物理外形主要則是體現在機體造型結構方面,可以直接將雷達波反射到其它空域,雷達波無法原路返回,也就讓雷達無法接收到回波信號了。當然,以目前的隱身技術而言,即便是最先進的五代機也無法做到百分百規避雷達波,僅僅是儘可能減少雷達反射截面的大小而已。

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