隱身與反隱身技術的新動向 文 / 豆豆整理
王春蘭
隱身技術的出現促使戰場軍事裝備向隱身化方向發展。由於各種新型探測系統和精確制
導武器的相繼問世,隱身兵器的重要性與日俱增。以美國為首的各軍事強國都在積極研究隱
身技術,取得了突破性進展,相繼研製出隱身轟炸機、隱身戰鬥機、隱身巡航導彈、隱身艦
船和隱身裝甲車等,有的已投入戰場使用,在戰爭中顯示出巨大威力。同時,反隱身技術也
在深入發展,並不斷取得新成就。當前,隱身與反隱身技術發展呈現以下幾個新動向。
世界各軍事強國都在競相發展隱身兵器
美國的隱身兵器居世界領先地位
美國的隱身兵器發展較快,目前居世界領先地位。它的F-117A、B-2、F-22等隱身飛機
代表當今世界隱身兵器的先進水平。F-117A隱身攻擊機已投入實戰,在局部戰爭中發揮了
重要作用。第一架B-?隱身轟炸機已於1993年12月開始服役,空軍轟炸機聯隊裝備的B-2
隱身轟炸機有6架已具備初始作戰能力。
第一架F-22已於1997年9月7日首次試飛成功,其設計兼顧了超聲速機動和隱身特
性。F/A-18E/F飛機上採用了具有抗蝕性的吸波材料,這是隱身領域的一個突破。
在現有隱身飛機的基礎上,美國不斷開拓新項目的研究,研製新型隱身飛行器以及其他
新式隱身裝備。例如,正在實施「聯合攻擊戰鬥機(JSF)計劃」,旨在研製多用途隱身戰鬥
機;世界著名的「暗星」(即蒂爾Ⅲ)隱身無人機已於1996年3月29日首次飛行成功;正
在研製AGM-137三軍防區外隱身攻擊導彈和隱身電動戰車;正在實施旨在提高海軍潛艇隱身
性能的秘密計劃(「M計劃」);諾思羅普-格魯曼公司正在研製一種攻擊型隱身無人戰鬥機
和一種能模仿隱身飛機的新型誘餌;空軍正在考慮發展一種遠程隱身運輸機;陸軍已設計出
一種隱身帳篷,擬從2000年開始取代部隊的老式木製、纖維制帳篷;陸軍將與英陸軍合
作,研製隱身偵察車;正在開發各種隱身工事和隱身機庫,以保護停放在裡邊的通信車、飛
機和導彈等裝備。
俄羅斯不甘落後,積極發展先進的隱身兵器
隱身技術問世以來,前蘇聯與美國一直在競相發展隱身飛機。當今的俄羅斯也不甘落
後,它已開始研製隱身的輕型多用途第5代戰鬥機(LFI)和S-54戰鬥機,與美國的JSF相
當,預計在本世紀末前研製成功;米高揚設計局正在研製一種中型隱身戰鬥機「米格-
35」;蘇霍伊設計局的S-32隱身戰鬥機的驗證機已於1997年9月25日首飛成功;俄空軍
還正在研製一種與美空軍B-2轟炸機相似的新型隱身戰略轟炸機;俄羅斯的隱身軍艦令人矚
目,已有4艘交付使用。
其他國家的隱身技術應用也取得了明顯進展
除美、俄外,英、法、德、日和瑞典等國都在積極發展隱身兵器。英國國防部制定了一
項研製第三代隱身攻擊機的秘密計劃,預計2000年前製造出試飛樣機;英國防研究局正在
研製一種隱身裝甲戰車,並已研製成功隱身軍艦和一種新型隱身教練水雷。法國正在研製類
似於美國F-117A隱身攻擊機的試驗樣機;已研製出一艘全部採用隱身技術的護衛艦;開始
研究下一代隱身的高超聲速攻擊導彈,預計2010年前後服役;正在研製裝備「電動車輪」
的隱身裝甲車。德國一直在秘密地執行「螢火蟲」隱身飛機計劃,擬研製一種多面體隱身戰
斗機的3/4縮比風洞試驗模型;與南非和韓國可能合作研製一種全尺寸的新型隱身輕型超聲
速戰鬥機/先進噴氣教練機,命名為AT-2000;還與美、英、法達成協議,共同研究高能
量、低信號特徵的推進劑;已研製出MEKOA系統隱身艦。日本已經研製出FS-X隱身戰鬥機
的原型機,並正在籌劃下一代隱身戰鬥機的初步設計方案(隱身技術與高機動性相結合),稱
為FI-X;還正在研製一種隱身無人航空器。瑞典研製成功了一艘隱身炮艇,並已下水試
航;正在研製一種小型隱身護衛艦,首艘將於本世紀末或下世紀初服役。此外,意大利、西
班牙和印度等國也正在研製隱身飛機。
隱身技術不斷有新突破
實現戰場軍事裝備隱身化的技術措施多種多樣,主要有外形隱身措施、電子隱身措施、
紅外隱身措施、視頻隱身和聲隱身措施等。針對探測技術方面的改進,目前正在醞釀一些新
的隱身概念和新的隱身技術。
探索新的隱身機理
(1)等離子體隱身技術。實驗證明,用等離子氣體層包圍諸如飛機、艦船、衛星等的表
面,當雷達波碰到這層特殊氣體時,由於等離子體層對雷達波有特殊的吸收和折射特性,使
反射回雷達接收機的能量很少。例如,應用等離體技術可使一個13厘米長的微波反射器的
雷達平均截面在4∼14吉赫頻率範圍內平均減小20分貝,即雷達獲取的回波能量減少到原
來的1%。美國休斯實驗室已進行了這方面的實驗。
(2)應用仿生技術。試驗證明,海鷗雖與燕八哥的形體大小相近,但海鷗的雷達反射截
面比燕八哥的大200倍。蜜蜂的體積小於麻雀,但它的雷達反射截面反而比麻雀大16倍。
有關科學家們正在研究這些現象,試圖採用仿生技術,尋求新的隱身技術。
(3)應用「微波傳播指示」技術。這種技術是利用計算機預測雷達波在大氣中的傳播情
況。大氣層的變化(如濕度、溫度等的變化)能使雷達波的作用距離發生變化,使雷達覆蓋范
圍產生「空隙」(即盲區),同時雷達波在大氣裡傳播時要形成「傳播波道」,其能量集中於
安ǖ濫淞保「波道」之外幾乎沒有能量。如果突防兵器在雷達覆蓋區的「空隙」內或「波
道」外通過,就可避開敵方雷達的探測而順利突防。
開發新型隱身材料
隱身材料是隱身技術發展的關鍵。目前,世界軍事大國正在開發以下幾種新型隱身材
料:
(1)手性材料(chiralmaterial)。手性是指一種物體與其鏡像不存在幾何對稱性且不能
通過任何操作使物體與鏡像相重合的現象。研究表明,具有手性特性的材料,能夠減少入射
電磁波的反射並能吸收電磁波。用於微波波段的手性材料都是人造的。採用手性材料的結構
與微波相互作用的研究始於50年代,到80年代,有關手性材料對微波的吸收、反射特性的
研究才受到一些研究部門的重視。目前研究的雷達吸波型手性材料,是在基體材料中攙雜手
性結構物質形成的手性複合材料。
(2)納米隱身材料。近幾年來,對納米材料的研究不斷深入,證明納米材料具有極好的
吸波特性,因而引起研究人員的極大興趣。目前,美、法、德、日、俄等國家把納米材料作
為新一代隱身材料進行探索和研究。
(3)導電高聚物材料。這種材料是近幾年才發展起來的,由於其結構多樣化、高度低和
獨特的物理、化學特性,因而引起科學界的廣泛重視。將導電高聚物與無機磁損耗物質或超
微粒子復合,可望發展成為一種新型的輕質寬頻帶微波吸收材料。
(4)多晶鐵纖維吸收劑。歐洲伽瑪(GAMMA)公司研製出一種新型的雷達吸波塗層,系採用
多晶鐵纖維作為吸收劑。這是一種輕質的磁性雷達吸收劑,可在很寬的頻帶內實現高吸收效
果,且重量減輕40%∼60%,克服了大多數磁性吸收劑所存在的過重的缺點。
(5)智能型隱身材料。智能型隱身材料和結構是80年代逐漸發展起來的一項高新技術,
它是一種具有感知功能、信息處理功能、自我指令並對信號作出最佳響應功能的材料和結
構,為利用智能型材料實現隱身功能提供了可能性。
目前,隱身技術正向著綜合運用、權衡隱身性能和其他性能、擴展頻率範圍和應用范
圍、降低成本等方向發展。
反隱身技術的研究工作初見成效
隱身技術的迅速發展對戰略和戰術防禦系統提出了嚴峻挑戰,迫使人們考慮如何摧毀隱
身兵器並研究反隱身技術。隱身技術與反隱身技術的發展,是相互制約、相互促進的,無論
哪一方有新的突破,都將引起另一方的重大變革。反隱身技術的發展方向是:綜合運用,系
統綜合(集成),開發新的反隱身技術理論。
由於目前隱身技術的研究主要是針對雷達探測系統的,所以,反隱身技術的發展重點也
是針對雷達的。雷達實現反隱身的技術途徑主要有以下三個方面:1提高雷達本身的探測能
力;2利用隱身技術的局限性,削弱隱身兵器的隱身效果;3開發能摧毀隱身兵器的武器。
目前,美、俄、英、法、日等國家都在積極發展反隱身技術,取得的進展主要表現在以
下幾個方面:
加緊研究高靈敏度雷達
高靈敏度雷達通常包括:先進的單基地雷達(寬頻帶/超寬頻帶雷達、超視距雷達)、雙/
多基地雷達、毫米波雷達、超高距離分辨率雷達、合成孔徑/逆合孔徑雷達、多功能相控陣
雷達、激光雷達等。目前,美國的高靈敏度雷達正處於研究、樣機試驗階段。預計,高靈敏
度雷達技術,如研製穩定度更高的頻率發生器、信號處理能力更強的系統以及動態範圍更寬
的接收機和模擬/數字轉換器等方面,將會有新的突破。
擴展雷達的工作波段
由於隱身兵器的設計通常是針對厘米波段雷達的,因此,將雷達的工作波段向米波段和
毫米波段甚至紅外波段和激光波段擴展,都將具有一定的反隱身能力。美軍正在建造工作在
米波段的AN/FPS-118超視距預警雷達;已研製成功一種海軍用的可調防的小型戰術超視距
雷達;美空軍計劃為「愛國者」防空導彈安裝35千兆赫的毫米波雷達導引頭,並開始進行
激光雷達預警系統的研究工作。
將雷達系統安裝在空中或空間平台上
隱身飛行器的隱身重點一般放在鼻錐方向±45°角範圍內。因此,將探測系統安裝在空
中或衛星上進行俯視,可提高探測雷達截面較小目標的概率。美空軍的E-3A預警機(載高脈
沖重複頻率的脈衝多普勒雷達)和海軍正在研製的「鑽石眼」預警機(載有源相控陣雷達)以
及高空預警氣球(載大型孔徑雷達),都能有效地探測隱身目標。美國還正在研製預警飛艇、
預警直升機、預警衛星等。此外,俄羅斯、英國、印度等國都很重視發展預警機的工作。
提高現有雷達的探測能力
美國正在用先進技術將現有雷達加以改進。通過採用頻率捷變技術、擴頻技術、低旁瓣
或旁瓣對消、窄波束、置零技術、多波束、極化變換、偽隨機噪聲、恆虛警電路等技術,來
提高雷達的抗干擾能力,進而提高雷達的探測性能。通過採用功率合成技術和大時寬脈衝壓
縮技術,來增加雷達的發射功率。雷達接收機通過採用數字濾波、電荷耦合器件、聲表面濾
波和光學方法等先進技術來提高信號處理能力。在此基礎上,再通過雷達聯網來提高雷達的
反隱身能力。
開展高功率微波武器研究
隱身兵器主要是通過採用吸波材料(結構吸波材料和吸波塗層)達到隱身的。但是,當它
遇到高功率微波波束時,會受損害甚至失去戰鬥能力。美國正在加緊研究高功率微波武器,
一種可重複發射的高功率微波武器處於預研階段,另一種高功率微波彈頭處於演示階段。俄
羅斯已研製出方向性很強的高功率微波武器,可用手榴彈、迫擊炮、火炮或導彈投擲。