俄罗斯则是另一个隐身技术大国。米高扬设计局正在研制一种中型隐身战斗机“米格—35”,俄罗斯空军还正在研制一种与美国空军B—2轰炸机相似的新型隐身战略轰炸机。据称,新轰炸机将广泛采用隐身技术,降低反射面积。与美国战机“外形+涂料”的隐身方式不同,新轰炸机将采用等离子体隐身技术,在不改变飞机气动外形设计的前提下,将飞机周围的空气变成“等离子云”,达到吸收和散射雷达波的效果。值得称道的是,俄罗斯苏霍伊公司研发的“T—50”多用途隐身战机,号称可以和“F—22A”战斗力相媲美,并在2010年1月29日进行了首次试飞,并在莫斯科航展上崭露头角。作为国际标准的第四代战机,“T—50”战机拥有矢量推力技术,不开加力下可维持超音速巡航,并广泛使用隐身技术,武器系统完全内置,雷达可探测性大大降低。
中国的“歼—20”战机试飞则开启了中国战机的隐身时代,如今刚刚曝光的所谓“歼—31粽子机”或许会让中国的战机隐身技术从无到有,从小变大,从单一化向多样化发展。“歼—20”战机是成都飞机工业集团为中国人民解放军空军研制的中国第四代双发重型隐身战机。采用了单座、双发、全动双垂尾、“DSI蚌式”进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。歼—20的机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门采用锯齿边设计,机身深墨绿色涂装,远观近似于黑色,有“黑丝带”的美誉。2011年1月11日,“歼—20”在四川成都实现了成功首飞。“歼—31”则是沈阳飞机工业集团研制的第四代双发中型隐身战斗机,其采用双发、单座、固定双斜垂尾、无鸭翼、“DSI蚌式”进气道。该款战机可与“歼—20”形成高低搭配部署,也可作为新一代隐身舰载机的后继型号,同时具备很强的出口竞争能力,可与美国的“F—35”和俄罗斯的“T—50”一较高下。
当然,研制隐身战机的远不止这几个强国,如今日本也在潜心研制隐身的“心神”战机,韩国也希望研制属于自己的第四代隐身战机,瑞典也不断在改进其“鹰狮”战机,就连伊朗也宣布成功研制了隐身战机“比目鱼”。由此可见,随着各国科技实力的不断增强,隐身战机研制的技术门槛将随之降低。
一旦太多国家拥有了此类隐身武器,反隐身技术也就成为必然。可以毫不夸张地说,隐身不是无敌的,但确实难以对付。
由于目前隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的,所以,反隐身技术的发展重点也是针对雷达的。雷达实现反隐身的技术途径主要有以下三个方面:一是提高雷达本身的探测能力;二是利用隐身技术的局限性,削弱隐身战机的隐身效果;三是研制开发能摧毁隐身战机的反制武器装备。目前,美国、俄罗斯、英国、法国、捷克、中国、日本等国都在积极发展反隐身技术。中国军队早在本世纪初就已经把“新三打三防”中的“打隐身飞机”作为重要反制科目进行日常训练。
从目前来看,要想对付隐身飞机就必须有更强力的技术手段和多样的战术战法。
集成庞大的雷达网阵列:很多国家都在加紧研究高灵敏度雷达,包括先进的单基地雷达、多基址雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率雷达、合成孔径雷达、多功能相控阵雷达、激光雷达等。这些雷达单一组合或搭配组合形成覆盖广泛的雷达网阵列,从不同探测角度和综合技术渠道确保有效地增强探测和识别能力,让隐身战机最终无处遁形。
扩展雷达的工作波段:由于隐身战机设计通常是针对厘米波段雷达的,因此,将雷达的工作波段向米波段和毫米波段甚至红外波段和激光波段扩展,都将具有一定的反隐身能力。包括研制超视距雷达,因超视距雷达工作波长较长,隐身飞机采用的波吸收材料对它无效。同时,由于超视距雷达波是经过电离层反射后照射到战机上的,使雷达具备了拐弯探测能力。由于战机的雷达外形隐身设计,主要是减少正前方的探测,所以对来自上方的雷达波隐身效果并不佳,因此利用电离层反射进行探测的超视距雷达便成了隐身飞机的克星。尤其采用了相控阵技术的超视距雷达,能够在1000多公里外探测到像“B—2”隐身战略轰炸机这样的目标,其敏锐洞察力可见一斑。
打造天基或平流层防御网“站得高,看得远”,雷达也不例外。特别是隐身飞机的隐身重点多放在机头和两翼部位,其次才考虑侧面和尾部,至于战机顶部采取的隐身措施通常很少。这样一来,一旦建立起基于天基的卫星探测系统,或基于高空平流层的探测飞艇,从隐身目标上方实施俯视探测,就很容易发现看似隐身的目标。这种反隐身技术本质就是将雷达系统放在卫星、飞船等空间平台,或者放在大型军用飞艇上,可以实现24小时长期高空驻留和日常巡航,确保对来犯之隐身战机“看得到,抓得住”。
发展反辐射雷达技术:我们常说的雷达都是有源雷达,需要自身主动发射电磁信号探测目标。作为隐身战机,它本身就是一个巨大的电磁辐射源。这样一来就可以通过“被动”接收隐身目标无法遁形的电磁辐射信号或目标反射的其他微弱电磁信号等,以探测、定位并识别目标,这种被动式侦察雷达就是无源雷达,是专门捕获各类电磁辐射信号的反辐射雷达。由于隐身飞机在作战中机载的通信、导航、敌我识别、雷达和电子干扰机等电子设备总会辐射一定的电磁信号,无源雷达就是依靠接收到这种信号实现对隐身飞机的探测。据悉,在科索沃战争中,塞尔维亚就曾用“维拉—E”雷达无源监视系统“塔玛拉”捕获到了美F—117A“夜鹰”隐身战机,并用俄罗斯制的“萨姆”地空导弹成功将其击落。
掌握微波武器杀手锏:隐身战机主要是通过采用吸波材料达到隐身目的的。但当它遇到高功率微波波束时,因为大量吸收高能量电磁波会引起强烈的热效应,从而导致隐身武器自身温度迅速升高以致最终烧毁。虽然目前世界上研制出的高能微波雷达还不足以达到直接烧毁目标的程度,但还是可以摧毁其内部电子设备或元器件,使隐身战机“因内伤瘫痪”。因此这种微波雷达严格意义上已经是一种杀伤性武器了。如今美国和俄罗斯都在加紧研制高功率微波武器。
但比较讽刺的是,不仅仅高精尖的雷达能反隐身,就连我们身边的手机也能对付隐身飞机。据德国西门子公司研究发现,一个国家的移动电话设施就可以作为一种对付隐身战机的有效雷达系统。该技术可使手机基站变成发射机,用于照射空中目标。因为计算几个基站发出信号之间的相位差,接收机就能够判定其位置。该系统的多方向性表明,它能够有效克服发现隐身战机、隐身导弹的困难。移动电话系统设施变成雷达网络具有很强的生存能力,因为要消灭这种“雷达”,意味着必须使整个移动电话系统失效,那几乎就是天方夜谭。但这种民用的设备究竟能否应用于反隐身战机,还需要做大量的研究和开发工作,另外手机基站的密集度和自身精确性,以及其在边界、海疆地带的松散性或许会制约其在实际军事用途领域的积极发展,毕竟手机还是以民用为主,哪里人多,哪里基站才多。
如此看来,难道包括F—22A、F—35、T—50、歼—20在内的隐身战机还没有完全问世或服役,还没有走向战场就要被反隐身技术吓退吗?当然不是!尽管反隐身技术看起来很多,但实现起来都不是轻而易举的,更不是那些没有技术实力和经济实力的国家能做到的。同时也应该看到,矛与盾的斗争是长期的,就算是雷达隐身、红外隐身和磁隐身都被逐一攻克了,更高级的隐身技术,如等离子体技术、纳米技术、超材料技术以及阻抗加载等新型隐身技术又会层出不穷。由此可见,信息化战场中的隐身与反隐身竞赛,不会停滞更不会停止,只能随着技术的不断升级而愈演愈烈。
(第三节)战舰隐身技术攻防战
不仅是战机这个“小东西”需要隐身,就连数以千吨、几万吨庞然大物的战舰也需要在海上能实现遁形,悄然接近战场施行军事任务,之后再悄然离开战场,无声无息。但与战机隐身相比,战舰的隐身就更加困难了,毕竟太大了!
从目前技术实现手段来看,隐身战舰包括几类,一是真正的隐身水面舰艇和潜艇,一是采用部分隐身技术的各种准隐身战舰。但完全意义上的隐身战舰依旧是不存在的。
相比水面战舰而言,潜艇的隐身还是比较容易的,潜伏在茫茫大海之中本身就是很好的隐身方式。
水面战舰全隐身需要克服4种战舰的特征信号,一是雷达回波;二是红外辐射;三是战舰声波噪声;四是可见光的视觉反馈。
雷达回波和红外辐射与战机隐身类似,需要通过综合外观、外形设计尽量减少战舰的RCS,同时需要对动力系统、通讯系统等产生的巨大红外辐射进行遮挡性设计。与战机隐身不同的是,战舰噪声隐身就显得至关重要,毕竟一旦这些噪声被敌方潜艇的声呐所捕获,该战舰的生存能力就十分堪忧。
另外,可见光的视觉隐身对于水面战舰也是比较重要的。由于海军舰船的活动位于海洋环境之中,主要以海洋、天空、海岸线为背景,这些背景又不是一成不变的,往往会随着天气、温度、湿度、光照、海况等因素的变化而变化。对于一艘水面舰艇来说,从天空中向下观察时它的背景是海洋,从海面另一艘舰船上观察时背景则是海岸线或海天一线,从潜艇的潜望镜中观察时,背景则是一望无际的天空。所以舰艇隐身首要的一点就是确保自身与海洋环境的有机融合,这种融合就是伪装。伪装的目的是欺骗和迷惑敌人。伪装的方式多种多样,可以从早期的战舰涂装、海洋迷彩、伪装网到比较新颖的仿生伪装、变色涂装等等,科技进步已经可以做到把战舰这个庞然大物从人们的视觉中彻底消失掉。瑞典的“维斯比”隐身护卫舰采用计算机仿真技术及背景多元建模技术,使该战舰在岛屿或海岸线附近海面活动时,目视发现概率下降了近三分之二。同样值得一提的是,中国海军新锐的“022型”双体隐身导弹艇。这级别的艇型涂色一改中国过去海军舰艇的灰白色涂装,大胆采用了有波浪状和不规则色块的海洋迷彩,即比较前卫的兴波伪装。兴波是指水面舰艇在航行时舰艏在水面上激起的波浪,并沿着两舷向后不断翻滚,航速越高,激起的波浪就越大。该型艇在两舷舷侧用涂装漆成假的波浪,可以让敌方人员在以浪花为基本参照物的情况下,对该导弹艇的航速、长度、排水量等战术指标出现视觉误判,从而达到视觉欺骗和干扰对手战术判断的目的。当然,高技术的发展也给战舰伪装注入新的活力,变色龙式的主动伪装将在不久的将来进入实用阶段。美国一家公司曾计划推出新型可调式伪装技术,利用数量众多的发光二极管与一架可360度旋转的摄像机,在舰艇表面显示出周围环境的图像,这种自适应伪装技术可实现舰船与周边环境的随机融合,但如果能做到智能化就更加完美了。
考虑到综合成本和技术实现难度,真正做到全隐身的水面战舰寥寥无几。法国的“戴高乐号”航母、“拉斐特级”护卫舰,综合采用了多项隐身技术,是最具代表性的部分隐身军舰。其中“拉斐特级”驱逐舰雷达截面显示小于1000平方米,这与500吨级的近海巡逻艇相当,这实际是以强示弱的战术隐身技术。美国现役的“阿利·伯克级”驱逐舰也采用了诸如嵌入式天线、全电推进系统等隐身技术,美军即将服役的“朱姆·沃尔特级”试验舰则是全隐身战舰的杰出代表之一。德国的“勃兰登堡级”护卫舰,俄罗斯的“基洛夫级”核动力巡洋舰、“无畏级”驱逐舰,日本的“金刚级”和“秋月级”大型驱逐舰,中国的“054A型”护卫舰、“052C型”驱逐舰、“022型”双体导弹艇,以及英国的“23型”护卫舰也都不同程度地采取了部分隐身技术。
美国洛克希德公司曾于1985年研制了“海影”隐身舰,主要用于演示隐身技术在未来海军中应用的可行性。“海影”采用类似于F—117A隐身飞机的“由许多小平面构成的外形结构”。另外,舰上还涂敷了能吸收雷达波的涂层,以及采取了控制水下噪声和红外辐射的综合措施。
瑞典在美国之后研制出一种满载排水量600吨的轻型隐身护卫舰“维斯比”。瑞典称其雷达反射截面比同类舰艇要小几个数量级,仅相当于2条标准鞭状天线的反射截面。
被誉为亚洲最先进、下水才一个月的印尼三体隐身导弹巡逻艇,很不幸的是于2012年9月28日下午突然起火并完全烧毁。印尼这艘新型隐身快速导弹巡逻艇采用先进的三体船身设计,并采用综合隐身设计,降低雷达、红外、声学和电磁信号特征。舰载武器包括导弹和舰炮。该艇较宽的舰体还使其可供直升机起降,这极大地扩展了该艇的巡逻范围和能力。但遗憾的是该舰虽然隐身却不安全,一场大火就让战舰彻底报销,这不得不说是其技术不成熟的巨大讽刺。
与潜艇隐身技术比起来,水面舰艇的隐身还是任重而道远。
潜艇本身是隐身武器系统,要继续提高其隐蔽性的主要措施就是进一步降低噪声水平,这需要从控制噪声源和噪声传播途径两个方面着手。潜艇的噪声源主要有三种:机械噪声、螺旋桨噪声、水动力噪声。目前世界各国主要从艇体外形、结构、动力设备选型、减震消声等方面着手减震降噪。采取的主要具体措施,一是改进动力装置,控制机械噪声;二是采用自然循环反应堆代替主泵,降低一回路噪声;三是改进减速齿轮装置,降低噪声,或采用电力推进装置;四是采用减震隔声技术;五是改进螺旋桨设计或采用喷水推进装置,降低螺旋桨噪声;六是改进潜艇外形设计,降低水动力噪声;七是艇体敷设消声瓦,控制噪声的传播;八是采用隔声技术,降低潜艇内部噪声。
美国核潜艇的噪声水平一直比较低,30多年来核潜艇噪声已经下降了40多分贝。如今“洛杉矶级”核潜艇的噪声已降到128分贝,“俄亥俄级”战略核潜艇和“海狼级”攻击核潜艇的噪声则降到120分贝以下。最新的“弗吉尼亚级”核潜艇继承了“海浪级”的静音高水平设计,噪声只有创纪录的95分贝。该级核潜艇全舰各处总共设有600个噪声/震动侦测器,比“海狼级”的26个多了太多,随时可监控舰上各处的震动情况,一旦发现异常便立刻处理,将整体噪声降到最低。