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F-117隐身性能有多好?蝙蝠超声波发现不了,当场撞死在飞机面前

2024-07-11军事

雷达和声呐都是现代战争主要探测系统,隐身飞机对于雷达有着较好的效果,那么引出一个有趣的问题对于声呐是否也会有同样的效果?

这个问题实际上也有答案,隐身飞机对于声呐也有一定的效果。在一定条件下,隐身飞机也能在声呐面前隐身。

(F-117A隐身飞机采用宝石状外形)

根据美国著名飞机设计师、洛马公司臭鼬工厂前CEO、也是F-117A隐身战斗机总设计师本.里奇透露,1991年海湾战争期间,F-117A隐身战斗机曾经飞到沙特阿拉伯进行部署。考虑到F-117A隐身战斗机是当时美军高度保密的型号,沙特方面为这些隐身飞机提供了专用的机库。这些机库里面有蝙蝠捕食昆虫,结果第二天美军发现机库里面有蝙蝠尸体。经过分析之后美军认为蝙蝠发出的超声波照射到F-117A隐身飞机上面,结果被机身表面折射到其他方向,让蝙蝠无法发现F-117A隐身飞机,结果躲闪不及,撞个正着。

隐身飞机一般采用两种手段来降低RCS,一种吸波材料,通过把吸收雷达电波让它无法返回,对方雷达自然探测不到目标。还有一种是波束控制,通过精心设计外形,把照射到本身的雷达电波折射到其他方向,对方雷达同样探测不到目标。声呐发射的声波或者超声波,吸波材料只对电磁波有用,对于声波没有作用。这样起到作用就是波束控制,把照射到本机的声波/超声波折射到方向。为了发现昆虫及细小的障碍物,蝙蝠发出的超声波频率较高,波长非常短,以毫米为单位,在空气之中传播近似于光线。

(蝙蝠采用超声波探测和定位昆虫)

F-117A隐身飞机设计年代较早,由于当时计算机无力进行大范围RCS控制计算,只能一块块的计算。因此F-117A隐身飞机采用了「宝石外形」,也就是由不同的平面按照一定角度「拼接」而成。这样当蝙蝠发射的超声波照射到F-117A隐身飞机的时候,超声波会被折射出去,偏离照射路线,蝙蝠无法接收到回波,自然不能发现前方的F-117A隐身飞机,一头撞了上去。虽然F-117A隐身飞机成功的降低了RCS,有效的降低了对方雷达探测距离,让它能够穿透当时最先进的防空系统攻击对方关键目标。但是付出的代价也非常大,飞机的机动性能极差,只能作为攻击机运用,一旦被发现,几乎有去无回。随着现代反隐身雷达日益成熟,F-117A隐身飞机的缺点随之放大,因此新世纪美国空军决定F-117A隐身飞机退役,用新一代隐身作战飞机替代。

(我们汽车上载的毫米波雷达也是隐身飞机的克星)

行文至此,有人可能有问题,既然F-117A隐身飞机宝石外形能够对超声波有用,为何不用到潜艇上去?实际上这个想法也有人考虑过,例如将潜艇外形设计成菱形以偏离声波,不过这样做技术难度太大,建造也非常困难,成本也非常高。最重要的是声呐是以被动方式工作,外形控制对于被动声呐几乎没有作用,效费比非常低。另外毫米波频率的隐身处理要求也非常高,这是因为一个以毫米为单位的缝隙、突起都会引起散射,这些散射回去的波束也会被对方接收到,从而暴露行踪,想控制 这些散射源技术难度极大,成本极高,地勤维护压力也非常大。因此现代隐身飞机的隐身处理效果主要集中在厘米波,随着频率降低或者升高,都会增加飞机的RCS。另外隐身飞机也难以做到全向隐身,在正面效果较好,侧面和后方就要差的多。还有就是毫米波在空气之中传播会遇到各种阻碍,能量会迅速下降,从而限制探测距离,所以毫米波雷达探测距离较近。

(国产039C型潜艇采用宝石状指挥塔围壳)

不过现代低频主动声呐也有活跃的趋势,为了击败潜艇的消声瓦,现代声呐引入低频主动声呐来提高探测能力。因此有的潜艇采用局部隐身外形以降低现代低频主动声呐的效果,我们熟悉有瑞典的A26型潜艇和国产039C型潜艇,这两种潜艇都采用了宝石状指挥塔围壳,就是折射照射到本艇的声波,提高潜艇的声学隐身能力,让潜艇能够对抗当今新一代主/被动声呐。

综上所述,F-117A隐身飞机在某个角度对于超声波可能有一定的隐身能力,从而让蝙蝠失去探测与定位能力,无法发现飞机而撞上去。但是从整体而言这个能力也是有限,受到限制条件也非常多,所以我们看到这样的设计并没有得到大规模推广和运用。