科技改變生活 · 科技引領未來
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近些年，越來越多的國家開始踏足隱身飛機領域，隱身戰斗機、隱身轟炸機、隱身偵察機以及隱身無人機等各種隱身飛機開始遍地開花，在大街小巷也都能時長聽聞有關隱身飛機的種種討論。
那究竟什么才是隱身飛機？隱身飛機又是如何隱身的呢？
其實，“隱身”的概念有很多種，主要有光學隱身、雷達隱身、紅外隱身、聲隱身以及磁隱身等。
而隱身飛機中所講的“隱身”并非傳統意義上的“肉眼看不到”，而主要是指雷達和紅外的“低可探測性”，使其對雷達探測達到“隱身”的效果！
最早在飛機應有于戰場的時候，主要是靠肉眼觀察和聲音發現敵方飛機的到來的，后來人類學會了使用無線電波和熱輻射，對敵探測也就逐漸演變為現代化戰爭講究的超視距作戰。
在目前各種探測敵方飛機的手段中，其中有60%是來自雷達探測，有30%是來自紅外探測，其他一些探測方式都很難起到作用！
對于雷達探測來說，地面或者機載雷達探測器會主動發射無線電波，當無線電波在空中遇到物體時會發生發射，而其中鏡面反射的一部分無線電波會沿原路返回雷達探測設備。
然后通過發射以及接收雷達波的時間差加以計算就可以確定被探測到飛機的距離，多次探測之后也能得出飛機的具體位置、飛行速度以及飛行方向！
而對于紅外探測來說，飛行的飛機本身特別是利用高溫高壓燃氣在尾噴管中持續噴出的渦扇/渦噴/沖壓發動機等就是一個巨大的熱源，巨大的熱源相對于周邊的環境來說會“釋放”出較強的熱輻射。
紅外探測設備則可以依靠飛機的紅外特征，準確探測到飛機的具體位置，不過相比較而言紅外的探測距離相比雷達探測來說要近不少！
既然知道了飛行中的飛機是如何被發現的，為了飛機不被發現，那設計者就會盡可能地朝降低被探測可能性的方向發展，躲避雷達探測和紅外探測以達到“隱身”目的。
為了實現飛機的“隱身”，目前大致可以分為外形設計優化、采用吸波材料以及降低紅外探測三種方式：
1、外形設計優化
為了使飛機能夠飛起來且擁有多種功能，這就使得飛機的氣動外形一般都較為復雜。
總會有很多部分會強烈地反射雷達波，像飛機上凸出部件和外掛武器、發動機進氣道和尾噴口、機身上的尖角和平面等都極易對雷達波產生鏡面發射暴露位置。
而飛機回波強度通常用"雷達散射截面積"（RCS，單位平方米）來表示，RCS值越小就代表隱身效果越好。
▲150 兆赫/VHF 波段 J-20 和 蘇-57（T-50）的雷達反射截面積模擬結果
所以，飛機要想降低RCS值，以達到雷達波“隱身”效果，就需要將探測雷達發射而來的雷達波反射到其他方向，讓探測雷達無法接受來自自身的反射波，而這就需要在飛機的氣動外形上做優化了。
根據相關文獻表明，氣動外形的優化對于飛機的隱身貢獻效能可以超過85%，所以隱身飛機要盡可能的消除的能對雷達波產生鏡面發射的外形結構。
F-117A隱身飛機圖解
首先，在飛機外形設計上避免采用大的平面和大的凸狀曲面，最好的辦法就是將部件采用斜置外形設計，例如采用傾斜式立尾、平板形表面機身或者多面體機身、斜切進氣口、斜切翼尖等設計，以將雷達波直接反射到其他方向。
在這方面最典型的例子就是第一款真正意義上的隱身飛機F-117A，全身上下幾乎找不出一個凸裝曲面，B-2隱身轟炸機則簡單暴力，直接取消了垂尾和平尾。
然后，消除能夠產生角反射器效應的外形組合（三個互成90°的平面構成的角體稱為角反射器）或者小于等于90°角的結構。
對于隱身外形設計也是非常重要的，比如用雙立的V型尾翼代替單立尾翼、合理設計飛機座艙蓋不讓雷達波進入座艙、取消導彈外掛架等可以減少角反射器效應，這些都是現代隱身戰機的典型設計。
隱身飛機的S彎進氣道
另外，用飛機上其他弱散射部件遮擋強散射部件也可以優化隱身外形，比如采用大后掠角機翼遮蔽機身的側向散射、S彎進氣道（蚌式進氣道）遮擋發動機的散射、直接將外掛的武器彈藥內置到機身之中等都是為了遮擋飛機上的強散射部件。
或者直接將發動機進氣道布置到機體上方，用機身來遮擋進氣道的復雜外形可能反射的各種方向雷達波！
除了上面列舉的三種外形上的優化設計，對于飛機來說，粗糙的外形會對雷達波產生更多的漫反射，這對于隱身飛機在控制反射雷達波方向上會有一些意想不到的結果發生，所以更好的做工、光滑的外形對于隱身飛機也有一定的幫助。
2、采用吸波材料
不過，隱身飛機想要更好的對雷達波“隱身”單單依靠外形的優化是不夠的，飛機作為一個龐大且復雜的整體。
首先還是要更好的飛行的，像F-117A那樣依靠超級計算機計算的怪異外形，能夠飛起來可以說是全靠發動機了，這也使得它的機動性和速度差了不少，這時候“吸波材料”的作用就體現出來了。
吸波材料原理
“吸波材料”依靠雷達波在材料中感生的傳導電流，產生磁滯損耗或介電損耗，使得照射到飛機上的雷達波的電磁能可以轉化為其他能量并散發掉，沒有了二次反射波雷達也就無法探測到了。
對于一些無法通過外形優化的部件或者整體采用雷達吸波材料，可以使得隱身飛機達到更好的隱身效果。
“吸波材料”一般是采用不銹鋼纖維、石墨粉、稀有金屬和鐵氧體等具有吸收轉化電磁波性能的材料制作的。
隨著技術的不斷成熟“吸波材料”越來越多低用到隱身飛機之上，不僅是制作隱身涂層涂敷到機身之上，一些特殊部件則直接采用吸波材料或者透波材料來制作的。
3、降低紅外探測
戰斗機上產生的熱輻射大致可以分為發動機的輻射、尾噴氣流的輻射、飛機蒙皮的熱輻射以及飛機反射陽光的熱輻射，對于戰機來說這些熱輻射在紅外探測設備面前可以說是十分明顯，雖然遠距離是紅外探測效果并不顯著。
但目前先進的機載紅外搜索跟蹤系統(IRST)對采用渦扇/渦噴等發動機的戰斗機的前向探測距離已經可以達到180公里了，可以說是已經接近記載雷達探測的距離，這對隱身飛機的隱身效果的影響也十分明顯。
目前，在紅外隱身方面最為有效的就是發動機采用矩形二元噴管了，可以使得尾噴流的火舌變得扁平，同時降低紅外特征；
雖然降低發動機噴口的溫度也是降低紅外特征的方法之一，可目前先進發動機渦輪前的溫度越來越高（已達2000K），所以只能利用熱屏蔽或冷卻的方法以降低外界探測的溫度；
另外，將紅外隱身涂層涂于飛機表面，也能抑制飛機外表的紅外輻射。總之，紅外隱身的實施相比于外形和材料上的隱身要困難不少。
不過，隱身飛機即便在外形設計、吸波材料以及紅外隱身三個方面同時做優化，也無法對探測設備達到絕對的“隱身效果”。
因為雷達發現目標的距離是和多種因素有關的，比如雷達發射功率、天線增益、波長和目標的RCS越大，這時候雷達對目標的探測距離就越遠（和雷達波波長也有關）。
飛機被雷達發現的
而目前，任何隱身飛機的"雷達散射截面積"RCS值也不能減少為0，即便是F-22戰機和B-2的RCS值最小也只有0.01平方米，達到這一RCS值的隱身飛機即便是普通雷達在20公里的距離內也是可以輕易發現（不過這時候發現已經沒有太對意義）；
另外，同時布置多個聯合雷達，一個雷達發射探測波，使用其他雷達接受隱身飛機反射出的雷達波，再理論上也可以遠距離發現隱身飛機。
目前，隱身飛機的隱身效果只對短波雷達有效，對于米波雷達以上的長雷達波，就很難達到隱身的效果，而更好地為了應對隱身飛機各國也在發展米波雷達（米波雷達探測精度不足）
這對隱身飛機的“隱身”來說有了新的挑戰，所以未來隱身飛機的發展肯定是要兼顧針對短波、長波雷達的隱身，甚至達到全頻段雷達波隱身；
另外，隱身飛機外形設計的最優結果本就不應該有垂尾、平尾、鴨翼等這些結構的，只有這養才能更好的控制反射發射而來的雷達波的。
當然，沒了這些操作面，飛機本身的機動性也將大大降低甚至喪失，所以這時候三元矢量發動機的好處就體現了出來，取消垂尾、平尾、鴨翼等結構后，三元矢量發動機也將成為未來戰機的標配之一。
高原一