隱形飛機是如何被擊落的?

小末末末


這個世界上唯一被擊落的隱身戰機可能就只有當年科索沃戰爭中,被南聯盟部隊的“薩姆-3”地空導彈擊落的美製F117隱身戰機了,至此隱身戰機不被擊落的神話也就成為了笑話。

至於當年的F117是怎樣被擊落的?這個在當時負責擊落F117隱身戰機的南聯盟防空營連長口中只說了“我們使用了一些新技術對上世紀60年代製造的薩姆防空導彈進行升級,使其具備探測‘F117夜鷹’的能力。”不過後來隨著該項目的細節被解密後,也誕生了世界上第一款反隱身雷達---捷克製造的維拉被動雷達。要想實現戰機的隱身其實說起來也不難,就是儘量減少戰機的雷達波反射截面即可,因為對於所有的雷達來說,不管是主動發射雷達波的主動雷達還是隻接受外界雷達波的被動雷達而言,其對於目標的識別、獲取都是通過目標反射回來的雷達波來判定目標的。所以只要能夠降低戰機的雷達波反射截面便可以將戰機“隱身起來”。

所以正是在這種理論的支撐下,美國率先研製了世界上第一款隱身戰機---F117夜鷹隱身戰機,夜鷹戰機的機身長度超過了20米,寬度也有13.2米,高度接近4米,但它能被雷達捕捉到的面積僅低於0.025平方米,換句話說就是對於科索沃戰爭爆發那年的防空雷達來說,F117隱身戰機在雷達顯示屏上看起來就只是一個棒球大小的物體,在當時根本沒人會把它認為是戰機,所以F117的隱身性能在當時是沒的說的。所以在這種理論基礎上,F-117隱身戰機可以直接在沒有取得制空的前提下在任何高度飛行,同時不必像傳統戰機一樣進行低空飛行來躲避敵方雷達的探測,因而它比常規戰鬥機更適合於攻擊地面目標。首先對於實現隱身目的的F117戰機而言,其為了實現隱身目的,就要避免自身雷達波的強烈反射,雖然根據雷達波長度不同誕生了很多米波、毫米波雷達,但是大多數雷達為了實現搜索、發現、鎖定的功能,並不會採用波段較長的米波雷達,主要還是因為米波雷達雖然受制於波長的緣故探測距離更遠,但是其對於目標的鎖定能力卻很差,所以當時各國大多數雷達基本都不會選擇米波作為搜索波段。所以對於想要實現隱身目的的F117戰機來說,只要能夠大幅度降低更通用的毫米波雷達的反射截面,就可以實現隱身目的。所以F117戰機被設計成一種氣動外形上具有多菱角平面的異體結構。

但是對於維拉這種被動雷達來說,這類本身沒有雷達波發射器的無源探測系統因為不發射任何電磁波信號,而是依靠被動接受目標反射的其他輻射源發出的電磁波信號或者其自身發出的電磁波信號,來對其進行探測、定位、跟蹤和識別。而這個所謂的其他輻射源發出的電磁波信號,可以是己方對空探測雷達發出的,也可以是其他隨機輻射源,比如大量無線廣播電臺、電視臺等發射的各種信號等。

所以對於F117夜鷹隱身戰機而言,其雖然實現了對於軍用毫米波雷達的隱身性,但是受限於直到現階段隱身戰機仍然依靠氣動外形來實現隱身的目的,所以這就註定了這種隱身戰機對於其他不同波長的雷達波不能有效的進行吸收和漫反射,那麼對於那些被動接受的無源雷達來說,發現隱身戰機也就變成了可能。


魑魅涅槃


隱形飛機並不是在雷達面前完全隱形,它們的低可探測性通過減小回波的強度可以縮減雷達對其的探測距離。

也就是說,當隱形飛機進入雷達探測距離的一定範圍內,就是可以被探測到的,具體的距離為多少得取決於不同的情況。

我們通過雷達最大距離公式就可以看出來:

Pt為發射功率,Smin為接收機可辨識的最小功率,G為天線增益,λ為雷達工作波長,σ為雷達散射截面積也就是RCS。通過這個公式我們可以看出來,最大距離的四次方與雷達散射截面積是成正比的,RCS越小,雷達探測距離越小。

所以目前對於隱形飛機的探測方式也分成了兩種。一種是:改善現有的雷達,比如增加目前雷達的功率等參數,以提高探測距離來對付隱形飛機。第二種是:米波雷達。

目前的雷達隱形外形設計主要的理論基礎是“物理光學法”,這種方法的前提就是飛行器要處在電磁反射的高頻區,同一飛行器在不同的波長的射頻,電尺寸是不同的。

米波雷達的體積很大,對於一些裝備它的體積有著天然的侷限性

釐米波相對於戰鬥機的尺寸處於高頻區,所以目前的類似於F-35,F-22,J-20這類的的隱身戰鬥機,在釐米波雷達的探測下它們的隱形效果是最好的。

而米波相對於戰鬥機,處於電磁反射的諧振區,外形設計就不再有效了。但是尺寸更大的轟炸機,可能仍然處於米波的高頻區,外形設計依然有效。B-2就是一個很好的例子,所以即使是米波雷達也是有很大的侷限性的。

這是米波雷達對抗雷達隱形的理論基礎。但是目前的米波雷達的缺點很多:1.難以實現目標的跟蹤和識別。2.無法測高,米波雷達無法測量高度。3.極易受外界情況干擾等等。

F-117是目前為止唯一被擊落的隱形飛機。(以色列F-35被擊落是假新聞)

瞭解了這些基礎知識我們就可以回答問題了,隱形飛機是如何被擊落的?

目前為止被擊落過的隱形飛機只有一架,它就是被南聯盟擊落的F-117。F-117被薩姆-3擊落,而發現F-117的雷達P-18正是米波雷達。

此事件是大多數人認為米波雷達反隱形的真實事件來源之一。

P-18米波雷達

事情的經過是:F-117在沒有預警機和F-16的護航下,單獨按照以往的路線執行打擊任務。然後在距離不到30公里處被南聯盟防空部隊的警戒雷達P-18C捕獲,然後薩姆-3使用手動制導擊落F-117。(還有種說法是F-117距離雷達較遠,但是彈倉是打開的)

網上關於F-117如何被擊落的說法差別很大,上面只是我簡單的整理選擇了一個比較可信的來源。

但是這並不妨礙我們藉助這個說法來推斷F-117被擊落的原因:1. F-117已進入雷達的探測距離。2. F-117處於米波雷達諧振區。


英雄光


目前被擊落的唯一一架隱身戰機便是F117夜鷹了,雖然這款隱身戰機有著這樣那樣的缺點,但我們不能因為一次擊落就否定掉他,畢竟這款戰機參加自服役以來參加了入侵巴拿馬、海灣戰爭、沙漠之狐、科索沃戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭,出動上萬架次,也就僅僅馬失前蹄1次,這個戰績是相當驚人的,這足以證明F117的強悍實力!但是F117實戰越多,被各大國瞭解就越多,他除了隱身性外其他都是缺點,如果遇到大國空軍很可能就是一個廢物,最終2006年F22服役後,F117在2008年趕快功成身退了,否則恐怕就名聲不保了!

F117應該說是美國高科技結晶的一款代表作武器,也是世界第一款隱身飛機的嘗試,他的隱身性非常好,從任何方向來的雷達波首先會被他的吸波材料吸收一大半,剩餘的責備他怪異的各個三角面發射到其他方向,雖然F117的個頭並不小,但其雷達反射面積僅僅只有0.025㎡,對於當時的雷達來說,要想捕捉到他真的很困難!而且這款戰機不但雷達隱身性非常好,紅外特徵處理應該是至今最完美的一款,即使在飛行過程中也很難發現噴出來的尾焰。隱身能力方面沒得說,確實很棒!

但是除了隱身性外,這款戰機其他方面便都是缺點了,雖然他掛著F(戰鬥機)的名頭,但是他卻沒有任何空戰能力,更像是一款小型轟炸機,載彈量僅僅只能一次性攜帶2枚精確制導炸彈,速度也僅僅只有0.9馬赫,而且因為怪異的外形影響到操控性,機動性、航電系統等等都非常差!即使是隱身塗料也非常不可靠,維護保養非常麻煩也不可靠!

當然因為美國的保密措施,以及各國當時也沒有對付隱身戰機的辦法,而且F117為了絕對隱身都是夜間出沒,白天是不會出動的,因此這款戰機在戰場上一亮相便技驚四座,甚至可以說非常猖狂,在轟炸南聯盟行動中,F117依靠自身隱身性幹掉了40%以上的高價值目標,簡直就是“F117一出,誰與爭鋒!”

也正因為如此,美國對這款戰機有些絕對自信,或者說輕敵了,因此犯下了致命的錯誤!F117每次出動路線和返回的路線重來不去改變,很快就被南聯盟部隊掌控了規律,並在掌控了F117當晚出動4架的情報後,開始等待著F117的出現!很快南聯盟的SA-3的防空搜索雷達發現了1架F117的行蹤並進行了鎖定,然後指揮S-125防空導彈擊落。

更為糟糕的是,美軍萬萬沒有料到,這架F117雖然被擊落了,但是即在電子設備在墜毀過程中並沒有被完全破壞掉,而且依舊在工作。後來各國情報人員很快跟蹤確定,這架F117的電子設備被轉移走了,還有隱身塗料碎得到處都是,世界各國恐怕都拿到了一部分;另外還有飛機殘骸中一些有價值的零部件也被各國情報人員通過各種手段拆走了;還有就是在這次F117被擊落過程中,各國瞭解到原來老式的米波雷達在探測隱身戰機方面有著優勢等等,反正F117被擊落並不稀奇,但他帶來的後續影響遠比擊落本身大得多!

總之,F117如何折戟沉沙已然成為歷史,各說其詞,總結戰爭經驗才是關鍵。隨著第三代的隱身戰機F-22的服役,F-117立馬被列為要退役的機型。因為F117夜鶯糟糕的氣動外形導致它一旦被發現就沒有躲避攻擊的機動能力,來一架2代機甚至1代機都能攆著他直到將他擊落,這也是為何夜鷹不敢白天出門的原因了!


下面便是被擊落的F117的慘樣,至今還躺在博物館被人展覽!


狼煙火燎


飛機隱形只是形象的比喻,更專業的說叫低可探測性

從雷達原理說起

我們都知道,地面雷達可以發現天空中的飛行器。其原理是雷達發射機向天空發射電磁波,而電磁波遇到阻礙時會形成反射波,當反射波被雷達接收後經過處理就形成了反射信號,最後以最直觀的方式顯示在雷達操作者的眼中,供其參考。打個最簡單的比方,雷達搜索就如同開著手電筒找東西,手電筒發射的光線就如同雷達發射的電磁波信號,而被照射的物體形成反射光被人眼接收就類似於電磁波反射信號返回雷達接收器。

雷達的基本工作原理,圖上更復雜一下

雷達主要依靠電磁波作為搜索手段,不過電磁波的種類和特點也各有不同。電磁波波長不同,其雷達也各有特點,大致可分為米波雷達、分米波雷達和毫米波雷達等。米波的搜索距離遠但精度低,毫米波精度高但探測距離近,在使用上都有較大限制;分米波則兼顧了距離和精度的要求,因此成為了現代軍用雷達的主要波段。現代軍用雷達的技術相當先進,不僅能夠在遠距離上發現目標,還能提取到該目標的很多信息,如高度、距離、速度、方向等,甚至可以引導導彈發起攻擊。

052D驅逐艦上的相控陣雷達工作頻段為S波段(即分米波)

有一點得注意,雷達在工作時並不會接收並顯示所有的反射信號,因為這其中會有大量非目標反射信號(雲層、高山、飛鳥等都會產生反射信號),如果將這些信號全部顯示出來,很可能會掩蓋真正的目標信號。所以軍用雷達都有一個最低的接收閾值,只有反射信號的強度超過這個閾值才會被繼續處理然後真正的顯示出來,低於這個閾值的一切反射信號全部被過濾掉。

雷達顯示屏上的展示的目標和數據


“隱形”的原理

既然明白了雷達工作的基本原理,我們也就清楚飛機是如何“隱形”的。

首先,在設計飛機時儘量減少雷達反射面積,避免使用大的垂直面,彈倉內置、尾翼傾斜、光滑機身、菱形機頭、發動機S形進氣道等都是為了減少反射信號在機體外形上所做的努力,這樣可以將電磁波信號反射到其他方向,儘量偏離接收它的雷達。

其次,採用非金屬複合材料,降低反射電磁波的反射信號。根據研究,金屬材質對電磁波的反射能力最強,使用這些金屬材料作為機身無異於增強了反射信號,而非金屬複合材料對電磁波的反射就偏低,可以起到較好的抑制作用。

最後,則是雷達吸波材料的應用,這種材料通過吸收或無效反射雷達波以達到隱形的目的。比如熟知的雷達吸波塗料。

第五代戰機就是利用這三種手段,將雷達反射信號降低了一大截,使得其在正常距離上的反射信號低於雷達的接收閾值

,導致被直接忽略而無法顯示到屏幕上,從而造成“隱形”的效果。

F117隱形戰機,為了最大限度的隱形,採用了多種手段。奇特的外形可以把雷達波發射到其他方向,機翼和機身使用了大量複合材料,還使用了第一代的雷達吸波材料和塗料,為了隱形甚至取消了機載搜索雷達,把隱身能力做到了極致。

F22綜合利用多種手段,實現了對雷達的“隱形”,其隱形能力不弱於F117。

實際上,隱形飛機並非真正的隱形,其最大價值就在於壓縮了雷達的發現距離,使其作用大大下降。注意我上面說的話,“在正常距離上的反射信號低於雷達的接收閾值”。畢竟隱形的手段再多,也會有電磁波的反射信號被雷達接收到,距離雷達越近,反射信號就越強,只要超過了閾值,隱形飛機同樣可以被發現。

再說F117

說到隱形飛機被擊落,我們最容易想到的就是1999年南聯盟擊落的F117隱形轟炸機。不過對於這架“夜鷹”如何被擊落國內現在有兩種說法,一種是說南聯盟當時使用了一種新型的被動雷達探測到了F117的飛行線路,然後被南聯盟地面部隊用防空導彈擊落;另一種說法是,由於北約空軍的麻痺大意,被南聯盟軍隊抓住了空子,掌握了戰機的大致飛行路線和時間。結果在其飛行線路上設伏,南軍利用老式米波雷達搜索到了F117,之後快速發射導彈,一舉擊落了隱形戰機。

在這兩種說法中,不管哪方,都是利用60年代的SA3防空導彈擊落了F117戰機,而這種導彈必須先使用制導雷達鎖定目標後才能發射。這也證明,更先進的現代防空武器同樣具備擊落隱形飛機的能力,只不過需要對技術和戰術進行革新。

SA3“果阿”防空導彈,是上世紀60年代的產品,制導方式為無線電指令制導,必須依靠制導雷達鎖定目標。

現代反隱形手段

現代反隱形手段多種多樣,我舉幾個例子。

最簡單的手段,加大雷達的發射功率,增強電磁波的發射強度。這樣一來,飛機反射的電磁波信號也會增強,雖然干擾信號同樣增加,但只要雷達信號處理質量跟得上,一樣可以將其從雜波中“找”出來,提高發現隱形飛機的距離。艦載相控陣雷達就可以利用發射功率可調的特點,集中能量照射,直接“燒穿”隱形目標。

另一中常用方式則是使用米波雷達,現代戰機的隱形都是針對分米波和釐米波雷達的,如果改變雷達的工作波長,就可以使這些一部分隱形措施失效。不過米波雷達的精度較差,只能用於搜索,無法實現跟蹤和制導,因此需要和其他火控雷達聯合使用。目前國內就裝備了一大批米波雷達,其主要目的就是用來搜索和探測隱形戰機。

也可以用多部搜索雷達組成雷達網探測隱形戰機。一般來說嗎,隱形戰機各個方向的雷達反射面積都不一樣,正向最小,測向次之,後向最大。通過雷達組網,從各個方向發射電磁波,然後將發現的可疑信號進行統一比對和分析,以確定是否屬於同一架飛行器。

米波雷達是應對隱形戰機的最常見手段


說起來擊落隱形飛機的關鍵還是如何發現隱身飛機,只要發現並能鎖定,那麼隱形飛機也並非無所不能。


水井土城


要擊落隱形飛機,說容易也很容易,說難也很難!為何說很容易,只要能夠“鎖定”隱形飛機,就可以擊落它。為何說難,因為“鎖定”的前提是“發現”和“持續穩定的跟蹤”。難就難在如何穩定持續的跟蹤隱形飛機,獲得必要的射擊數據。目前來說,真正被擊落的隱形飛機就只有F117A了,而F22和B2倒是因為故障墜毀過。

F117A戰鬥機為了實現隱身性能,將飛機設計成極其特殊的鑽石氣動外形。經過計算,F117A可以將99%的雷達波反射/吸收掉,其正面RCS在0.01㎡—0.025㎡之間,極大的壓縮了敵方雷達的探測距離。

要知道雷達之所以能夠探測到目標,就是靠接受到發射出去的電磁波。而F117A攻擊機正是將雷達波反射到其他方向,才實現低可探測性的。


而關於F117A被擊落,也有兩種聲音。一個是說,一枚去攻擊F16的薩姆-3導彈,被幹擾之後失去了目標,在動力耗盡之後,成了自由落體運動,這時正好與F117的飛行軌跡相交,正好引爆了導彈。第二個,維拉無源探測雷達探測到後,發射薩姆-3導彈擊落的。

一般說來,無源雷達只能被動的接收第三方輻射源發射的電磁波,並不能主動的發射電磁波去探測目標。想要為導彈提供製導,就必須持續穩定的跟蹤目標,從而獲得目標的速度,高度,方位。但維拉無源雷達卻擁有精確的定位功能,其探測距離為450千米,工作頻率為0.1—18Ghz。首先來說,F117A戰鬥機並沒有配備雷達,所以說,維拉雷達也只能從南聯盟境內其他輻射源發射的電磁波來定位F117A的具體位置。其實在科索沃戰爭的初始階段,北約並沒有對南聯盟的民用設施發動攻擊,也有可能是維拉雷達從這些設施發射的電磁波中得到了F117A的具體位置,配合薩姆-3導彈擊落了這架F117A戰鬥機。



另一種情況也有可能,不過巧合也太大了。事後,據飛行員說F117A飛機的雷達和導彈預警告警系統並沒有任何提示,要知道地空導彈的紅外信號可比空空導彈大。這種情況,要麼就是美國故意隱瞞F117A是被薩姆-3導彈擊落的事實,讓飛行員這麼說的。要麼就是事實,薩姆-3導彈碰巧擊落了F117A戰鬥機。


無論F117A是怎麼被擊落的,總之向世界證明了,隱身飛機並不是無敵的。

由於F35戰鬥機的大批量服役,世界上各主要軍事強國大都裝備了F35,尤其是亞太地區,這就對我國的空防造成了極大的壓力。現階段來說,我國急需尋找多種有效的發現,跟蹤,鎖定隱身飛機的探測設備,來應對F35的威脅。我國也相繼研發出了米波反隱身雷達:YLC-8B,SLC-7等等。


但是米波雷達受波長的制約,以至於其探測精度低,所以是無法為導彈提供製導的。而這個波段的電磁波又可以與隱身飛機產生共振,以至於隱身飛機的回波增大,從而探測到隱身飛機。所以說,米波雷達即便可以發現隱身飛機,但也只能大概得提供一個二維的方位,也就是距離和速度。卻無法提供高度信息,這是因為米波雷達的主瓣打地,回波信號的多徑現象嚴重。也就是米波雷達接收到的電磁波除了目標反射的之外,還有地面或者海面的回波,以至於無法分辨出來,也就無法測高。所以說,反隱身米波雷達的作用就是:告訴我方飛行員,敵方隱身飛機的速度和距離,至於高度是多少,那就得由飛行員自己去搜索了。


其實對付隱身飛機最好的辦法就是用紅外探測器,類似於EOTS之類的設備。當我方戰機得知敵隱身飛機的二維座標時,就可利用紅外探測器進行搜索。一般來說,現有的紅外探測器對隱身的發現距離可在100千米以上。我國展示的EOTS-86系統對F22的發現距離為110千米,對B2的發現距離為150千米,還可以為導彈提供製導信息。其實早在2018年,F35就利用EOTS系統引導了兩枚導彈擊落了靶機,打破了紅外探測器無法提供製導的記錄。對付敵方隱身飛機,就可以使用這種方法。


總而言之,目前對付隱身飛機還不是那麼容易。(圖片來自網絡)


江山何沉


在1999年科索沃戰爭中,美國入侵了南斯拉夫,並出動了當時剛服役不久的隱形機F117,南用的是老式雷達和導彈,由於弄清楚了F117的活動規律和航線,再加上美飛行員輕敵,一直和外界保持無線電通信,所以被南打下來了,當時是轟動了世界。也就只有這一次,其他也就沒了


用戶4444121168122


隱形飛機並不是所謂的正真隱形而是用雷達探測的時候 雷達反射面積很小 會被雷達認為是飛鳥一類的東西肉眼是很容易看出來的當發現這個飛鳥一類的東西不對頭是 擊落它很簡單肉眼看不見時 雷達能察覺到 鳥能飛多快? 飛機飛多快?機器識別不了只要有人觀察檢測儀器一般都能看出來!


分享到:


相關文章: