木製飛機對於雷達來說是近乎隱身的嗎?

非人哉少年英雄小哪吒


雷達是靠電線,向以雷達為中心向360度方向發射固定頻率和間隔波長的電磁波。電磁波所輻射的範圍是把雷達"罩起來"的一個肉眼不可見的半球體,無論是地面或是在海面上都是如此。這是雷達發射電磁波時的狀況。

雷達工作時以30萬千米/秒的輻射速度,對空中進行掃描。如果空中有障礙物,例如問題中所說到的一架木質飛機,我例舉一下,比如說英國皇家空軍的木質雙發的"蚊式"戰鬥轟炸機,這種木質飛機名氣很大,軍迷們都耳熟能詳;當電磁波撞上了飛機,飛機此時與電磁波垂直方向上的投影面積範圍內的電磁波就發生了阻礙,從而被飛機"彈了回來,更為準確的說應該是被反射了回來。被反射回來的雷達電磁波速度也是30萬千米/秒,然後被雷達天線的接收裝置所截獲,這個信號信息將會被相應的電子設備記錄並處理成光點出現在屏幕上(早期很原始),飛機繼續飛行,這時雷達的電磁波被阻擋的位置方位也在不停地移動; 地面上的操作人員會根據這些相關信息,測算出飛機的方位,飛行高度,飛行速度,以及航向,甚至是飛機的數量和規模。如果有多部雷達進行探測,所反應的空中目標的信息會更加準確,這些敵情信息會傳達到附近的戰鬥機部隊和佈署在地面上高炮陣地,防空指揮中心會根據這些信息,彙總為敵人可能攻擊的目標是哪裡?目的是什麼?然後命令己方的戰鬥機起飛攔截,或讓敵機所途經的高射炮陣地上的88毫米高炮,進行火力攔截。 所以說在科學技術尚不發達的二戰時期,無論是木質或者是金屬蒙皮的飛機,都在雷達電磁波面前無所循形。


Kris音樂盒


我是雷達工程師,我可以回答!不能說是近乎隱身,但是可以說相比較金屬外觀的飛機,被雷達探測的概率小一些!


首先這裡我們先了解一下雷達的最基本的工作原理,然後解釋這個問題:

雷達基本工作原理

其實小時候我們就已經在日常生活當中,看到了雷達的最基本工作原理,比如向河裡扔一個小石頭,就會激起水紋,水紋不斷的向外波動,遇到障礙物就會反射會水紋,但是比一開始的水紋要小!雷達的基本工作原理也是這樣的,雷達系統包括髮射機、接收器和處理顯示器等組成。發射機通過內部震盪產生信號,然後放大功率經過天線輻射出去,如果遇到障礙物,就和水紋遇到障礙物一樣,會發射和折射,反射回來的反射信號,就會被接收機接收。這個時候目標的信息幾乎都在返回的信號裡面了,經過處理器處理,各種信息就可以被計算出來。


比如最基本最重要的距離、速度和方向信息等等,這裡舉例說明一下這三個信息是怎麼來的。因為雷達波是速度是光速,速度一定,所以記錄一下一開始雷達波發射的時間點,然後再記錄一下反射回來的接收的雷達波信號時間點,這個時間之差,就是雷達波在空中來回飛行的時間,這個時間之差乘以光速,就是來回的距離,來回距離它的一半就是雷達面對目標的距離(由於光速相比較飛機速度相差太大,所以光速在傳播時間內飛機移動距離可以忽略)。


另外目標的速度也就容易了,間隔一段時間發射兩次信號,通過兩次反射的信號得到兩個距離,兩次距離之差,就是目標在間隔時間內的移動的距離,所以距離除以間隔的時間,速度就出來了。另外還有飛機的飛行方向,這就和一個專業的術語有關係:多普勒效應。就是如果目標對著雷達飛行越來越近,反射回來的雷達波頻率會比發射的頻率升高,如果目標離雷達越來越遠飛行,反射回來的頻率會降低,這樣就知道了方向。

在之前,尤其是二戰時期,雷達獲取了這三個信息,已經足夠讓己方做出準備和應對措施了。

為何木質飛機發現概率小

只要雷達波在空氣當中,遇到介電常數不一樣的物質,也可以理解為雷達波遇到兩種物質之間不連續的界面,這個時候就會反射和折射。這裡我們來做一個比喻,雷達波就是一束光(其實光本身就是一種電磁波),這個時候水就是木頭,鏡子就是金屬,或者說木質飛機就是水,金屬製造的飛機就是鏡子。這個時候大家應該都明白了,用光照射水面,光的能量一部分折射進入水面,一部分反射回去(水越渾濁反射的越多),鏡子就是完全的反射,幾乎不發生折射。



前面我們知道,雷達是通過反射返回的信號來獲取目標的信息的,所以目標反射的信號強弱就顯得非常重要了!木質飛機,雷達波大部分能夠穿透過去,少數雷達波能量才被反射回來被雷達接收。我們知道,雷達信號在空氣當中隨著距離的增加會逐步減弱,所以同樣目標大小的飛機,金屬製造的飛機反射的信號功率更大,更容易被雷達接收機接收!

再說了,即使是木質飛機,上面還是有許多金屬部件的,比如發動機和郵箱等等,這些金屬都會發生雷達波的發射。木質飛機也會被發現,就是概率比金屬小一些!

這裡我順便說一下目前的隱身飛機怎麼實現在雷達信號面前隱身的吧,主要就是兩個手段:物理外形和材料。材料就是通過在機身塗上一種的特殊的材料,它被雷達波照射時候,雷達波會被材料大部分吸收,幾乎不反射;外形主要就是把雷達波折射到其它方向,這樣不會原路返回,接收機也就無法接收。

以上就是所長的一點個人解釋,能力有限,肯定有什麼不足,歡迎評論交流。


資訊所長


說的是英國的蚊式轟炸機吧?蚊式轟炸機是第一款大量採用木材製造的轟炸機,價格低廉,便於大規模製造。但當時用木頭造飛機主要考慮的是輕、快、遠這三個指標,也就是讓轟炸機空重儘可能輕,以攜帶更多燃油和炸彈,能飛得快,飛得遠,而不是為了躲避雷達。因為木質飛機其實仍然有很強的回波特徵,因為飛機不管蒙皮是什麼做的,發動機都不可能是木頭的,儀表,操縱桿,傳動裝置這些必然含有大量金屬。所以單單是機翼蒙皮用木頭做並不能使飛機完全隱形,只能說和現役戰鬥機相比其回波特徵會小一些;而且要是木頭真能雷達隱形,也就不用費大力氣研究隱形蒙皮和隱形塗料了。

蚊式轟炸機

二戰時期的雷達都是米波雷達,還相當地原始,信噪比低,精度低,虛警率高,信號處理算法也很原始,本身探測距離才十幾公里遠,別說木頭飛機,大型轟炸機稍遠一些也看不到。所以那時候雷達也不是很可靠。但即便如此,蚊式轟炸機仍然逃不過雷達的眼睛,當時德國就曾經給He.219“夜梟”戰鬥機裝上了一種機載雷達,在夜間成功發現了英國轟炸機群,並且一舉擊落了6架蚊式轟炸機,可見木製飛機雷達一樣可以發現。

德國人防空炮兵裝備的雷達

而現在的雷達,擁有多種掃描方式和算法,一種方式發現不了還可以切換其他模式。今天的雷達已經可以做到連鳥都能發現,木頭飛機就更不在話下了。前一段時間殲10出擊擊落高空偵察氣球的新聞不知道大家看過沒,要說非金屬成分明顯是氣球比木製飛機更多,回波特徵更低,然而一樣可以發現並且打下來。

現在的探鳥雷達的都有了,民航機場非常需要,這種雷達探測個木製飛機自然也不在話下


紙上的宣仔


題主提到的那款木質轟炸機,應該是二戰時期英國的蚊式轟炸機了。這款轟炸機的機身絕大部分材料都是木質的,這讓飛機變得重量更輕,速度更快,價格也更加低廉。在二戰期間,“蚊式”憑藉出色的性能迅速成為一款頗具特色的傑出機型。“蚊式”轟炸機曾多次成功躲避德國雷達的探測,取得了良好的作戰效果。既然木製蚊式轟炸機可以躲避雷達的探測,那是不是說,飛機使用木質材料後就可以做到近乎隱身了呢?答案當然是否定的。

(英國木質的蚊式轟炸機)

這主要有以下幾個原因。首先,從雷達探測原理看,目標物體的材料的確會對雷達波的反射存在影響。我們都知道,雷達是通過雷達波的發射和接收來探測目標的,所以目標材料對雷達波的反射能力會影響雷達對目標的探測能力。木質材料不導電,相比於金屬材料,對雷達波的反射能力更弱,因此只有小部分雷達波能反射回雷達,這就降低了被雷達發現的概率。但是,反射能力較弱並不代表沒有反射雷達波,所以木質材料依然會被雷達探測到,只不過難易程度有差別罷了。

(雷達探測)

(隱身戰機依靠外形設計和吸波材料減小雷達反射)

雖然有蚊式轟炸機成功躲避德國雷達的戰例,但是那畢竟是二戰時期的事情了。二戰期間的雷達多為米波雷達,精度較低,探測距離也只有幾十公里,整體性能與現代雷達相比有著天壤之別。現在高性能雷達的探測距離可以達到上千公里,甚至連空中飛行的一隻鳥都可以看得清清楚楚。因此,即便木質材料的雷達反射率低,但是由於雷達性能的提升,它依然會在很遠的距離處被發現。

(二戰期間的雷達)

那如果木質飛機也進行外形隱身設計,再加裝吸波材料,是不是就可以做到近乎隱身了呢?答案依然是否定的。因為就算飛機的機身用木頭製造,但是發動機、雷達、導彈這些設備依然是金屬的,所以它還是做不到完全隱身。況且,現代戰機對機身強度要求很高,木質材料肯定達不到這樣的需求,用木頭造出的飛機根本無法飛行,即便能完全隱身又有什麼用呢?

(現代戰機重視機動性需要高強度材料支持)

總之,隱身戰機還得靠外形設計和加裝吸波材料來實現隱身。其加工材料主要還得是金屬,木質飛機不但無法滿足隱身的要求,也不適合用於製造隱身戰機。


戰情解碼


木質的戰機雖然算不上隱身,但是由於木質的材料的性質會造成雷達波透過。

我說說日常生活中的例子,大家家裡面經常會有的一種設備就是手機或者路由器,這裡以路由器為例,你把路由器放在木質衣櫃裡你會發現信號根本沒有減弱,你如果把路由器放在鐵盒子裡你會發現信號減弱非常嚴重,這種情況是不同材料對於電磁波的反射或者透波率有關,金屬材料具備很明顯的電磁波反射作用也就是電磁波透波率低,頻率越高越容易被金屬反射。

這裡回到正題為什麼木質材料無法隱身,第一點,木質飛機內部必然有電子儀表而這種儀器工作的時候產生的電磁波會很容易透過機身,隱身戰機座艙蓋為什麼要鍍金屬膜?就是防止外部電磁波傳入造成反射,也可以防止內部電磁波外洩。第二點,木質戰機也無法做到真正的紅外隱身,現在的隱身戰機所謂的“紅外隱身”只不過降低了點廢氣熱量根本算不上紅外隱身,紅外隱身的要求是你的作戰裝備跟你所處的環境紅外輻射要保持一致,也就是溫度要保持跟背景一樣否則有幾度的溫差就會把你暴露。

如下圖紅外成像儀下的F22

再者就是木質結構無法做現代戰機,現代戰機要求高速高機動大載荷一般都金屬都不行,更別說木頭了並且木頭怎麼承受發動機尾焰,就算是不直接燒到也有著火的危險。



李曉偉


有人會覺得雷達只能探測到金屬物體,那二戰的木製飛機就可以在雷達面前隱身了。這真的是很滑稽,它雖然叫木製飛機,但是飛機的製造是不可能只有木頭的,大部分還是由金屬構成。而且雷達並不是只能探測到金屬,不是金屬就探測不到。其實雷達的電磁波就像光一樣,遇到物體是能反射回來的。所以木製飛機在雷達面前也是無所遁形的。


只要電磁波能反射回來,還是可以發現木製飛機飛機的存在。要想飛機不暴露在雷達面前,就要減少機身的反射點,使用吸波材料。

用木頭製造一些低速的飛機,在二戰中雷達面前的存在感就會比一般的飛機弱一些。但木製飛機要達到隱身技術簡直是異想天開。況且能在雷達面前隱身的技術在二戰中是還做不到的。


軍機處留級生


這個概念分怎麼看,但非常明確的一點是,即便是木質飛機,對於雷達來講,不可能達到近乎隱身的狀態!首先我們需要明白雷達工作原理是怎樣的!一個雷達主要由三部分組成:發射器、接收機、處理器等三部分組成。發射器通過發射信號,通過天線放大功率,在遇到障礙物之後,它會反射或者折射,反射或者折射回來的信號就到達接收器,然後處理器進行處理接受到的信號!

其次,問題中提到的英國轟炸機,雖然是使用大量木材製造,但是飛機的發動機、炸彈等一定是金屬,依舊可以進行反射。你所提到的二戰時期英國木質飛機幾乎不能夠被雷達偵測到,那是因為二戰時期的雷達都還是米波雷達,探測距離本身就不長,並且信號處理接受技術都比較一般,所以才有這麼一個說法。但是現在的雷達技術水平早已不可同日而語,有源相控陣雷達,無源相控陣雷達,對於這樣即便是木質飛機,依舊可以偵測到,否則現在的飛機外殼使用木質的就可以了,為什麼還要花費鉅額資金,塗抹隱身材料呢!


悟空在哪裡


木質飛機的隱身性能比普通飛機略強一些,但是木製飛機在雷達下也不能做到完全的隱身。雷達的工作原理是通過雷達站發射出去的電磁波,當電磁波在空中觸碰到物體的時候就會撤回雷達站雷達站再通過反射回來的電磁波的強弱,來判斷物體的大小和距離。,飛機想要在雷達的照射下做到百分百隱身只有兩種可能,一種可能是雷達發射出去的電磁波能夠直接穿透飛機,另一種可能是飛機通過合理的外形結構,以及塗抹一定的吸波材料,來阻止電磁波反射回雷達站。



因為現在的科技條件的限制,還沒有一款戰鬥機能夠讓雷達電磁波百分百的穿透過去,隱身戰鬥機能夠在雷達下做到來無影去無蹤,主要是依靠著合理的外形構造以及戰機外表塗抹上的吸波材料。,實際上即使是世界上隱身性能最好的飛機,在雷達下也會有一定的反射波頻,只是這種反射不平的,強度比較小,雷達站往往會將隱身戰鬥機誤認為是一隻飛鳥,因此而錯過最佳的防禦時間。木質飛機的主要優勢是因為木材對於電磁波的反射頻率比較低,打一個簡單的比方,用燈光照射一塊鐵柱,燈光會大量的折射出來,而用燈光照射一根木頭,燈光反射的頻率會大大縮小,這也是木質戰鬥機能夠在雷達照射下具備一定隱身性能的主要原因。,當然木質戰鬥機的隱身性能較好,只是相對於沒有采用任何吸波材料的普通戰鬥機,如果和專門的4代戰鬥機相比較,木質戰鬥機的隱身性能根本不值得一提。



而且木質戰鬥機,並不是整個機身都是採用木質,一些關鍵的部位仍然會採用鋼鐵材料,這些材料在雷達照射下的反射屏,絲毫不亞於。普通戰鬥機。在第2次世界大戰時期,很多國家都使用了木製戰鬥機,,當時的雷達技術還處於起步階段,這些木質戰鬥機在雷達照射下仍然無處可逃。


軍武小咖


每日軍盲又開始胡扯了,我這麼給你說吧,人體就是一個巨大的反射源,在隱身戰鬥機的座艙蓋上都鍍有一層特殊的膜,就是為了防止雷達波直接照進駕駛艙導致飛行員成了最大的反射源了。早年的T50被詬病隱身極差的原因除了發動機進氣口沒有遮蔽之外,就是艙蓋上沒有鍍膜了。

所以有機物也是巨大的反射源之一,如果你還不信,我再給你舉個例子。你看你倒車的時候是不是距離障礙物近的時候車就會開始報警了?沒錯這就是倒車雷達的作用,這是一種毫米波雷達,你可以試試把車屁股往樹上面懟看看倒車雷達會不會發出警告。

實際上有機物的RCS甚至比同體積的金屬物體還大,英國的那個木頭飛機不是因為輕盈雷達難發現這種鬼扯的原因才出門的。這飛機出名是因為本身就是一萬金油,因為機體大所以即能當重型戰鬥機用,又能當轟炸機用幹啥都行,堪比革命戰士是塊磚哪裡需要哪裡搬,所以前線的士兵將軍都非常喜歡。


開著皮卡打坦克


雷達波和光波一樣,其本質上都是電磁波,因此在照射到某一物體之上時,會發生反射和散射,而雷達接收器在接受到物體表面反射的回波以後,就能通過計算得出目標的大小、速度、方位等具體信息並且指引導彈等進行準確攻擊。
(雷達工作原理)

而雷達波的反射和光波又有一些不同,雷達波實際是電場和磁場以波的形式傳播,在照射在金屬表面之時,除了直接反射,由於金屬是電的良導體,還會導致趨膚效應,金屬內部的電流密度增加,並且大部分集中到金屬表面,這就讓金屬成為二次輻射源,從而產生電磁波向外輻射,增強了反射波的強度。而木材是電的不良導體,產生的二次輻射自然很小,雷達強度也就要弱不少。



除此之外,木頭相對於金屬材料而言,密度較小,因此雷達波很大一部分會直接穿透過去,而不發生回波,這就讓回波信號更弱了,接收不到足夠的回波信號,最後就可能直接被當做雜波過濾,導致難以分辨出目標了。二戰中,英國製造過號稱全木結構的德·哈維蘭-蚊式戰鬥轟炸機,其空重為6噸左右,其中80%以上為木製結構,也正是因為木製結構這一特點,德軍的雷達對其幾乎是無可奈何,往往是已經飛到目式範圍之內才能發出防空警報。
(蚊式轟炸機)

但是德軍雷達探測不了蚊式轟炸機,主要原因並非是木製結構的原因,而是因為當時雷達技術的限制。二戰時裝備的防空雷達主要是高頻短波雷達,其傳播距離短,信號衰減強烈,因此作用距離往往只有十幾二十公里。更重要的是由於當時的電子工業落後,並沒有現代雷達這麼強的數據處理能力,因此即使接受回波,其判定目標的主要途徑也是通過操作人員的經驗,通過雷達顯示的信號強度和方位來估算,因此漏報和假預警概率特別高。而蚊式轟炸機本身木製結構本身反射信號就弱,因此識別不了也就很好理解了。


(二戰美軍防空雷達)

其實即使是蚊式轟炸機,其採用木製作為主體框架結構,但是包括髮動機、起落架、機翼連接點、翼身結合部等承力部位仍舊需要採用金屬鍛件和鑄件,所以即使反射電磁波信號弱,其RCS雷達反射截面積仍舊不會小於5平方米,而這樣的面積在現代各種高精度分米波、釐米波雷達面前幾乎無所遁形,結合現代計算機的雲處理能力,分分鐘就能識別出它的存在。

(蚊式轟炸機的副翼依舊是全金屬結構)

其實要規避雷達,使用木頭並不是一個好選擇,木材在超音速飛行下強度不夠,大機動過載動作很可能會撕裂機身,因此選擇金屬作為主體框架,在其表面敷設高分子複合吸波材料是最佳方法,目前主流的吸波材料分為諧振型鐵磁性干擾衰減材料以及寬頻聚氨酯泡沫吸波材料,兩者分別用於對付短波和長波雷達,在效果上比木製材料要強不少,並且通過粘合劑整合之後不易脫落,可以有效應對超音速飛行的惡劣條件。
(B2轟炸機隱身塗料維護)

除了吸收雷達波之外,還有一種方法就是將雷達波向其他方向反射,雖然這仍舊會產生回波,但是因為回波傳播方向不對,這就能讓固定位置的雷達接收裝置無法接收目標反射雷達波信號,因此也是一種隱身設計方法。例如美軍曾經名噪一時的F117攻擊機,外形上採用了科幻感十足的多面體設計,並且在結構上多利用鋸齒形狀,可以很好的將雷達波反射至其他方向,這也讓F117的RCS面積達到了0.01平方米的世界最佳水平!


(F117攻擊機)


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