四代机基本知识1 之 隐身

(图文并茂）四代机基本知识之隐身

来美言这么久，我常长真臻一直苦于不会发图，所以很多帖子都不好发，现在好了，经群里朋友的点拨下，终于会发图了，那么就可以痛快的发帖子了。

网上很多网友发的四代图都是自己随性想象画作，并没有很好的理论参照，大多停留在表面。而我发的这帖子，将会有大量的理论数据作为后盾，并同时将进行大量的科普图文讲解，虽然会很长，但绝对不会枯燥。这样美言网友看后，就能明白到为什么要这么设计，并且相信大家看了后对自己的军事知识会有个很大的飞跃。

而隐形将最先开讲，因为四代机的隐形太重要了，后面讲的所有内容都是离不开隐形的。好了，下面进入正题。

(图文并茂）四代机基本知识之隐身

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作为一款四代重歼，具备高隐形，高机动，超音速巡航等这些是必备的基本能力。在与美帝F22对抗的过程中，我们必须处于相似的水平，这样才能具备对抗的能力。在四代机中，隐身是非常重要的一个因素，那飞机如何做到隐身呢？

现代战场漫天飞舞电磁波，面对复杂电磁环境下，不明真相的群众路过，雷达为了避免复杂电磁环境的干扰，在三个代表的先进思想指导下，采用各种先进的信号处理手段，把那些杂乱的电波和谐掉，只有构建出和谐的电磁天空，才能找到某位外部特征明显的打酱油路过的同志。但那位外部特征明显手里拎着酱油瓶的同志，岂会束手就擒？？于是那位同志经过一番乔装打扮，做了顿面部整容手术后，把手里准备砸人的酱油瓶藏在内衣内裤里。这样在复杂电磁环境下，就能蒙混过关了，或者推迟被发现的时间，给自己争取到足够的时间丢酱油瓶，这样的话，隐身的目地也就达到了。

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在这里，这位同志来友情客串。

雷达波发射出去了是一回事，回波就又是另外一回事了。事实上，雷达回波的强度跟被照射物体的形状有很大的关系。我们假设一块一平方公尺的方板，但他正面垂直对着雷达时，得到的雷达发射截面大约是一千平方公尺

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正面垂直面对雷达

如果我们把方板弯个角度，数据就会骤减为0.1平方公尺

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事实上，还可以做的更厉害点，把方板斜45度，从正面看像个菱形。

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事实上，还是那块方板，面积根本不变，但如果我们把这菱形也弯成一个后倾的角度。那么数据就会降的更厉害，直接成0.001平方公尺

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可以看到，同是一块方板，我们把它用不同的角度对准雷达，反射的截面积从1000平方公尺变成0.001平方公尺。变化相差了整整100万倍！！！！！所以，如果把一架飞机的外形，做成像菱形那样。那他的雷达信号会变的极其小，隐身的效果就处来了。因而自然有人想到了这个外形布局。

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怎么样，这个外形就是上面讲到的倾斜的菱形。其实这就是洛克希德马丁公司最早的方案。够科幻吧。什么？有些美言老鸟看着有点眼熟？没错，这就是大名鼎鼎的F117夜鹰型隐形飞机最早的方案！！！！

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这F117的方案，第一个图的外形就是这么来的，但是后来研究发现这个菱形方块根本飞不起来，所以后来把两侧拉长，加了个内倾尾翼，成了第二张图的模样

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这个验证机被称之为Have Blue，已经有夜鹰的影子了。而上面的第三个就是真正量产型的F117。第四个方案，加了尾翼的是个海军型的，后来项目被取消。

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海军型的F117，当然叫海鹰了。

F117毕竟是第一代的隐形飞机，这飞机最大的毛病在于为了追求隐身而导致机动性超级差，而且很多地方受当时条件的限制，计算机只能处理二维面，所以处处棱角分明。在南联盟被打下一架后，他的地位就急转直下，因为缺点突出，没几年后就开始退役，到2008年，全部的F117退役，一代名机，就这么匆匆下场，无不让人感慨。。。。。

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科索沃战争中，被打下来的F117残骸。

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这架F117被拆毁，遇到暴力拆迁队，死都不能落个全尸，真是惨。

雷达波也是一种波，所以它具有波的普遍特性。一般而言，波长越长它的频率就越低，而波长越短，他的频率就越高。比如蝙蝠嘴里发射的超声波，就是一种波长短而频率很高的声波，波长短是因为蝙蝠的嘴巴小，只能发出窄的波。高频率的超声波具有指向性好，精度高，不易受干扰，信号回馈速度快，但传播距离短的特点。而低频率的长波则具有相反的特

点

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古代人天天看星星，于是成了天文学家。天天看河流，于是成了水利学家。天天看石头，成了地质学家。现代人天天看蝙蝠，于是雷达出现了。。。。。。。。囧

雷达的工作频率跟他的工作性质密切相关，当频率低于3MHz时。这时候，电磁波可以沿地球表面传播，而不受地球曲率的影响，所以可以传播的很远。由于雷达电线的尺寸跟雷达的波长成正比，所以这种低频的长波雷达尺寸向来十分的巨大。

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苏联早期的远程警戒雷达，对比下面的楼房，就可以知道这雷达有多大了。由于雷达天线的尺寸跟波长成正比，所以大家就可以估计这雷达波的波长有多长了。它的传播距离非常远，是用来监视美国的弹道导弹的。

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这个是雷达各频段的名称。其中频率低的L波段主要用于远程警戒雷达，S波段用于中程警戒与跟踪，X波段由于体积小，所以用于空中或其他移动场合，多普勒导航雷达也是X 波段雷达。由于S波段跟X波段是目前应用最广泛，最主要的工作频段，所以隐形飞机的

隐形主要就是针对这些波长做文章。

不同波长的电磁波打到飞机上截获的目标截面积RCS（radar cross section）的差异很大。总的来讲，主要分三种。

1．低频区：当雷达波的波长大于目标尺寸时，入射场的相位跟振幅都没有什么变化。这时候整个目标都参与散射过程。所以他的形状和细节并不重要，主要取决于他的体积。换句话说，任你是李逵还是李鬼都不重要，它只要知道有人来了就行。

2．谐振区：当雷达波的波长跟目标尺寸相近时，入射场的相位跟在目标长度上的变化很明显。目标的每一部分都会影响到另一部分的场强，每一点的回波都是由很多部位相互影响的叠加。所以很难预测回波的性质。这时候它还是很难分清李逵和李鬼。

3．高频区：当雷达波的波长小于目标尺寸时候，它的散射符合光学定律，目标形状间的相互作用可以忽略不计。它的总散射可以理解为某些局部散射的单独合成。这个时候，它就能分清李逵和李鬼了，并知道了李逵是拿斧头的，李鬼是拿狼牙棒的。

由于防空雷达和机载雷达都处于分米波和厘米波段，这些波长都小于目标尺寸，处在高频区。所以隐形飞机的研究主要就是对付这些波长小于目标尺寸的波段。但我们也可以看到，对于波长长的米波雷达等，由于波长大于目标尺寸，所以目标的形状不重要，整个目标都会发生散射，所以能有效提前发现隐形飞机。这是一种预报隐形飞机的很好手段，听群里人讲，我们的远程雷达就曾照射到在日本起飞的F22战斗机。

由于雷达有效探测距离和RCS的四次方根呈正比关系。所以要想使探测距离缩短一半，那么目标的雷达截面积（RCS）就要缩小为原来的1/16。换句话说，除非使用隐形手段，否则单纯的依靠减小飞机的尺寸并不能有效减小雷达反射面积。

所以要想有效减小雷达反射面积，采取隐形手段才是王道。前面说过，由于目标的散射在高频区，他的总散射场可以分解为某些局部散射场的合成。那么那些局部的点，线，面的散射源就成了要研究的重点。对于散射回波，主要分有镜面散射波，绕射波和行波，爬行波这几个种类。