隱身與反隱身的較量:究竟誰能最終笑到最後

隱身與反隱身的較量:究竟誰能最終笑到最後

隱身與反隱身一直在進行較量,儘管有專家提出隱身技術可能會慢慢過時,但另有一些專家經過研究認為,當前和新興的隱身平臺在未來幾年仍然很難被摧毀。

俄羅斯製造的S-300和S-400防空武器,被許多人認為是世界上最好的防空武器之一,它們能夠利用數字技術將各偵察站節點聯成網絡,用於在大地域範圍內傳遞跟蹤和目標定位數據。這種新的防空系統也使用先進的指揮和控制技術,比以前的系統能在更寬的頻率範圍內探測飛機。此外,據報道俄羅斯開發的新興的S-500系統在對付隱形飛機方面更為先進。

隱身與反隱身的較量:究竟誰能最終笑到最後

現在,人們普遍認為,這些新型防空系統確實有可能探測到隱形平臺,但根據一名美國空軍三星上將的說法,要真正摧毀一個隱形平臺,並形成一個完整的“殺傷鏈”,如果不是不可能的話,仍然是極其困難的。

雙靜態雷達有可能探測到低可觀測性的飛機。然而,要攔截隱形飛機,需要將從大型採集雷達控制轉移到更小的飛機或導彈的截獲雷達上,以跟蹤或保持對低可觀測飛機的持續“鎖定”。當你把追蹤從一個採集雷達轉移到一個武器攔截器上時,這個攔截器必須在比隱形飛機探測到的更遠的距離上進行攻擊,這就大大降低了隱形飛機被攻擊的概率。米切爾航空航天研究所所長大衛·德普圖拉中將在一次採訪中表示:“探測並不是目的,你必須建立一個完整的殺傷鏈,其中每個元素都必須成功,如此才能攔截並摧毀一架低可觀測的飛機。”

德普圖拉解釋說,從一個具有非常大孔徑的地面雷達轉移到一個更小的“交戰”雷達對攻擊者來說是一個巨大的挑戰。

“即使雷達能夠探測到,它現在也必須跟蹤,當它傳輸數據進行攻擊時,它將不得不使用比探測雷達作用距離小得多的雷達來引導導彈進行攻擊。此外,攔截武器的融合可能會受到低可觀測性技術的影響,”德普圖拉說。在每一個層次上,低可觀測性都降低了成功受到攔截攻擊的概率。

儘管如此,鑑於俄羅斯和中國建造的新型攻擊系統在全球迅速現代化,美國空軍開發人員仍在以緊迫感追求新一代隱形技術。

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B-21隱身轟炸機

2018年早些時候,美國空軍完成了對其下一代B-21轟炸機的實質性技術“關鍵設計審查”,這項工作幾乎是完全保密的。

這是一項在飛機正式建造前開展的一個關鍵步驟的審查,該審查評估了新轟炸機的設計規格、技術計劃、計算能力和武器集成——開發人員說,這一平臺將把隱形技術本身推進到新的、前所未有的技術高度。

對新出現的B-21設計的關鍵審查對於設計一個能夠適應最先進的當前和預期的未來隱身性能的平臺至關重要,其中包括隱身塗層和配置、雷達反射截面積減少和熱特徵抑制技術等。

米切爾研究所在一篇文章——“隱形的必要性”中,為美國空軍高層領導關於B-21將推進隱形技術的評估提供了一個非常詳細的規範,據開發人員說,B-21將能夠打擊“在世界任何地方、任何時間、任何有風險的目標”。

“美國現在正在開發第四代隱形飛機。設計F-117和B-2可用的計算能力與當前的設計團隊可用的能力相比不在一個層次上,”美國空軍少將馬克·巴雷特(Mark Barrett)和美國空軍上校梅斯·卡彭特(Mace Carpenter)在米切爾研究所的論文中寫道。

隱形技術的發展

隱身就是通過外部輪廓設計和熱信號降低,以躲避敵方雷達系統的探測。由於沒有外形明確的邊緣、熱輻射不明顯、或其他容易檢測到的飛機特徵,這意味著雷達可能無法接收返回的電磁信號,從而使它們無法識別接近的轟炸機。由於已知光(電)的速度,也可以確定電磁信號的傳播時間,因此計算機算法能夠確定敵人目標的精確距離。

然而,當涉及到隱身飛機時,返回信號可能是不存在的,或者是與實際飛機完全不同的特徵。例如,隱形飛機將以鳥或昆蟲的特徵出現在敵方雷達上。

考慮到尖端防空系統造成的威脅範圍不斷擴大,以及隱身飛機確實比最初出現時更容易受到攻擊的認識,美國空軍開發人員越來越多地將隱身能力視為包含各種關鍵參數的能力集合,包括隱身配置、紅外抑制和雷達迴避材料,還包括其他重要元素,如電子戰“干擾”防禦、在惡劣天氣條件下作戰以降低聲學特徵,以及與其他可能引起注意的不太隱身飛機一起發動攻擊。

考慮到這些因素,空軍開發人員通常將隱形配置本身稱為擊敗現代防空系統所需方法中的一個關鍵因素。米切爾研究所的文章認為:“將隱形飛機與常規飛機混合、欺騙、防空壓制和電子干擾將使敵人面對的防禦問題更加複雜化,比以往高一個數量級。”

該文章作者解釋說,新的隱身技術將試圖超越先進的多頻防空系統,必須利用所謂的“寬帶隱身”特性。多波段或“寬帶”隱身,旨在避開低頻區域“監視”雷達和高頻“交戰雷達”,強調雷達橫截面減少無尾設計,如現在設想的B-21。

美國空軍發佈的B-21圖像描述了一種不使用垂直飛行控制面(如尾翼)的設計。米切爾研究所的文章認為:“如果沒有從側面反射雷達的垂直面,新型轟炸機將有一很小的個RCS(雷達反射截面積),它不僅可以減少從正面和背面返回,而且還可以減少從側面返回,使得從任何角度進行探測都是一個挑戰。”

我們經常所知的隱形戰鬥機,如F-22和F-35,則具有完全不同的配置,它們要依賴於一些垂直飛行控制面,如尾翼和機翼。由於F-35或F-22的戰鬥機配置更容易受到低頻監視雷達的攻擊,因此F-35或F-22還需要依靠其速度、機動性和空對空攻擊系統來全面對抗敵人。考慮到噴氣式戰鬥機需要機尾、機翼和其他性能所必需的結構,它們天生就比高空轟炸機更不隱蔽。

新的紅外或熱信號降低方法與發動機和排氣位置有關。文章作者說,內部配置的發動機,加上飛機頂部的排氣管,可以大大降低飛機的熱排放,比如當前的B-2結構。利用排氣系統中的混合技術,可以進一步冷卻發動機排出的熱氣。

先進計算機模擬領域的技術進步也為開發人員在設計新型轟炸機方面提供了前所未有的優勢。設計與各種威脅雷達之間的相互作用的模擬現在更加精確和現實,允許在任何硬件實際建造或測試之前,對隱身設計解決方案進行額外的改進。

這架新飛機將被設計成具有全球作戰用途,部分原因是它將配備大量遠程武器。美國空軍官員解釋說,B-21的設計目的是攜帶現有武器、核彈以及新興和未來的武器。

如果B-21的武器配備與B-2類似,它將有能力投放一系列核武器、GPS制導的聯合直接攻擊彈藥,甚至可能是目前正在開發的新型空軍核武器巡航導彈,稱為“遠程防區外武器”。據空軍開發人員說,也可以想象,新轟炸機有朝一日將裝備尚未被發現的武器技術。

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