直升机的隐身技术

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　　据报道，美军在对拉登采取行动时使用了隐身的“黑鹰”直升机，其中一架在行动中坠毁引起了美国情报机构的一阵慌乱：一方面赶紧炸毁了残骸，一方面又向巴基斯坦提出将来炸毁的残骸归还美方，还特别强调一定不能落在中国人手中，弄得还真有点神乎。其实，就直升机的隐身而言，世界上早已有了许多成熟的技术手段。
　　要实现隐身技术，就要在设计上、使用上做到改变直升机在战场上作为目标所示出的特征。这些特征通常被分为五个方面，即目视的、声音的、雷达反射截面积的、红外的和电子的。
　　
　　目视隐身
　　
　　直升机作为目标被目视的特性，是指通过人的直观，利用望远镜和图像增强器之类的光学仪器或电视，来发现直升机的可能性。它取决于直升机尺寸的大小、形状，与所处背景的对比、运动状况等。直升机的尺寸越大，形状越明显，外表颜色越鲜艳，与其所处背景的对比度越强，反差越大，自然就越容易被发现。即使直升机是在进行超低空的飞行活动，也很容易被看到。有时尽管直升机悬停不动，但由于旋翼吹起的尘埃、扇动的树丛、旋翼和座舱玻璃的闪光等等，也会被有经验的人员所识别而被发现。为改变这种情况，减少被目视发现的几率，直升机的尺寸尽量要小，如现代武装直升机的驾驶舱通常采用纵列式布局，使机身细长，迎面窄到1米以下，最窄的已达0.91米，将武器内藏，起落架收起，都会使迎面面积大大减小，不易被看到。其外形和颜色要尽量不显眼，通常是给全机表面涂以暗色的无反光涂料。
　　还要将直升机的座舱设计成扁平状，并采用平板玻璃，以减少阳光漫射，给旋翼表面涂以减少闪烁的涂料，还要尽量采用多桨叶的旋翼，因为根据布鲁克效应，旋翼旋转时的视亮度与闪烁频率有关，闪烁频率越高，视亮度越低，被目视探测到的可能性会越小。实验证明，有5片桨叶的旋翼在飞行中被目视探测到的可能性会比只有2片桨叶的旋翼减少85％左右。在战场上活动时，要尽量选那些与自身反差不甚明显的背景地，早、晚飞行时还应采用背着太阳的方向，以利用太阳的光辉遮掩自己。还要充分利用地形地物隐蔽自己。近地悬停不动时，要避开易被吹起的浮尘、浮雪的地方和易被吹动的树丛。必要时，还可以施放与背景颜色完全一致的绿色或褐色烟雾，或利用炮火的硝烟加以掩护。
　　再就是尽量减少直升机对敌攻击时的暴露时间，这就要从两方面入手。一是加装旋翼轴瞄准具，使直升机在掩体后只伸出瞄准具就可以观察和瞄准，锁定目标后直升机只需瞬间腾空发射即可脱离。一是给直升机装配“发射后不管”的导弹，大大减少直升机暴露的时间。这些，无疑都会大大改善直升机的目视特性，减少被敌人发现的可能。
　　
　　声音隐身
　　
　　直升机的声音特征是十分明显且十分有害的。噪声的最大来源是旋翼、尾桨拍打空气的噪声和发动机的轰鸣。目前许多国家都采用了高灵敏音响反直升机地雷。为了减少直升机的噪声，提高直升机的隐身性能，在设计旋翼时采用了低转速、桨尖后掠、有利翼型和桨叶合理扭曲等措施。尾桨噪声占整个直升机噪声的20％，在设计尾桨时，将4片桨叶的尾桨相对的两片组成一副，两副桨叶互成60°与120°的剪刀形夹角，而不是十字形安装在叉形接头上，而且两副桨叶不在一个平面上，从而降低桨叶间的气动干扰，来降低噪声。为彻底清除此噪声，一些设计师在安装涵道尾桨的路子上正在走无尾桨设计的途径。
　　为减小发动机的轰鸣，大多设计采用了吸音材料做衬里的排气管，排气管末端再加装共鸣消音器。利用吸音材料具有宽润声谱范围内良好的吸音特性，和共鸣消音器吸收低频声音的特性，可使发动机的噪声大大降低。还有的将发动机的排气管设计得十分细长，这一方面是为降低红外辐射，同时也有进一步清除发动机噪声的作用。在实战飞行时，飞行员还要善于利用外部音响加以掩护，也可取得很好的声音隐身效果。目前在声响隐身设计方面取得成果较好的为南非“茶隼”武装直升机，据测试，该机只在飞来之前的10-15秒才能听到它的声音。
　　
　　雷达隐身
　　
　　直升机要想隐藏自己不被雷达发现，需要下很大力气，最主要的是要千方百计地减小直升机反射雷达的截面积，目前所采用的方法主要有以下几种。
　　一是尽量采用平整的外形，减少各种突出物。如有的武装直升机会把武装挂架收起，把导弹内藏，会把机炮后转1800收入机身，会把发动机进气道嵌入机身等。
　　二是要把圆柱体和半球体的机身设计成平面边缘形状，或小平面转角形，把发动机的进气道口改为菱形，精心选择桨叶翼型，并为旋翼桨毂和桨叶根部加装整流罩，使之形成平缓过渡的融合体等等，均能散射雷达的电波，使雷达所接收的回波大大减少。
　　三是在直升机的机身和旋翼、尾桨的表面涂上吸收电磁波涂料。早在1974年，美国一家公司就在法恩伯勒国际航空博览会展示过一款泡沫吸收材料，将该材料涂到直升机机身上，可使雷达反射下降到五十分之一左右。近期美国空军研制出针对不同雷达使用的铁氧体涂料，如针对电磁波在厘米波段的雷达，采用锂一镉铁氧体涂料，针对波长更短的雷达，采用镍一镉铁氧体等，都会大大降低雷达所接收到的反射回波。特别是旋翼和尾桨涂以上述涂料后，对从空中朝直升机俯视的雷达会起到很好的遮蔽作用。
　　四是大量采用复合材料代替金属材料制作直升机的壳体和旋翼、尾桨。电磁波遇到物体所以能反射，是因为空气和物体交界处介电常数不同，如果找到和空气介电常数相近的材料用来做直升机的机体和旋翼、尾桨等，雷达就会探测不到。复合材料就是这样一种材料。目前，先进复合材料的比强度和比刚度都远高于传统的航空结构材料，其重量只有钢的五分之一、铝的二分之一，其强度与钢相当，比铝高两倍。更为突出的是，它的耐疲劳比钢和铝高得多，并易于制造形状复杂的构件。
　　现代直升机正广泛应用复合材料，在机身结构中使用复合材料的有蒙皮、舱门、桁条、隔框、中央龙骨盒梁结构、旋翼塔整流罩、涵道尾桨护罩、垂直尾翼和水平安定面等：在旋翼系统中使用的有挠性梁、桨叶、扭力管、扭力臂、自动倾斜盘、套管轴和旋翼整流罩等i在传动系统中的有传动轴和主减速器箱等。有的现代直升机所使用的复合材料已达整机重量的51％，这就大大降低了雷达对这种直升机的可探测性。目前，制造直升机所使用的复合材料主要有：韧化环氧树脂、双马来酷亚胺树脂、石墨纤维、玻璃纤维和凯夫拉纤维等，这些材料都有着很好的吸收雷达波的性能。
　　五是在飞行中直升机多做贴地飞行和充分利用地形地物掩护，或充分利用雷达的盲区等，也可以提高直升机的雷达隐身效果。
　　六是适时释放干扰物，或打开干扰机。据说一些采取上述措施的直升机，其正面雷达截面积只有原来的几百分之一。
　　
　　红外隐身
　　
　　直升机上的红外线能量主要来源于发动机、滑油散热器、主减速器及其它传动齿轮的散热装置等。目前对直升机进行红外隐身的技术主要是从红外抑制、红外干扰和红外诱饵等 三个方面入手。
　　红外抑制最常用的方法是屏蔽或冷却热表面。屏蔽是把热表面设法遮挡起来，例如在暴露的发动机排气管外面再加一层排气管，两管之间留有供冷却空气流动的间隙；或者将热表面用绝热材料包裹起来等。冷却就是使发热的部位尽快冷下来，这在设计上也有多种方法，如采用锥形中心塞法，就是用空气冷却的锥形中心塞把发动机的涡轮和排气管的内表面隔离开来。锥形中心塞由几个支柱固定在空间，用作冷空气进入中心塞的通道中心塞和排气管的表面还可以用蒸发冷却或薄膜冷却等以进一步降温。
　　还有一种被称为“黑洞”的红外抑制器也可以很好地给发动机排气系统降温。其原理是把来自减速器舱的空气通过减速器热交换器引入发动机短舱，与通过发动机短舱鱼鳞门进入的冷空气相会和，使温度第一次降低，再从涵道喷管喷出，而由于涵道喷管弯曲使管道增长，加之表面又涂有低反射的涂层，这就使排气的温度再次降低。在涵道喷嘴排出的气流，经旋翼拨动空气的下洗作用，再由直升机前飞带来的迎面气流吹散，最终会使排出的气体温度下降很多。还有一种被称为条带式排气的装置，也可以使排气温度进一步降低。采用了以上设计的直升机，红外信号可下降三分之二至五分之四，较好的起到了红外隐身的作用。
　　红外诱饵是对付红外寻的导弹的一种有效的对抗措施。目前，直升机上已装备或正在装备的红外诱饵可分为烟火型、燃料型和复合型等类。烟火型如曳光弹等，燃料型是由直升机携带专门的诱饵燃料，当直升机受到威胁时喷洒到威胁方向的空中燃烧，形成强大的红外辐射源，复合型是近些年才发展起来的新型诱饵弹，这是因为不少制空导弹为防烟火型和燃烧型诱饵弹的引诱，又加装了雷达制导系统，使之变成了红外一雷达复合制导型导弹，为防这种导弹，于是诞生了复合型诱饵弹。新的复合型诱饵弹的结构大体可以分为两种类型，一种是在同一弹体中装入红外诱饵材料和箔条；另一种是将烟火剂粘在金属箔条一侧。
　　
　　电子隐身
　　
　　直升机的电子特征是指直升机上的无线电通信设备、多普勒导航设备、计算机、雷达高度表等电子设备，在工作时被敌方测向器测知的信号征兆。事实上，任何有源系统都有可能被探测到。为了改善这方面的特性，直升机在战场活动时，应尽量减少电子设备和其它有源系统的工作，还要不断的在掩体物后转移位置。采用电子战措施则是主动改善直升机电子目标特性的有力手段。
　　具体到美军这次所用隐身“黑鹰”直升机到底使用了哪些隐身技术，外界不得而知。仅就现有的短暂画面和只言片语的报道来看，这种“黑鹰”与以前的“黑鹰”在外形上没有什么大的不同，无非是加装一些消声设备、红外抑制设备和涂抹一些吸波材料、暗色材料而已。最大的隐身技术恐怕还是战术层面的，比如保持无线电静默、利用地形地物做超低空飞行，充分利用雷达的盲点等等。在利用雷达盲点方面，一是利用雷达覆盖不到的区域，二是利用雷达工作的盲区。
　　至于为什么有一架“黑鹰”会在偷袭现场失事，这也只能等待美军自己的答案。不过从历史上看，美军在执行偷袭任务时出现这种情况并不鲜见，比如1970年偷袭越南河内山西战俘营那次，不仅扑了空，还有一架直升机失事扔在了现场，撤离时由自己人将残骸炸毁。1980年美军深入伊朗腹地企图解救美国驻伊朗大使馆人员那次，不仅人员没救成，还在撤退的慌乱中丢在伊朗境内7架直升机、1架C-130运输机和8具遗体。
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