戰鬥機偽裝色的那些學問：迷彩、低視灰以及粉紅？
飛機偽裝色屬於視覺隱身範疇，這是一門運用光線和彩色圖案的藝術，目的是使軍用飛機在地面和空中難以被發現，被發現後也難以確定其速度、距離和高度。偽裝塗裝的效果高度依賴環境，主要對人類的肉眼起作用，還有一些電視觀測系統。現代偽裝塗裝的色彩和圖案的使用都已經過大量的實驗並理論化了，多數國家都對此有明確的規定和獨特的塗裝，人們往往在沒有看到國籍標誌前就能確定飛機的所屬國家。當然色彩和圖案也會隨著新理論的推出和作戰需求的改變而不斷變化。
飛機的偽裝塗裝始於第一次世界大戰前，並一直沿用至今。當然在交戰雙方有一方掌握了制空權後，對偽裝塗裝需求減弱，可以採用較簡單的塗裝或乾脆取消塗裝，以降低維護成本並減小阻力。
採用透明蒙布的德國林克?霍夫曼 R.I 轟炸機
一戰時，德國菱形迷彩的福克 D VII 戰鬥機
第一次世界大戰期間，隨著軍用航空領域的迅速發展，飛機越來越多地出現在戰場和敵後上空，這使得部署在野戰機場的軍用飛機需要進行偽裝以避免被敵機發現後擊毀在地面。所以在機身和機翼的上表面塗上了用於模仿大地和森林的顏色，或者綴以黑色或白色斑點的大斑點迷彩，用於模擬林間斑駁的樹葉陰影。下表面則塗上用於模擬天空的淺藍、淺灰或白色，甚至不塗裝直接暴露出淺色的織物蒙布。這種偽裝塗裝的設計思想是：從上半球看，飛機上表面會融入地面背景之中，而從下半球看，飛機下表面又會變成明亮天空的一部分。其實許多大自然的生物，如鳥類、魚類和海洋哺乳動物也採取了這一偽裝策略：背部深灰色，腹部白色。第一次世界大戰中，德國人還改裝了幾架福克戰鬥機和一架大型轟炸機，將帆布蒙皮換成透明的賽璐璐蒙皮，進行了視覺隱身實驗，取得了一定的成功。但是賽璐璐蒙皮也有很大的缺點，在特定角度看並不透明，並且在陽光下閃閃發光。
一戰和二戰時期的偽裝塗裝主要針對上半球和正下方進行了優化，深色和淺色間的分界線往往在機身兩側較低的位置，戰機在白天進行低空飛行時，相對地面防空哨的傾斜角度很大，此時機身兩側深色的塗裝會使飛機的黑暗輪廓在明亮天空背景中顯得格外醒目。唯一的解決方法是提高飛機下半球的淺色覆蓋面積，或將深淺色分界線上移，或乾脆全機塗上接近白色的偽裝色。在二戰期間英國和日本的一些低空巡邏機就採用了全灰白塗裝，在戰時這並不是一個好主意，會很容易被在高空的戰鬥機發現。
皇家空軍海防總隊的哈利法克斯轟炸機，塗裝的深淺分界線上移至機背，擴大了下半球白色的覆蓋面積
皇家空軍海防總隊桑德蘭水上巡邏機採用了幾乎全白色的塗裝，僅在機背和機翼上表面很小面積區域塗上迷彩
皇家空軍海防總隊的白色塗裝對上半球視覺隱身不利，易被敵方戰鬥機發現
針對此問題，美國人在第二次世界大戰中進行了有趣的飛機視覺隱身實驗，這項實驗直到 20 世紀 80 年代才得以解密。1942 年初美國海軍的反潛轟炸機在攻擊德國U艇時碰到了問題，在晴朗的天空背景下，潛艇上的對空觀察員在很遠的距離上就能發現轟炸機，潛艇有充裕的時間下潛規避。美國海軍對此深感頭痛，並啟動了一個秘密項目，代號「耶胡迪」(Yehudi)，目標是降低飛機的可見度。在進行了一系列的試驗之後，工程師們找到了獨特的解決方案。他們在一架 TBM-3D 的發動機罩和機翼前緣安裝了許多燈泡，打開燈光後以機頭對準潛艇，可以顯著降低飛機與晴朗天空背景之間的亮度差，使飛機融入地平線上的天空中。在理想情況下能將潛艇的對空目視觀測距離從 20 公里降低到 3 公里，大大縮短了反應時間。一架 B-24 大型轟炸機也進行了類似改裝，獲得了類似效果。「耶胡迪」燈利用了人眼在 3.2 公里距離外無法區分兩個間隔小於 1.2 米的光源的原理，發動機罩和機翼前緣的燈泡形成一個均勻連續的發光面，即使在 B-24 這種大型飛機上，單個燈泡功率也只需 500 瓦。該項目一直持續到 1942 年底，此時美國海軍已經裝備了完善的機載反潛雷達，可在視距外發現海面目標，於是「耶胡迪」燈停止了進一步發展。
「耶胡迪」燈
TBM-3D 機翼前緣的「耶胡迪」燈
TBM-3D 平尾前緣的「耶胡迪」燈
安裝「耶胡迪」燈的 B-24
越南戰爭期間，美國空軍體積龐大的主力戰鬥機 F-4「鬼怪 II」 在很遠距離上就能被發現，美國空軍又重啟「耶胡迪」燈的研究，項目名稱「羅盤幽靈」。參加實驗的 F-4 採用了上籃下白的塗裝，並在機身兩側和下表面安裝了 9 個「耶胡迪」燈，使目視發現距離降低了 30%，效果不是很理想，估計是 F-4 濃重的尾煙所致。「鬼怪」機身兩側黑洞洞的進氣口也是要注意的地方，但進氣道內沒有安裝「耶胡迪」燈，只是將進氣道內壁刷成了白色。在 F-4 上採用「耶胡迪」燈的效果並不是很理想，這些高亮度的燈炮很耗電，並使飛機的紅外特徵加大。從此之後「耶胡迪」燈技術被束之高閣直到 80 年代才解密。
F-4「羅盤幽靈」
F-4 的 J79 渦噴發動機在特定工況下尾煙較重，易被目視追蹤
二戰後隨著噴氣時代的到來，50 年代的噴氣式飛機作戰高度大大提高，周圍常見的環境是天空、白雲和霧霾，而不再是低空地面的綠色植被、海洋和沙漠背景。這個時期的許多戰鬥機選擇了不塗裝，一是出於防核戰光輻射的考慮，二是期望金屬蒙皮倒映出周圍背景的色彩，使飛機融入背景中去。但彎曲的蒙皮可向任何方向反射陽光，人眼在很遠處就能發現閃閃發光的物體。
閃閃發光的金屬蒙皮會提前暴露我機位置
同時許多軍事機構和科研單位開始研究噴氣式戰機在高空中的最佳偽裝色，美國空軍經過研究得出粉紅色是最佳偽裝色的結論，但只有英國人真正使用過這種曖昧的顏色。二戰中他們就將一些用於低空作戰的「噴火」偵察機塗成粉紅色，據說在日出日落的斜陽照射時間出動偽裝效果最佳，粉紅色「噴火」可完美融入紫色的天空背景中去。
二戰中英國空軍的粉紅色「噴火」偵察機
粉紅色可以很好地融入早晨或傍晚的紫色天空背景中
淺灰色同樣是有效的偽裝色，60~70 年代越來越多的西方戰鬥機被塗上了被稱之為低視灰的顏色。該顏色與多雲和霧霾的天空接近，此時遠處的景物都蒙上了一層灰色。在低視灰塗裝上又發展出了雙色和三色低視灰塗裝，飛機上表面灰度較深，側面中灰，下表面較淺，以解決飛機下表面與天空之間的亮度差問題，這也發展成為當今世界各國空軍和海軍戰鬥機的標準塗裝方案。
60 年代以來，灰色成為越來越多國家戰鬥機的塗裝選擇
而對於在同溫層飛行的飛機來說情況又有所不同，這個高度的天空很暗且沒有雲和霧霾，淺灰色飛機的下表面會被下方雲層反射的陽光照得雪亮，在暗色天空的映襯下十分醒目。這也是為什麼地面看在同溫層飛行的客機是一個小亮點的原因，所以此高度飛行的飛機最佳偽裝色是深灰。而在大氣層邊緣飛行的高空偵察機的塗裝最好是黑色，這樣才能融入黑色的太空背景中去。所以在現階段美國空軍的裝備序列中，直升機、A-10 攻擊機和其他在中低空作戰的戰鬥機塗裝是淺灰。KC-10、B-1、B-2、B-52 轟炸機以及其他在 15,000 米高度飛行的飛機被塗成深灰色，飛行高度最高的 U-2 和 SR-71 被塗成黑色。
醒目的黑色
高空的民航機在被雲層反射的光線照射之下顯得格外醒目
B-2 採用深灰色塗裝以適應高空的深色背景
對於在大氣層邊緣飛行的高空偵察機來說，黑色自然是最佳偽裝色
至於為什麼將 F-117 塗成黑色是個有趣的問題，因為即使在夜間，黑色的偽裝效果也不如深灰色。月亮和星星微弱的光芒總會照亮夜空，使黑色塗裝的飛機暴露無遺，更別說在有嚴重光污染的城市上空，天空中飛機黑色的輪廓就更加顯眼了。經研究表明，在有光污染的地區上空，夜間最佳偽裝色是灰色，而在沒有光污染的地區，白色則是最佳偽裝色。在 F-117 試飛階段洛克希德工程師就進行了塗裝的研究，並向美國空軍建議把該機塗成標準的低視灰色，並下表面採用淺灰色。而負責 F-117 項目的美軍官員卻堅持採用黑色塗裝，他們認為 F-117 的白天生存力很差，不如塗成全黑色以徹底打消指揮官們在白天使用該機的念頭。2003 年一架 F-117 原型機被塗上低視灰，用於研究執行白天任務的可行性。
F-117 FSD 原型機「灰龍」，實驗取得了很好的效果
黑色塗裝其實非常醒目，例如軍用教練機的塗裝需要盡量醒目，以降低空中相撞的風險，並使學員的飛行動作更易被觀察。所以世界上多數國家的空軍和海軍將教練機塗成紅白相間、或橙色、黃色的塗裝，但英國空軍研究發現黑色的飛機比紅白相間的飛機更容易被發現，所以皇家空軍的教練機都是黑色，加拿大空軍也採用了這個成果，將其 T-38 教練機塗成了黑色。
在空中，黑色永遠是最醒目的顏色
在白天飛行的飛機，其高光部分和陰影部分之間的亮度對比很強烈，這對視覺隱身來說相當不利，人眼對亮度差大的物體十分敏感。在白天水平飛行的飛機垂尾和機背部分亮度最高，機身兩側則較暗，進氣口和機腹全都在陰影中，遠看呈黑色。為了降低各部位的亮度差，需要把高光部分噴成深灰，把陰影部分噴成淺灰。美國海軍在 20 世紀 80 年代開始使用的低視塗裝就應用了這一設計原理，全機採用了 3 種不同深淺的灰色，並按區域亮度差異進行了圖案的優化。加拿大的 CF-18 和美國空軍的 A-10 在此基礎上還在前機身下表面繪上了座艙蓋的黑色陰影，用於在格鬥中欺騙敵飛行員，使其對本機的飛行姿態做出錯誤的判斷。
按減小亮度差原則設計的美國海軍低視灰塗裝
FA-18 的低視塗裝針對機身的陰影區域進行了精心的調整
A-10 機頭下方的欺騙座艙蓋
美國空軍在 A-10、F-16 的塗裝上也採用了平均亮度的設計策略，但在 F-15、F-22 這類的空中優勢戰鬥機上卻採用了另外一種設計理念。美國空軍發現在激烈格鬥中，戰鬥機單色灰的上表面總是不能很好地融入當前天空背景中去，單翼顏色的適應範圍太小。所以美國空軍決定採用雙色灰塗裝，一種是比多數天空都淺一點的淺幽靈灰，一種是比多數天空都深一點的深幽靈灰。深幽靈灰呈不規則封閉形狀噴塗在淺幽靈灰中間，如垂尾、平尾、機翼的中間區域、機背和前機身。這兩種深淺不同的灰色搭配在一起可以適應大多數的天空背景，深幽靈灰不規則的形狀破壞的飛機的外形輪廓。F-22 的沿用了 F-15 的雙色灰塗裝，但其上下表面從進氣口到尾翼都有一圈灰色輪廓線，上邊面的較深，下表面的較淺。該輪廓線的具體作用仍未解密，據推測輪廓線有助於將 F-22 融入天空背景中，其中可能應用了克雷克-奧布萊恩-康斯威特效應，輪廓線可使機身較深的灰色看起來逐漸向輪廓線的淺灰色過渡，使飛機的陰影看起來不那麼突兀。
克雷克-奧布萊恩-康斯威特效應
採用「幽靈灰」塗裝的 F-15，雙色灰的適應範圍要高於單色灰塗裝
F-22 採用了與 F-15 類似的雙色灰塗裝，但其灰色輪廓線的作用機理尚不得而知
F-15「幽靈灰」塗裝方案，色調適用於歐洲上空多雲的天空
部署在亞太地區的 F-15 採用 MOD Eagle 塗裝，選用了比「幽靈」灰更深的灰色
克雷克-奧布萊恩-康斯威特效應。從左到右，看起來是豎條的深灰色帶、淺灰色帶、深灰色帶和淺灰色帶依次排列，實際上都是同樣的灰色帶。在看起來的不同的兩條豎帶交界處加有一條稍微明亮一些的豎線，因而有這種視覺效果
上圖從左到右，看起來是豎條的深灰色帶、淺灰色帶、深灰色帶和淺灰色帶依次排列，實際上都是同樣的灰色帶。在看起來的不同的兩條豎帶交界處加有一條稍微明亮一些的豎線，因而有這種視覺效果。最早報告這種錯視效應是在 1941 年。
軍用飛機的視覺隱身還有一項重要內容就是消除尾跡。富含水蒸氣的發動機尾氣在冷凝後就會形成尾跡，就像人們在冬日呼吸的霧氣一樣。拖著長長的尾跡飛行，就等於向敵人顯示你的方位、方向和速度。如何消除尾跡呢?要知道尾跡只在高空低溫環境導致尾氣中的水蒸氣凝結時才產生，所以飛行員只需降低高度飛至 6,000 米以下就可以消除尾跡，或者乾脆爬升至 15,000~18,000 米，在此處空氣乾燥，足以吸收尾氣中的水蒸氣。而對於那些最佳作戰性能在 6,000~15,000 米之間的戰鬥機來說，可以在尾氣中摻入氯氟磺酸製劑來減少尾跡的形成。氯氟磺酸可使凝結的水珠分解成更小的超形核水滴，後者難以被看見且更容易被空氣吸收。美國空軍曾在 B-52 上進行了多次氯氟磺酸試驗，但氯氟磺酸具有毒性和腐蝕性，所以一直無法實用化。另外轟炸機為了在全程消除尾跡，需要安裝幾噸的氯氟磺酸容器，以便在整個任務中持續播撒使用。
尾跡是視覺隱身的大敵
B-2 轟炸機也設計有氯氟磺酸系統，其儲存罐安裝在尾噴管外側的機身內。在禁止使用氯氟磺酸後，B-2 安裝了尾跡激光報警系統，如果檢測到有尾跡產生，系統就會提示飛行員爬升。據說現在 B-2 機隊升級了新型抗尾跡系統，但細節仍在保密中，也許美國空軍還在用有毒的氯氟磺酸，誰知道呢?
波音可能在「捕食鳥」隱身飛機上實驗了主動 LED 蒙皮發光技術
未來的視覺隱身技術會怎樣?90 年代波音試飛了高度機密的「捕食鳥」隱身飛機，研究了包括視覺隱身在內的多項隱身技術，其中可能包括了類似「耶胡迪」和「羅盤幽靈」燈光那樣的主動 LED 蒙皮發光技術，但至今沒有透露具體的技術細節。主動 LED 蒙皮發光技術是在飛機的複合材料蒙皮中嵌入 LED 發光元件，根據飛機周圍的環境來改變蒙皮的亮度，從而使飛機輪廓更好地融入背景中去，如果採用具有紅外發光能力的 LED，甚至還可誘騙紅外製導空空導彈。
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