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防空利器讓隱身戰機過時?美B-21防探測技術將大大提升

美國《國家利益》雙月刊網站3月9日發表克里斯·奧斯本的文章《美國轟炸機能擊敗俄羅斯防空系統嗎?》稱,美國空軍正準備對下一代B-21「突襲者」轟炸機實施一次重大技術性「關鍵設計評審」。研發人員稱,該轟炸機標誌著隱形技術步入新的「第4代」水平,新技術能夠避開世界上最先進的防空系統。

美空軍官員稱,此次評審是正式建造飛機之前的關鍵步驟,將評估這種新型轟炸機的設計規格、技術規劃、計算能力和武器集成情況。服務開發人員表示,B-21這一平台將把隱形技術本身提升到新的、前所未有的尖端技術層面。

美國空軍公共事務高級主管安妮·斯特凡內克對美國「勇士專家」網站記者說:「B-21計劃已經完成初步設計評審。下一步是關鍵設計評審。空軍部門對B-21的研發進展以及在本世紀20年代中期交付這種新武器仍然滿懷信心。」

文章稱,若想構建一個能夠容納當前和未來最先進隱形性能的平台,對B-21新設計實施關鍵評審就顯得至關重要。需要容納的尖端技術涉及隱形塗層和隱形配置、縮小雷達截面積、熱特徵抑制技術等諸多方面。

文章稱,鑒於俄羅斯與中國研製的新型防空技術正在經歷全球現代化進程,美國開發新一代隱形技術就變得尤為緊迫;計算機處理技術、數字聯網技術和瞄準系統的進步使現在的防空系統甚至能夠更高效地探測到隱形飛機。

圖為B-21轟炸機想像圖

被許多人視為世界一流防空武器的俄制S-300和S-400系統,能夠利用數字技術將「節點」彼此連接,在大片區域內實現跟蹤數據和瞄準數據的傳輸。與以前的系統相比,新型防空系統還可以利用先進的指揮控制技術,在範圍更廣的頻譜內探測飛機。

這一技術潮流引發了關於隱形技術本身是否會過時的全球性討論。美國米切爾研究所最近發表論文說:「不會這麼快。」這篇題為《隱形技術的迫切性》的論文對先進隱形平台需要繼續存在的必要性展開了長篇論述。

在大量分析的支撐下,美國空軍高層認為,B-21將大大提升隱形技術,能夠「隨時瞄準世界各地的任何目標」。

米切爾研究所的這篇論文由美國空軍退役少將馬克·巴雷特和美國空軍退役上校梅斯·卡彭特共同撰寫。文章寫道:「美國目前正在研發第四代隱形飛機。美國設計F-117和B-2時的計算能力遠遠比不上設計團隊現在的能力。」

隱形技術的原理是確保飛機外輪廓及熱特徵能夠躲避敵方雷達系統的探測。由於隱形飛機不像普通飛機那樣具有清晰的邊緣、明顯的熱排放、懸掛在吊艙上的武器及其他容易被探測到的特徵,雷達「脈衝」便很難通過其接收到的電磁回波信號來識別來襲的轟炸機。

由於光(電)的速度是已知的,電磁信號的傳播時間也就同樣可以確定下來,計算機演算法便能確定敵方目標的精確距離。

可是在對付隱形飛機時,回波信號可能根本就不存在,或者與實際飛機的特性截然不同。例如,一架隱形飛機放在敵方的雷達里,就會顯現出鳥或昆蟲的形狀。

文章稱,鑒於先進防空系統帶來的威脅日益增大,以及人們認識到隱形飛機確實比最初誕生時更容易受到攻擊,空軍研發人員越來越認為隱形能力應當包含多種關鍵參數。

隱形能力不僅包括隱形配置、紅外抑制能力和雷達躲避材料,還應涵蓋其他重要特性,比如能夠抵禦電子戰「干擾」,能夠在惡劣天氣條件下正常行動,降低聲學特徵,能夠與其他可能引起敵軍防空系統注意的隱形能力稍弱的戰機發動協同攻擊。

考慮到這些因素,空軍研發人員常常把隱形配置本身形容成擊敗現代防空系統所需的眾多「利箭」中的一支而已。

米切爾研究所的論文寫道:「將隱形飛機與常規飛機、偽裝手段、防空抑制和電子干擾混合在一起,會使敵軍防禦問題的複雜程度增加一個數量級。」

作者介紹說,能夠擊敗先進多頻防空系統的新型隱形技術必須利用一種名為「寬頻隱形」的特性。

多頻帶或「寬頻」隱形技術意在避開較低頻區的「監視」雷達以及高頻區的「交戰雷達」,其設計重點是能夠減縮雷達截面積的無尾設計,就像現在為B-21設想的那樣。

米切爾研究所的這篇論文寫道:「美國空軍發布的B-21圖像展示了一種不採用像尾翼那樣的垂直飛行控制面的設計。如果沒有垂直表面從側面反射雷達波,那麼這種新型轟炸機的雷達截面積將不僅可以從前後兩端減少回波信號,還可以從側面減少回波信號,使任何角度的探測都變得很難。」

文章稱,F-22、F-35等隱形戰鬥機具有完全不同的配置,它們需要依賴尾翼、機翼之類的垂直飛行控制面。因為屬於戰鬥機配置,F-35或F-22更容易被較低頻率的監視雷達發現,所以要依靠速度、機動性和空對空攻擊系統來對敵方進行充分防禦。鑒於戰鬥機需要尾翼、機翼及其他發揮性能所需的結構,其隱形能力自然低於高空轟炸機。

論文指出,抑制紅外特性或熱特徵的新方法與發動機及排氣裝置的位置有關。內置發動機和安裝在飛機頂部的排氣管可以大大降低飛機的熱排放,目前的B-2結構便是如此。

作者寫道:「發動機排出的熱氣可以通過排氣系統中的混合技術進行進一步冷卻。」

先進計算機模擬領域的技術進步也為研發人員設計這種新型轟炸機提供了前所未有的優勢。

論文寫道:「現在,設計構思與各種威脅雷達之間的交互模擬變得更加準確、逼真,使設計人員能夠在實際建造或測試任何硬體之前,對隱形設計方案進行進一步優化。」

文章指出,這種新型飛機將具有全球覆蓋能力,實現這一目標的方法之一是整合大量遠程武器。有空軍官員解釋說,設計中的B-21將有能力攜帶核彈等現有武器,以及未來的新武器。

如果B-21的武器庫與B-2轟炸機類似,那麼B-21將有能力投放一系列核武器和「聯合制導攻擊炸彈」(JDAM),甚至包括研發中的新型空軍核巡航導彈:「遠程防區外武器」(LRSO)。美國空軍研發人員表示,同樣可以想見的是,這種新型轟炸機有朝一日將配備尚未面世的武器技術。(編譯/熊文苑)


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