陈杰

在不少文学和影视作品中，隐身往往是主角的一项重要能力。《哈利·波特与死亡圣器》中三大圣器之一的隐身衣，是哈利·波特最终击败伏地魔的重要助力。在现实中，隐身技术通常被应用于军事领域，其专业定义是指在武器装备研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术。既然有了“矛”，那势必就会有“盾”。随着隐身技术的发展，反隐身技术也在飞速进步，出现了隐身与反隐身技术比拼而循环上升的局面。

“隐身衣”的奥秘

在海湾战争的首次空袭中，F-117A隐身战机出动的数量仅占多国部队出动飞机总数的2%，但它们却完成了空袭总任务的40%且无一损失，原因就在于当时伊拉克军队的雷达根本发现不了它们。那么，F-117A是怎样做到如入无人之境的呢？让我们来揭开隐身技术的神秘面纱。

隐身技术运用于军事领域，就是通过在总体设计中减少声响、雷达、红外线、光电等观测特征。应用了这项技术的武器装备，不仅可“隐真”保存自己，而且还能“示假”迷惑对方。隐身技术的出现是提高作战武器生存能力的作战需求和电磁理论、电子技术发展的共同作用的结果。

目前，实现隐身的技术主要包括雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术等，其中，雷达隐身技术、红外隐身技術是当前发展的重点。

欺骗雷达“千里眼”

雷达隐身技术采取多种措施降低目标对雷达电磁波的反射特性，使雷达接收到的目标回波信号能量大幅度减少，从而对目标的探测距离大大缩小。武器的雷达散射截面与其外形、材料、雷达波入射角等因素有关。隐身措施之一是设计隐身外形。利用现代设计手段和制造工艺，在一定限制条件下，优化装备及其外形设计，使其雷达散射截面最小，同时保持一定的性能。较为经典的隐身外形是美国F-117A隐身战机的“钻石形”布局和B-2隐身轰炸机的“飞翼式”布局。措施之二是利用隐身材料。通过使用能吸收或透过雷达波的涂料或复合材料，使敌方发射的雷达波有来无回、多来少回，从而达到难以探测的目的。B-2隐身轰炸机同时利用隐身涂料与隐身布局，使其雷达散射截面积仅有一扇窗户大小。措施之三是采用等离子体隐身。利用等离子体发生器，或者放射性同位素在武器表面形成一层等离子云，通过设计等离子体的特征参数，使照射到等离子云上的一部分雷达波被吸收，另一部分雷达波改变传播方向，从而使得返回到雷达接收机的能量很少，达到隐身的目的。有关报道称，采用等离子体隐身技术的飞行器被敌方发现的概率可降低99%。措施之四是通过电子手段隐身。自适应加载技术、电子对抗措施、有源对消技术等都可以降低武器的雷达散射截面，从而抑制雷达对目标反射波的接收。

此外，还有不少武器装备利用多种技术组合的方式来提升其隐身性能。例如，美国的F-22隐身战斗机的隐身技术包括外形优化、电磁及热信号屏蔽、关键部位覆盖隐身涂料、加装电子欺骗、电子干扰等手段。俄罗斯的C-37“金雕”战斗机，首次试飞时间与F-22首次试飞时间仅差18天，尽管隐身性能比F-22略逊一筹，但采用了类似F-22的平滑流线型外形设计，前掠翼几乎全部采用复合材料制成，机体外涂敷雷达吸波材料，隐身性能位居世界前列。

红外隐身的秘诀

顾名思义，红外隐身就是通过降低或者改变物体的红外辐射特征，以实现目标的低可探测性的技术。近年来，其主要的技术措施包含两项：一是改变物体红外辐射特征。即通过改变红外辐射波段，调节红外辐射传输过程（包括方向和特征），从而使红外探测器失效。如F-117隐形轰炸机的排气管转移在飞机背部。二是降低红外辐射强度。主要是采取降低物体的温度和采用有效的涂料，或发动机尾喷管采用闭合回路冷却系统来降低目标的辐射信号，提高红外探测设备探测的难度。但是这其中不少措施并非完美无缺，例如B-2隐身轰炸机的抗红外辐射涂料，每一次飞行后都要重新涂刷，且价格昂贵。

隐于“奇幻之光”

想必不少读者朋友都看过好莱坞大片《碟中谍4》。剧中主角伊森·亨特（汤姆·克鲁斯主演）为完成一项任务，扮成俄军将领，在队友的配合下潜入克里姆林宫。为欺骗警卫，他使用了投影仪，将环境背景呈现在银幕上，以假乱真骗过了警卫，潜入了密室。尽管这是出现在电影中的“黑科技”，但利用可见光来实现隐身已经成为了现实。目前，运用最广泛的就是利用合适的颜色实现隐身。就飞机而言，在正常光照条件下，飞机同天空背景亮度的差别与飞机的飞行高度密切相关。飞行高度越高，亮度差别就越大。对不同飞行高度的飞机涂以不同的颜色，可以实现飞机的可见光隐身。例如，B-2隐身轰炸机的巡航高度在1万米以上，其底部涂成深灰色，并装有可见光传感器，飞行员根据此传感器给出的信息，升高或降低到适宜的飞行高度，使飞机底部颜色与天空背景始终基本保持一致。利用相同原理隐身的还有军舰。各国军舰根据自身实际，会采用灰白色和深灰色。同样的还有士兵们穿着的迷彩服，也是利用接近环境的颜色来进行制作，起到在一定程度上与周边的环境融为一体的效果，以降低可视度。

俄罗斯的巨型雷达天线阵

上图为P-12雷达，下图为P-18雷达

P-12/P-18的雷达显示控制台

反制隐身的秘诀

1991年在伊拉克上空不可一世的F-117A隐身战机，1999年却在东欧上空被南联盟老旧的萨姆-3导弹给打下来了，直接导致F-117A粉墨登场不久就黯然退役的惨淡下场。隐身能力超强的F-117A为何神话破灭？就让我们从反隐身的技术层面来一探究竟吧。

反隐身技术主要包括雷达反隐身技术和无源探测技术。前者主要有两类：一类是抑制目标的隐身技术，提高目标的雷达散射截面，如采用谐振雷达技术;另一类是提高雷达探测能力，如加大雷达辐射功率以增强回波信号强度。

F-117A的天敌  甚高频（VHF）雷达的反隐身能力源于其较长的波长，当入射波长接近目标尺寸时，反射波会与目标上的其他行波（如绕射波）产生谐振，从而产生强烈的回波信号。甚高频雷达的波长为1.65～1.90米，此时飞机上的主要部件都可能产生电磁波谐振，波长越长，利用涂覆型吸波材料达到隐身目的就越难。

甚高频雷达在冷战时期就已经出现，当时苏联已经研制出P-14“Tall King”与P-12/P-18B/D型雷达（代号“匙架”）。南联盟正是凭借苏联的P-12/18系列雷达和SNR-125 “Low Blow”数字化升级雷达发现美军的F-117A，并将其击毁。目前，俄罗斯是国际上甚高频雷达技术最发达的国家。

但甚高频雷达也存在诸多如灵敏度较差，跟踪低空目标时杂乱回波抑制性能较差，易受到电视、调频式或便携式电台等信号的干扰等不足。对付甚高频雷达的最有力的措施是在外形上消除那些尺寸较小的零部件。例如B-2轰炸机上最小的部件尺寸都以米计，而对于机身上最关键的部位则采用厚截面的多层隐身材料。

长短结合总相宜   双基（DB）雷达，顾名思义就是该雷达的发射与接收不在同一地点。即便隐身飞机通过外形设计改变反射角度使反射波偏离发射源，仍难以避免会有回波被双基雷达接收。

现代隐身飞机针对的都是工作于1～20吉赫频段内的常规厘米波雷达，在米波和毫米波雷达面前却无能为力。米波雷达的作用原理就是当波长与目标尺寸相近时，会发生谐振作用，从而提高回波强度，但缺点是杂波干扰大，探测精度低，主要用于警戒，但作用距离长。而毫米波雷达由于波长很短，当照射至目标表面时，目标上的任何不平滑部位都会起到反射器的作用，形成很强的电磁反射，导致雷达散射截面增大，从而使隐身性能大打折扣。毫米波雷达具有分辨率高、抗干扰能力强、低空性能好等优点，非常适合探测一些小目标，可以比较精确地提供目标的速度、距离和角度等信息，但缺点是作用距离短。

如果将长波雷达与短波雷达相结合形成双基雷达，那么可以大大提高雷达的探测能力。但是双基雷达并不总是有效的，因为飞机在空中飞行，雷达波的反射方向随时在变，所以雷达上获得的信号总是闪烁的。目前，俄罗斯已经研制成功巨型雷达天线阵。

千里眼中的千里眼   超视距（OTH）雷达也被称为“超地平线雷达”，它的探测频率完全在标准雷达波段范围之外。它通常工作于HF频段，波长为5～150米，利用天线传播机制，可以探测距离为900～4000 千米的目标。它能克服地球曲率半径限制，通过地球电离层反射目标信号来实现超视距探测和跟踪。雷达波经电离层反射一次能探测距离为5000 千米左右的目标。超视距雷达一般有两种：一种是利用电离层反射，被称为“天波超视距雷达”;另一种是利用地面绕射，被称为“地波超视距雷达”。

超视距雷达的另一個重要作用是能够对付采用吸波涂层的飞机。它的缺点主要包括精度低、只能获得目标的大概方位信息，此外雷达系统非常庞大，干扰因素多，受气候变化影响大，在中波、短波波段，频谱拥挤。

超视距雷达原理图

九天之上的扫瞄者   天基雷达，也被称为“星载雷达”或“太空雷达”。它被设置在3600千米高空的同步卫星上，其原理是利用直径30米左右的天线系统把太阳能提供的发射功率辐射至地面，再由地面的天线阵来接收运动目标的信号，构成大面积的搜索范围。

天基雷达的工作频段主要有L、C、X三个波段，具有功能多、分辨率高、全天候和全球覆盖等优点，能够实时获取静态和动态目标的信息以及精确的三维图像。近年来，美国、日本、法国、德国、英国、印度和中国等国都在发展天基雷达系统。

沉默的监视者   无源探测技术已被美国列为目前最有效的反隐身手段，其最大特点是本身不发射电磁波，而是依靠被动接收目标辐射的电磁波来发现和跟踪目标。隐身飞机在突防过程中，为搜寻目标、导航定位、指挥联络等，必须要使用自身的雷达来辐射电磁波，由此就恰好能被无源雷达所发现。无源探测技术具有高度的隐蔽性、广泛的适应性、宽广的时域性、精确的目标识别特征。它可以从对方雷达中接收到足够的信息，对其进行识别和定位。无源探测技术除了受大雨影响外，基本上不受其他气候条件和战场烟尘等影响，可以全天候、全天时工作。

隐身与反隐身技术，这一对“矛与盾”，在几十年的攻防发展历程中，不断进步着。隐身与反隐身技术的发展，是相互制约、相互促进的，无论哪一方有新的突破，都将引起另一方的重大变革。世界各国还将大力研发隐身与反隐身技术，不仅仅用于军事领域，同样也会拓展至其他领域，便利人们的生活。