美國空軍隱身飛機發(fā)展教案

PAGE/r/n22/r/n//r/nNUMPAGES/r/n22/r/nHYPERLINK"/"/r/n美國空軍隱身飛機進展揭秘/r/n

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80年代初那個從歐洲一家模型公司流出來的設(shè)計圖，在當時引起了巨大反響，甚至專門多人都認為這確實是美國以后的隱身戰(zhàn)斗機F-19，歐洲公司也確實將那個模型命名為F-19。/r/n記得在20世紀70年代初，世界上許多飛機設(shè)計專家都預言，世界上的第一種有用隱身飛機一定是洛克希德·馬丁公司的產(chǎn)品。而后來的事實也證明此言非虛，洛克希德·馬丁的“臭鼬工廠”是該公司進行隱身技術(shù)開發(fā)的主力，那個位于加利福尼亞州班克的秘密研制基地，自凱利·約翰遜擔任總設(shè)計師時，就開始了隱身技術(shù)的開發(fā)。有了凱利·約翰遜打下的基礎(chǔ)，“臭鼬工廠”在此后的30多年里都一直致力于隱身飛機的開發(fā)和隱身基礎(chǔ)的研究，這才有了后來世界第一種隱身作戰(zhàn)飛機F-117。/r/n/r/n技術(shù)濫觴/r/n關(guān)于隱身飛機的技術(shù)研究，最早能夠追溯到20世紀40年代(而隱身概念的提出則是在1936年)，而洛克希德也早在50年代末就開始了飛機低可探測性技術(shù)的研究，包括降低機身雷達反射面積技術(shù)的研究以及機身紅外特征抑制技術(shù)的研究。然而這些研究在當時都不是公司的要緊項目.只是一些小打小鬧，這種情況一直持續(xù)到20世紀70年代才有了改變。以美國和蘇聯(lián)為首的東西方陣營形成后，冷戰(zhàn)也正式拉開了序幕，拋開意識形態(tài)以及政治等方面的因素不講，東西方的冷戰(zhàn)大大促進了雙方航空技術(shù)的進展，美國和蘇聯(lián)都將當時最先進的技術(shù)用在了新型飛機研制打算中。1954年，洛克希德公司提出了研制高空偵察機的打算，按照當時的方法，只要飛機飛得足夠高.就可不能被敵方的防空系統(tǒng)擊落，這就有了U-2高空戰(zhàn)略偵察機，然而后來的事實證明，隨著防空導彈技術(shù)的進展U--2面臨的威脅在增加。1959年，洛克希德公司又提出了另一個高空高速偵察機方案，這就有了后來的SR-71偵察機，由于當時隱身技術(shù)的研究剛剛開始.因此只能通過提高飛機的速度和飛行高度，來保證飛機的生存。然而到了20世紀70年代末，蘇聯(lián)相繼部署了更為先進的中程和遠程防空導彈系統(tǒng).這些導彈系統(tǒng)結(jié)合更先進的防空雷達系統(tǒng)，足以應付當時任何一種空中目標，除非它“看不到”這些目標。在防空導彈與飛機向?qū)沟南L中.隱身技術(shù)迎來了它的進展熱潮。/r/n20世紀60年代之前，由于偵察衛(wèi)星技術(shù)還不成熟，U一2和sR一71的首要任務(wù)確實是飛越敵方領(lǐng)空執(zhí)行戰(zhàn)略任務(wù)。然而在1960年5月1日，一架u一2偵察機在蘇聯(lián)的心臟地區(qū)斯維爾德洛夫斯克上空被擊落，正式宣告了該偵察機/r/n神話的破滅，此后美國一方面大力進展偵察衛(wèi)星技術(shù)，一方面開始積極尋求研制新的戰(zhàn)略偵察機。在當時的情況下，常規(guī)布局的飛機.單純依靠提高速度和飛行高度性能，差不多無法滿足需要.因此面對日益強大的雷達技術(shù)，只有一個選擇確實是研制雷達探測不到的飛機。就20世紀60年代末的技術(shù)水平來講，進展隱身飛機是一個巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，然而美國人立即就認識到了隱身技術(shù)以后的巨大市場：這種技術(shù)不但能夠用在偵察機上.也能夠用在以后所有的軍用飛機上。進展低可探測性技術(shù).即隱身技術(shù).成了當時美國戰(zhàn)斗機領(lǐng)域首要的目標，也是美國的/r/n國家機密。/r/n/r/n“海弗藍”出臺/r/n依照記載，美國第一次正式提出進展隱身技術(shù)是在1973年.這一年.美國國防部下屬的先進研究打算局(DARPA)提出了一項代號“海弗藍”(HaveBlue)的研究打算.這確實是隱身技術(shù)研究的開始，在“海弗藍”打算中，DARPA對之前世界各國關(guān)于隱身技術(shù)的研究情況，以及隱身概念的提出情況進行了總結(jié)，甚至一直追溯到1936年最早的隱身飛機概念，當時所提出的隱身飛機概念確實是能夠不被肉眼發(fā)覺.不被雷達發(fā)覺，不被紅外探測系統(tǒng)發(fā)覺，無法聽到聲音的飛機。為了配合這項研究打算，美國空軍拿出了一架AC一7“鷹”I單座輕型飛機用于各項試驗，該機是一種單座下單翼輕型飛機，裝備一臺285馬力的發(fā)動機，而之因此選擇該機用于試驗是因為它幾乎全部采納玻璃鋼材料制造，同時機身布局特不簡潔、、美國空軍選中AC一7用于試驗后，該機的制造商曾經(jīng)向美國空軍表示，假如需要.他們能夠?qū)w機的結(jié)構(gòu)變得更簡單，把雷達信號降到更低.由此看來.這架不起眼的AC一7應該確實是美國隱身技術(shù)的先驅(qū)了。/r/n這架被用于試驗的AC一7后來被授予了新的編號即YE-5，其中“E’-是美國空軍中安裝了專門電子設(shè)備飛機的標志。由此來看，由于該機當時并沒有增加專門的電子設(shè)備，其目的確信是用于低可探測性研究，即如何對其進行改進，使地面雷達和戰(zhàn)斗機雷達無法發(fā)覺它，后來為了降低YE一5的雷達反射面積，美國空軍對該機的外形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至螺旋槳都進行了改進，結(jié)果令人鼓舞。/r/n1974年底，“海弗藍”打算通過一年多的進展，向美國空軍提供了許多特不有價值的研究成果，有了這些成果的支持，美國空軍決定制造一架專用的驗證機，即試驗性隱身技術(shù)試驗機(XST)。按照空軍給出的技術(shù)指標，XST驗證機將是一架融合了諸多先進技術(shù)的高速噴氣機，同時其飛行時的噪聲特不低，即使在1英里的距離內(nèi)所有的探測系統(tǒng)都不能發(fā)覺它。美國空軍提出XST驗證機打算不久.先后收到了4家公司提供的設(shè)計方案.其中以格魯門公司和洛克希德公司的方案最為詳細，1976年，美國空軍最終選擇了洛克希德公司為其研制XST飛機，并聯(lián)合DARPA與其簽訂了一個采購5架XST飛機的協(xié)議，依照協(xié)議規(guī)定，洛克希德公司不但只是制造幾架技術(shù)驗證機.同時還要確定如何準確地設(shè)計如此一種隱身飛機平臺，為今后的批生產(chǎn)和研制新的隱身飛機提供技術(shù)支持。/r/nXST飛機的研制任務(wù)自然而然地交給了“臭鼬工廠”，事實上該工廠早在SR-71項目時就開始了低可探測技術(shù)的研究，到了20世紀60年代中期逐漸停止了。凱利·約翰遜當時擔任“臭鼬工廠”的技術(shù)總顧問，但己不再擔任具體的設(shè)計工作.因此XST的研制工作就由本·里奇總體負責并擔任總設(shè)計師，作為一名出色的空氣動力學家和熱力學家，本·里奇曾經(jīng)是U一2飛機項目中的關(guān)鍵人物之一、由于隱身飛機打算是美國空軍的絕密研制打算，在空軍的要求下，洛克希德公司對“臭鼬工廠”原有那種松散組織形式進行了調(diào)整，并在其基礎(chǔ)上成立了洛克希德先進航空技術(shù)公司，該公司隸屬于洛克希德公司，由本·里奇擔任經(jīng)理。洛克希德先進航空技術(shù)公司的主體則是凱利·約翰遜研究進展中心，該中心下面包括一個位于加利福尼亞州瓦倫西亞拉伊谷(RyeCanyon)附近的2000人的大型實驗室和一些加工廠.另外還有位于佐治亞州波班克和瑪麗埃塔的幾個大型實驗室和加工廠。美國的隱身飛機研制打算確實是在如此的基礎(chǔ)上，開始緊鑼密鼓地展開了。/r/n在許多航空愛好者眼里，隱身飛機都有著出色的性能和超酷的外形。/r/n/r/n撲朔迷離/r/n1977年初的一天，有人看到美國空軍的一架C一5A運輸機在夜幕降臨時落在波班克的一處簡易機場。當時誰也不明白這架飛機到底執(zhí)行什么運輸任務(wù)，只是能夠確信該機將一些東西卸下之后就匆匆起飛離去，而其飛行記錄上則顯示該機是前往內(nèi)利斯空軍基地執(zhí)行任務(wù)，中途停在波班克進行臨時檢修、而事實上，空軍的這架C一5A運輸機是用來測試波班克基地附近一座新修建的機場跑道的，該跑道將用作以后XST原型機測試.洛克希德公司的許多秘密研究打算也都將在那個地點進行飛行測試，那個奇妙測試基地位于內(nèi)華達州巴爾德山南部，內(nèi)利斯空軍基地西北方向約160千米處，該基地屬于大名鼎鼎的51區(qū)的一部分，包括格魯穆湖和圖諾帕測試機場.距離拉斯維加斯特不近。依照后來各國航空專家的推測，洛克希德公司制造的5～7架XST原型機，除了其中的一架用作靜力疲勞試驗外，其余的差不多上在那個地點進行的飛行測試。據(jù)資料顯示.該機大部分機身材料都采納復合材料制造.然而材料并沒有顯示其結(jié)構(gòu)疲勞壽命是多少。/r/n盡管迄今為止，美國都沒有公布關(guān)于XST原型機的任何官方消息和數(shù)據(jù)，然而來自全球的航空愛好者們依舊從各種途徑獲悉了關(guān)于XST的一些零散的消息。XST原型機的外形較之/r/n航天飛機扁平，同時機身外形也小得多，其翼展為549米，機長為10.67米.在裝備兩臺通用電氣公司生的CJ610渦噴發(fā)動機(推力為1361千克)的情況下.其巡航速度馬赫數(shù)0.9。這種發(fā)動機確實是當時用諾斯羅普公司F一5戰(zhàn)斗機上使用的J85的無加力型，當時要緊用在民用飛機上。在當時.之因此選擇渦噴發(fā)動機而不選擇渦扇發(fā)動機.要緊是處于隱身方面的考慮.因為高涵道比的大直徑渦扇發(fā)動機會嚴峻阻礙到飛機的外形設(shè)計，而相對纖細苗條的渦噴發(fā)動機則能夠采納深埋式布置方式安裝在機身里，一方面能夠?qū)ｉT好地兼顧到機身的外形設(shè)計.另一方面采納這種布局，發(fā)動機噴出的高溫熱氣會立即被周圍的冷空氣包圍，降低飛機的紅外信號特征.后來的資料顯示，最初的兩架縮比XST驗證在飛行試驗中相繼墜毀，但其墜毀緣故都與飛機的隱身設(shè)計無關(guān).因為當時美國空軍和一份飛行試驗報告顯示—E機在采納隱身外形設(shè)計時，在閉合航線中的飛行性能是能夠讓人中意的”。/r/n幾乎是在同時，“臭鼬工廠”在進展XST驗證機的同時，洛克希德的導彈與航天分部正在按照空軍和先進研究打算局聯(lián)合授予的一份新合同.研制一種先進的巡航導彈.并完成前期的所有測試。在當時看來這是一項專門不輕松的任務(wù)，因為空軍要求新導彈不但外形尺寸要小，同時紅外特征也要特不低，導彈在低空巡航飛行時專門難被對方雷達發(fā)覺。正是在這種情況下，洛克希德公司將XST上的一些技術(shù)也移用到了導彈的研制上，這種導彈初級時期的飛行測試差不多上在愛德華空軍基地進行的，使用B一52作載機。后來.這種巡航導彈研制成功后，由通用動力公司負責進行批量生產(chǎn)，量產(chǎn)型裝備一臺威廉姆斯公司研制的F112發(fā)動機，該發(fā)動機的噪聲幾乎為零，同時導彈的整體紅外特征特不低。這種導彈的最大射程達到了2776千米，不管是在航程依舊在打擊精度上都超過了美國空軍裝備的AGM一86系列巡航導彈.依照上述資料顯示，這種導彈可能確實是后來的AGM-129系列隱身巡航導彈，該導彈研制打算從1980年開始，1983年4月定型并批量生產(chǎn)。而后來有專家推測，該導彈研制打算與XST驗證研制計打算專門可能是同時上馬的，導彈也要緊是用來裝備以后的隱身戰(zhàn)斗轟炸機，從這一點來看，由于這種導彈重量達到了1700千克，因此能夠從那個地點大致了解與之配套的隱身戰(zhàn)斗機的規(guī)格。/r/n/r/n欲蓋彌彰/r/n1980年，一項目對研制打算三緘其口的美國國防部罕見地發(fā)表了一篇公開報道.報道中稱假如美國使用他們當時差不多掌握的隱身技術(shù)，制造有人或無人駕駛飛機執(zhí)行偵察和作戰(zhàn)任務(wù)，當時世界上任何國家的防空系統(tǒng)都無法對其成功攔截。美國國防部當時還表示，他們差不多掌握了隱身技術(shù)并完成了有用性論證，假如將這些技術(shù)投入有用的話.美國的戰(zhàn)術(shù)打擊能力和戰(zhàn)略威懾力量都會大幅度提高.美國國防部的這一席話.也許是處于冷戰(zhàn)心理戰(zhàn)的需要.因為依照后來其隱身飛機的研制進度來看.其在1980年就差不多完全掌握了隱身技術(shù)顯然是不可能的。盡管美國國防部當時宣布他們差不多能夠制造隱身飛機，同時立即就能夠?qū)⑵渫度敕?然而在20世紀80年代最初的幾年里，美國空軍并沒有將隱身戰(zhàn)斗機的采購打算列入預算，這也能夠講明國防部的“泄密”報告專門可能是虛張聲勢。/r/n關(guān)于隱身飛機.美國官方給出的第一個比較正式的稱呼是cslRs，即全天候高生存率隱蔽偵察攻擊機(CovertSurvivableIn—weatherRecon-naissanceStrike)，從名稱完全能夠明了該機的用途和性能。在這之后，美國關(guān)于F一19(F一19A)的報道幾乎遍布所有媒體，因為按照美國空軍裝備的機型及序列編號，F(xiàn)一19是最有可能的。然而不幸的是，在美園空軍后來的裝備序列中，沒有19那個編號，F(xiàn)一19是一個奇妙消逝了的機型編號。在國內(nèi)媒體紛紛對F-19那個奇妙機型給予報道的同時，美國空軍終于站出來給予了澄清：全然沒有F-19那個機型，結(jié)合前面的CSIRS那個官方稱呼，美國空軍的意思不是講不存在那個在研型號，而是它不應該稱作F一19，而應該是RA一19或AR一19，即其任務(wù)是偵察和攻擊。不管編號是RA一19，依舊AR一19，事實是這種飛機確實存在過，同時還在美國空軍中短期服役，盡管關(guān)于其服役的報道幾乎沒有，然而美國境外卻給予了它特不多的關(guān)注。/r/n盡管美國官方透露出來的關(guān)于新型飛機的信息虛實難測，但美國國內(nèi)的愛好者們對該機差不多陷入了狂熱的追隨，并將其煞有介事地命名為“幽靈”或“魔鬼”。依照他們的推測，這種奇妙的飛機外形上繼承了XST驗證的眾多特點，只是更大一些。據(jù)推測—b機”的翼展超過10.67米，機長達到16.76米，起飛重量為13.6噸，飛機裝備兩臺通用電氣公司生產(chǎn)的F404渦扇發(fā)動機，這種發(fā)動機用在當時的FA一18艦載機上，由此能夠推測該機的外形應該同“大黃蜂”相當。F404發(fā)動機是一種小涵道比渦扇發(fā)動機，盡管其涵道比只有0.34，然而改進后用在“大黃蜂”上，其最大推力超過了72.6千牛。只是，為了保證試驗過程中的飛行穩(wěn)定，洛克希德公司的CSIRS原型機上安裝的改型發(fā)動機取消了加力燃燒室，因此發(fā)動機的最大推力可不能超過50干牛。在CSIRS原型機內(nèi)部，兩臺發(fā)動機呈并列配置，安裝在中后機身內(nèi)部，發(fā)動機進氣道則位于機身上部，整個機身結(jié)構(gòu)顯得特不緊湊。/r/n

在得知洛克西德公司開始研制隱身飛機之后，許多人開始推測全天候高生存率隱蔽偵察攻擊機(CSIRS)的外形和編號，這是文中提到的AR-19A的想像圖/r/n/r/n模型之“火”/r/n毋庸置疑，CSIRS原型機的一些理念來自于SR一71戰(zhàn)略偵察機，后者的機身結(jié)構(gòu)幾乎全部由鈦合金材料制成，其最大速度超過了3倍聲速，世界上多個國家的防空雷達都曾經(jīng)在低空“看到”過它。不同的是，CSIRS原型機的機身結(jié)構(gòu)要緊是復合材料.也包括少部分的鈦合金材料，該機絕對部分時刻都采納高亞聲速飛行(也有材料認為該機的巡航速度應該為2信聲速，然而從其結(jié)構(gòu)材料和外形來看，這種講法有些牽強)。該機的具體外形還沒有對外公布時，己經(jīng)有過專門多國家聲稱發(fā)覺過這種飛機，都講該機的飛行速度并不是專門快，然而其外形特不驚奇，防空雷達專門難捕捉到它。由于CSIRS原型機在低空飛行時，其雷達反射面積和可視特征會相應增加，因此在打算開始之初，美國空軍就提出讓洛克希德公司想盡一切方法，使飛機的可視特征與雷達發(fā)射特征最小化，降低飛機從正面和側(cè)面通過時被發(fā)覺的幾率；因此，CSIRS原型機最有可能采納無尾布局翼身融合外形，同時采納棱角明顯的平直光滑機背.以及類似于SR一71上采納的那種低展弦比機翼。事實上，這種設(shè)計理念不是美國人最先提出并采納的，瑞典空軍的薩伯35“龍”戰(zhàn)斗機上就用到了這種設(shè)計理念，再往早的講，薩伯210驗證最早提出并使用了這種理念。而薩伯210驗證機早在1951年12月就完成了首飛，從那個角度來講。瑞典人是最早將隱身概念引入到飛機的外形設(shè)計中的，不管他當時是否是有意的，因此，即使以現(xiàn)在的標準來衡量，薩伯35差不多上一種氣動外形頗具特色的飛機。/r/n作為一種執(zhí)行戰(zhàn)略偵察任務(wù)和攻擊任務(wù)的隱身飛機，CSIRS的座艙與傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機座艙有專門大區(qū)不，首先座艙蓋的設(shè)計除了考慮到機身的整體氣動布局之外，還要考慮到光的反射和座艙內(nèi)的透光性。上述問題是一對矛盾，這就要求工程人員為該機研制全新的玻璃座艙蓋，新的座艙蓋既要有良好的透光性以保證座艙內(nèi)足夠的亮，同時還不能引起光的反射，因為在執(zhí)行任務(wù)時，假如座艙蓋引起光的反射，無疑于向?qū)Ψ綀蟾媪俗约旱木唧w位置。關(guān)于新型座艙蓋材料的選材問題，一直困擾著美國的隱身飛機研制打算，直到現(xiàn)在，美國也只能通過改變座艙蓋的外形設(shè)計來降低其光反射特征，至于新的座艙蓋材料，直到2000年的時候也沒有取得實質(zhì)性進展。也曾有人提出制造一種表面凸凹不平的座艙蓋玻璃材料，通過光的衍射來降低飛機被發(fā)覺的可能性，然而這種方法一直沒有引入有用。/r/n在隱身飛機的研制過程中，/r/n發(fā)動機的安裝布局是一個關(guān)系飛機整體性能的大問題，也是一個讓人頭疼的問題。1984年歐洲聞名的模型公司Italeri公司出品了一套F一19的1：72比例的模型，該模型一上市便引起了巨大轟動，直到1986年它一直占據(jù)著該公司銷售榜的第一位。那個F一19模型之因此如此暢銷，是因為其氣動外形讓人覺得這確實是美國空軍一直秘而不宣的隱身戰(zhàn)斗機，而當人拿著模型向洛克希德公司求證時，洛克希德更是對其閃耀其詞。整個模型從頂部看幾乎沒有明顯的棱角，所有的氣動面邊緣全部采納弧形設(shè)計，飛機的座艙外形則具有明顯的棱角，通過幾何外形設(shè)計來降低雷達反射特征。而從機身結(jié)構(gòu)來看.該機的前機身幾乎成圓柱形.而隨著向后過渡.飛機的后機身越來越薄，到了后機身的三分之二處，機身則與機翼完全融合。據(jù)推測，之所有采納這種結(jié)構(gòu)，是因為中部機身內(nèi)安裝了大量的管道，從而使冷空氣能夠通過整個機身內(nèi)部，降低機身的整體紅外特征，另外這種結(jié)構(gòu)也能夠降低發(fā)動機的噪聲。/r/n依照專家推測，在F一19飛機上，有進氣道吸入的多余空氣會通過后機身上表面的長條形放氣孔排出，如此有兩個方面的好處，一是能夠產(chǎn)生部分升力，二是這些未通過壓縮的空氣流經(jīng)機身后，能夠降低機身的表面溫度。而該機最為專門的地點就在于它安裝了4臺小型渦噴發(fā)動機，兩臺發(fā)動機共用一個尾噴口，發(fā)動機尾噴口成矩形，噴出的氣流為扁平，如此也能夠在一定“程度”上降低飛機的紅外特征，發(fā)動機進氣道設(shè)計在機身上部，進氣道口有一個可調(diào)遮蓋，通過調(diào)節(jié)遮蓋的角度能夠操縱進氣量。種種特征顯示，ltaleri公司推出的那個F一19模型專門有可能確實是洛克希德公司負責研制的CSIRS原型機.而其巡航速度有可能超過2倍聲速。/r/n/r/n依舊迷局/r/n除了上述關(guān)于機身氣動布局，發(fā)動機布置方式等種種疑問之外，假如CSlRS確實選用F404發(fā)動機，那么該機是否仍會接著使用該發(fā)動機的傳統(tǒng)噴口，依舊在噴口安裝專門的設(shè)備以及換用專門的噴口制造材料，來降低噴口處的紅外特征，躲過對方紅外探測裝置的追蹤，一直是一個重大疑問。而從美國空軍當時關(guān)于隱身飛機的萬丈雄心來看，洛克希德的csIRs原型機上應該采納的是帶有矢量噴口的發(fā)動機，除此之外，空軍還要求這種飛機不但能夠在常規(guī)跑道上起降，還能夠?qū)崿F(xiàn)短距起降，如此的話飛機的發(fā)動機噴口也必須重新設(shè)計。/r/n按照軍方的要求，洛克希德的cslRs應該是一種能夠執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)偵察任務(wù)的隱身飛機，因此其應該能夠攜帶包括前視和斜視光學相機、紅外探測系統(tǒng)、行掃或者側(cè)視機載雷達(SLAR)在內(nèi)的多種傳感器。在這諸多機載傳感器中，SLAR雷達采納主動工作模式，如此其探測距離會大大增加，而其他的傳感器則采納被動工作模式。就現(xiàn)有技術(shù)來講，許多機載雷達技術(shù)本身就具有隱身方面的