美国空军隐身飞机发展教案

PAGE/r/n22/r/n//r/nNUMPAGES/r/n22/r/nHYPERLINK"/"/r/n美国空军隐身飞机进展揭秘/r/n

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80年代初那个从欧洲一家模型公司流出来的设计图，在当时引起了巨大反响，甚至专门多人都认为这确实是美国以后的隐身战斗机F-19，欧洲公司也确实将那个模型命名为F-19。/r/n记得在20世纪70年代初，世界上许多飞机设计专家都预言，世界上的第一种有用隐身飞机一定是洛克希德·马丁公司的产品。而后来的事实也证明此言非虚，洛克希德·马丁的“臭鼬工厂”是该公司进行隐身技术开发的主力，那个位于加利福尼亚州班克的秘密研制基地，自凯利·约翰逊担任总设计师时，就开始了隐身技术的开发。有了凯利·约翰逊打下的基础，“臭鼬工厂”在此后的30多年里都一直致力于隐身飞机的开发和隐身基础的研究，这才有了后来世界第一种隐身作战飞机F-117。/r/n/r/n技术滥觞/r/n关于隐身飞机的技术研究，最早能够追溯到20世纪40年代(而隐身概念的提出则是在1936年)，而洛克希德也早在50年代末就开始了飞机低可探测性技术的研究，包括降低机身雷达反射面积技术的研究以及机身红外特征抑制技术的研究。然而这些研究在当时都不是公司的要紧项目.只是一些小打小闹，这种情况一直持续到20世纪70年代才有了改变。以美国和苏联为首的东西方阵营形成后，冷战也正式拉开了序幕，抛开意识形态以及政治等方面的因素不讲，东西方的冷战大大促进了双方航空技术的进展，美国和苏联都将当时最先进的技术用在了新型飞机研制打算中。1954年，洛克希德公司提出了研制高空侦察机的打算，按照当时的方法，只要飞机飞得足够高.就可不能被敌方的防空系统击落，这就有了U-2高空战略侦察机，然而后来的事实证明，随着防空导弹技术的进展U--2面临的威胁在增加。1959年，洛克希德公司又提出了另一个高空高速侦察机方案，这就有了后来的SR-71侦察机，由于当时隐身技术的研究刚刚开始.因此只能通过提高飞机的速度和飞行高度，来保证飞机的生存。然而到了20世纪70年代末，苏联相继部署了更为先进的中程和远程防空导弹系统.这些导弹系统结合更先进的防空雷达系统，足以应付当时任何一种空中目标，除非它“看不到”这些目标。在防空导弹与飞机向对抗的消长中.隐身技术迎来了它的进展热潮。/r/n20世纪60年代之前，由于侦察卫星技术还不成熟，U一2和sR一71的首要任务确实是飞越敌方领空执行战略任务。然而在1960年5月1日，一架u一2侦察机在苏联的心脏地区斯维尔德洛夫斯克上空被击落，正式宣告了该侦察机/r/n神话的破灭，此后美国一方面大力进展侦察卫星技术，一方面开始积极寻求研制新的战略侦察机。在当时的情况下，常规布局的飞机.单纯依靠提高速度和飞行高度性能，差不多无法满足需要.因此面对日益强大的雷达技术，只有一个选择确实是研制雷达探测不到的飞机。就20世纪60年代末的技术水平来讲，进展隐身飞机是一个巨大的技术挑战，然而美国人立即就认识到了隐身技术以后的巨大市场：这种技术不但能够用在侦察机上.也能够用在以后所有的军用飞机上。进展低可探测性技术.即隐身技术.成了当时美国战斗机领域首要的目标，也是美国的/r/n国家机密。/r/n/r/n“海弗蓝”出台/r/n依照记载，美国第一次正式提出进展隐身技术是在1973年.这一年.美国国防部下属的先进研究打算局(DARPA)提出了一项代号“海弗蓝”(HaveBlue)的研究打算.这确实是隐身技术研究的开始，在“海弗蓝”打算中，DARPA对之前世界各国关于隐身技术的研究情况，以及隐身概念的提出情况进行了总结，甚至一直追溯到1936年最早的隐身飞机概念，当时所提出的隐身飞机概念确实是能够不被肉眼发觉.不被雷达发觉，不被红外探测系统发觉，无法听到声音的飞机。为了配合这项研究打算，美国空军拿出了一架AC一7“鹰”I单座轻型飞机用于各项试验，该机是一种单座下单翼轻型飞机，装备一台285马力的发动机，而之因此选择该机用于试验是因为它几乎全部采纳玻璃钢材料制造，同时机身布局特不简洁、、美国空军选中AC一7用于试验后，该机的制造商曾经向美国空军表示，假如需要.他们能够将飞机的结构变得更简单，把雷达信号降到更低.由此看来.这架不起眼的AC一7应该确实是美国隐身技术的先驱了。/r/n这架被用于试验的AC一7后来被授予了新的编号即YE-5，其中“E’-是美国空军中安装了专门电子设备飞机的标志。由此来看，由于该机当时并没有增加专门的电子设备，其目的确信是用于低可探测性研究，即如何对其进行改进，使地面雷达和战斗机雷达无法发觉它，后来为了降低YE一5的雷达反射面积，美国空军对该机的外形，内部结构，甚至螺旋桨都进行了改进，结果令人鼓舞。/r/n1974年底，“海弗蓝”打算通过一年多的进展，向美国空军提供了许多特不有价值的研究成果，有了这些成果的支持，美国空军决定制造一架专用的验证机，即试验性隐身技术试验机(XST)。按照空军给出的技术指标，XST验证机将是一架融合了诸多先进技术的高速喷气机，同时其飞行时的噪声特不低，即使在1英里的距离内所有的探测系统都不能发觉它。美国空军提出XST验证机打算不久.先后收到了4家公司提供的设计方案.其中以格鲁门公司和洛克希德公司的方案最为详细，1976年，美国空军最终选择了洛克希德公司为其研制XST飞机，并联合DARPA与其签订了一个采购5架XST飞机的协议，依照协议规定，洛克希德公司不但只是制造几架技术验证机.同时还要确定如何准确地设计如此一种隐身飞机平台，为今后的批生产和研制新的隐身飞机提供技术支持。/r/nXST飞机的研制任务自然而然地交给了“臭鼬工厂”，事实上该工厂早在SR-71项目时就开始了低可探测技术的研究，到了20世纪60年代中期逐渐停止了。凯利·约翰逊当时担任“臭鼬工厂”的技术总顾问，但己不再担任具体的设计工作.因此XST的研制工作就由本·里奇总体负责并担任总设计师，作为一名出色的空气动力学家和热力学家，本·里奇曾经是U一2飞机项目中的关键人物之一、由于隐身飞机打算是美国空军的绝密研制打算，在空军的要求下，洛克希德公司对“臭鼬工厂”原有那种松散组织形式进行了调整，并在其基础上成立了洛克希德先进航空技术公司，该公司隶属于洛克希德公司，由本·里奇担任经理。洛克希德先进航空技术公司的主体则是凯利·约翰逊研究进展中心，该中心下面包括一个位于加利福尼亚州瓦伦西亚拉伊谷(RyeCanyon)附近的2000人的大型实验室和一些加工厂.另外还有位于佐治亚州波班克和玛丽埃塔的几个大型实验室和加工厂。美国的隐身飞机研制打算确实是在如此的基础上，开始紧锣密鼓地展开了。/r/n在许多航空爱好者眼里，隐身飞机都有着出色的性能和超酷的外形。/r/n/r/n扑朔迷离/r/n1977年初的一天，有人看到美国空军的一架C一5A运输机在夜幕降临时落在波班克的一处简易机场。当时谁也不明白这架飞机到底执行什么运输任务，只是能够确信该机将一些东西卸下之后就匆匆起飞离去，而其飞行记录上则显示该机是前往内利斯空军基地执行任务，中途停在波班克进行临时检修、而事实上，空军的这架C一5A运输机是用来测试波班克基地附近一座新修建的机场跑道的，该跑道将用作以后XST原型机测试.洛克希德公司的许多秘密研究打算也都将在那个地点进行飞行测试，那个奇妙测试基地位于内华达州巴尔德山南部，内利斯空军基地西北方向约160千米处，该基地属于大名鼎鼎的51区的一部分，包括格鲁穆湖和图诺帕测试机场.距离拉斯维加斯特不近。依照后来各国航空专家的推测，洛克希德公司制造的5～7架XST原型机，除了其中的一架用作静力疲劳试验外，其余的差不多上在那个地点进行的飞行测试。据资料显示.该机大部分机身材料都采纳复合材料制造.然而材料并没有显示其结构疲劳寿命是多少。/r/n尽管迄今为止，美国都没有公布关于XST原型机的任何官方消息和数据，然而来自全球的航空爱好者们依旧从各种途径获悉了关于XST的一些零散的消息。XST原型机的外形较之/r/n航天飞机扁平，同时机身外形也小得多，其翼展为549米，机长为10.67米.在装备两台通用电气公司生的CJ610涡喷发动机(推力为1361千克)的情况下.其巡航速度马赫数0.9。这种发动机确实是当时用诺斯罗普公司F一5战斗机上使用的J85的无加力型，当时要紧用在民用飞机上。在当时.之因此选择涡喷发动机而不选择涡扇发动机.要紧是处于隐身方面的考虑.因为高涵道比的大直径涡扇发动机会严峻阻碍到飞机的外形设计，而相对纤细苗条的涡喷发动机则能够采纳深埋式布置方式安装在机身里，一方面能够专门好地兼顾到机身的外形设计.另一方面采纳这种布局，发动机喷出的高温热气会立即被周围的冷空气包围，降低飞机的红外信号特征.后来的资料显示，最初的两架缩比XST验证在飞行试验中相继坠毁，但其坠毁缘故都与飞机的隐身设计无关.因为当时美国空军和一份飞行试验报告显示—E机在采纳隐身外形设计时，在闭合航线中的飞行性能是能够让人中意的”。/r/n几乎是在同时，“臭鼬工厂”在进展XST验证机的同时，洛克希德的导弹与航天分部正在按照空军和先进研究打算局联合授予的一份新合同.研制一种先进的巡航导弹.并完成前期的所有测试。在当时看来这是一项专门不轻松的任务，因为空军要求新导弹不但外形尺寸要小，同时红外特征也要特不低，导弹在低空巡航飞行时专门难被对方雷达发觉。正是在这种情况下，洛克希德公司将XST上的一些技术也移用到了导弹的研制上，这种导弹初级时期的飞行测试差不多上在爱德华空军基地进行的，使用B一52作载机。后来.这种巡航导弹研制成功后，由通用动力公司负责进行批量生产，量产型装备一台威廉姆斯公司研制的F112发动机，该发动机的噪声几乎为零，同时导弹的整体红外特征特不低。这种导弹的最大射程达到了2776千米，不管是在航程依旧在打击精度上都超过了美国空军装备的AGM一86系列巡航导弹.依照上述资料显示，这种导弹可能确实是后来的AGM-129系列隐身巡航导弹，该导弹研制打算从1980年开始，1983年4月定型并批量生产。而后来有专家推测，该导弹研制打算与XST验证研制计打算专门可能是同时上马的，导弹也要紧是用来装备以后的隐身战斗轰炸机，从这一点来看，由于这种导弹重量达到了1700千克，因此能够从那个地点大致了解与之配套的隐身战斗机的规格。/r/n/r/n欲盖弥彰/r/n1980年，一项目对研制打算三缄其口的美国国防部罕见地发表了一篇公开报道.报道中称假如美国使用他们当时差不多掌握的隐身技术，制造有人或无人驾驶飞机执行侦察和作战任务，当时世界上任何国家的防空系统都无法对其成功拦截。美国国防部当时还表示，他们差不多掌握了隐身技术并完成了有用性论证，假如将这些技术投入有用的话.美国的战术打击能力和战略威慑力量都会大幅度提高.美国国防部的这一席话.也许是处于冷战心理战的需要.因为依照后来其隐身飞机的研制进度来看.其在1980年就差不多完全掌握了隐身技术显然是不可能的。尽管美国国防部当时宣布他们差不多能够制造隐身飞机，同时立即就能够将其投入服役.然而在20世纪80年代最初的几年里，美国空军并没有将隐身战斗机的采购打算列入预算，这也能够讲明国防部的“泄密”报告专门可能是虚张声势。/r/n关于隐身飞机.美国官方给出的第一个比较正式的称呼是cslRs，即全天候高生存率隐蔽侦察攻击机(CovertSurvivableIn—weatherRecon-naissanceStrike)，从名称完全能够明了该机的用途和性能。在这之后，美国关于F一19(F一19A)的报道几乎遍布所有媒体，因为按照美国空军装备的机型及序列编号，F一19是最有可能的。然而不幸的是，在美园空军后来的装备序列中，没有19那个编号，F一19是一个奇妙消逝了的机型编号。在国内媒体纷纷对F-19那个奇妙机型给予报道的同时，美国空军终于站出来给予了澄清：全然没有F-19那个机型，结合前面的CSIRS那个官方称呼，美国空军的意思不是讲不存在那个在研型号，而是它不应该称作F一19，而应该是RA一19或AR一19，即其任务是侦察和攻击。不管编号是RA一19，依旧AR一19，事实是这种飞机确实存在过，同时还在美国空军中短期服役，尽管关于其服役的报道几乎没有，然而美国境外却给予了它特不多的关注。/r/n尽管美国官方透露出来的关于新型飞机的信息虚实难测，但美国国内的爱好者们对该机差不多陷入了狂热的追随，并将其煞有介事地命名为“幽灵”或“魔鬼”。依照他们的推测，这种奇妙的飞机外形上继承了XST验证的众多特点，只是更大一些。据推测—b机”的翼展超过10.67米，机长达到16.76米，起飞重量为13.6吨，飞机装备两台通用电气公司生产的F404涡扇发动机，这种发动机用在当时的FA一18舰载机上，由此能够推测该机的外形应该同“大黄蜂”相当。F404发动机是一种小涵道比涡扇发动机，尽管其涵道比只有0.34，然而改进后用在“大黄蜂”上，其最大推力超过了72.6千牛。只是，为了保证试验过程中的飞行稳定，洛克希德公司的CSIRS原型机上安装的改型发动机取消了加力燃烧室，因此发动机的最大推力可不能超过50干牛。在CSIRS原型机内部，两台发动机呈并列配置，安装在中后机身内部，发动机进气道则位于机身上部，整个机身结构显得特不紧凑。/r/n

在得知洛克西德公司开始研制隐身飞机之后，许多人开始推测全天候高生存率隐蔽侦察攻击机(CSIRS)的外形和编号，这是文中提到的AR-19A的想像图/r/n/r/n模型之“火”/r/n毋庸置疑，CSIRS原型机的一些理念来自于SR一71战略侦察机，后者的机身结构几乎全部由钛合金材料制成，其最大速度超过了3倍声速，世界上多个国家的防空雷达都曾经在低空“看到”过它。不同的是，CSIRS原型机的机身结构要紧是复合材料.也包括少部分的钛合金材料，该机绝对部分时刻都采纳高亚声速飞行(也有材料认为该机的巡航速度应该为2信声速，然而从其结构材料和外形来看，这种讲法有些牵强)。该机的具体外形还没有对外公布时，己经有过专门多国家声称发觉过这种飞机，都讲该机的飞行速度并不是专门快，然而其外形特不惊奇，防空雷达专门难捕捉到它。由于CSIRS原型机在低空飞行时，其雷达反射面积和可视特征会相应增加，因此在打算开始之初，美国空军就提出让洛克希德公司想尽一切方法，使飞机的可视特征与雷达发射特征最小化，降低飞机从正面和侧面通过时被发觉的几率；因此，CSIRS原型机最有可能采纳无尾布局翼身融合外形，同时采纳棱角明显的平直光滑机背.以及类似于SR一71上采纳的那种低展弦比机翼。事实上，这种设计理念不是美国人最先提出并采纳的，瑞典空军的萨伯35“龙”战斗机上就用到了这种设计理念，再往早的讲，萨伯210验证最早提出并使用了这种理念。而萨伯210验证机早在1951年12月就完成了首飞，从那个角度来讲。瑞典人是最早将隐身概念引入到飞机的外形设计中的，不管他当时是否是有意的，因此，即使以现在的标准来衡量，萨伯35差不多上一种气动外形颇具特色的飞机。/r/n作为一种执行战略侦察任务和攻击任务的隐身飞机，CSIRS的座舱与传统的战斗机座舱有专门大区不，首先座舱盖的设计除了考虑到机身的整体气动布局之外，还要考虑到光的反射和座舱内的透光性。上述问题是一对矛盾，这就要求工程人员为该机研制全新的玻璃座舱盖，新的座舱盖既要有良好的透光性以保证座舱内足够的亮，同时还不能引起光的反射，因为在执行任务时，假如座舱盖引起光的反射，无疑于向对方报告了自己的具体位置。关于新型座舱盖材料的选材问题，一直困扰着美国的隐身飞机研制打算，直到现在，美国也只能通过改变座舱盖的外形设计来降低其光反射特征，至于新的座舱盖材料，直到2000年的时候也没有取得实质性进展。也曾有人提出制造一种表面凸凹不平的座舱盖玻璃材料，通过光的衍射来降低飞机被发觉的可能性，然而这种方法一直没有引入有用。/r/n在隐身飞机的研制过程中，/r/n发动机的安装布局是一个关系飞机整体性能的大问题，也是一个让人头疼的问题。1984年欧洲闻名的模型公司Italeri公司出品了一套F一19的1：72比例的模型，该模型一上市便引起了巨大轰动，直到1986年它一直占据着该公司销售榜的第一位。那个F一19模型之因此如此畅销，是因为其气动外形让人觉得这确实是美国空军一直秘而不宣的隐身战斗机，而当人拿着模型向洛克希德公司求证时，洛克希德更是对其闪耀其词。整个模型从顶部看几乎没有明显的棱角，所有的气动面边缘全部采纳弧形设计，飞机的座舱外形则具有明显的棱角，通过几何外形设计来降低雷达反射特征。而从机身结构来看.该机的前机身几乎成圆柱形.而随着向后过渡.飞机的后机身越来越薄，到了后机身的三分之二处，机身则与机翼完全融合。据推测，之所有采纳这种结构，是因为中部机身内安装了大量的管道，从而使冷空气能够通过整个机身内部，降低机身的整体红外特征，另外这种结构也能够降低发动机的噪声。/r/n依照专家推测，在F一19飞机上，有进气道吸入的多余空气会通过后机身上表面的长条形放气孔排出，如此有两个方面的好处，一是能够产生部分升力，二是这些未通过压缩的空气流经机身后，能够降低机身的表面温度。而该机最为专门的地点就在于它安装了4台小型涡喷发动机，两台发动机共用一个尾喷口，发动机尾喷口成矩形，喷出的气流为扁平，如此也能够在一定“程度”上降低飞机的红外特征，发动机进气道设计在机身上部，进气道口有一个可调遮盖，通过调节遮盖的角度能够操纵进气量。种种特征显示，ltaleri公司推出的那个F一19模型专门有可能确实是洛克希德公司负责研制的CSIRS原型机.而其巡航速度有可能超过2倍声速。/r/n/r/n依旧迷局/r/n除了上述关于机身气动布局，发动机布置方式等种种疑问之外，假如CSlRS确实选用F404发动机，那么该机是否仍会接着使用该发动机的传统喷口，依旧在喷口安装专门的设备以及换用专门的喷口制造材料，来降低喷口处的红外特征，躲过对方红外探测装置的追踪，一直是一个重大疑问。而从美国空军当时关于隐身飞机的万丈雄心来看，洛克希德的csIRs原型机上应该采纳的是带有矢量喷口的发动机，除此之外，空军还要求这种飞机不但能够在常规跑道上起降，还能够实现短距起降，如此的话飞机的发动机喷口也必须重新设计。/r/n按照军方的要求，洛克希德的cslRs应该是一种能够执行战术侦察任务的隐身飞机，因此其应该能够携带包括前视和斜视光学相机、红外探测系统、行扫或者侧视机载雷达(SLAR)在内的多种传感器。在这诸多机载传感器中，SLAR雷达采纳主动工作模式，如此其探测距离会大大增加，而其他的传感器则采纳被动工作模式。就现有技术来讲，许多机载雷达技术本身就具有隐身方面的