生存能力差是轟炸機最大的弱點,因此飛機隱身技術首先被用於價格昂貴的戰略轟炸機上。B-1是60年代即開始研製並準備用於取代B-52的新型戰略轟炸機。但由於研製周期長,再加上美國曆屆政府決策上的反反複複,直到1981年才又被裏根政府批準上馬,並將其改名為B-1B“槍手”。該機最大飛行速度1.25馬赫,最大航程1.2萬公裏,最大載彈量達34噸,是目前世界上載彈量最大的轟炸機。但該機最為引人注目之處卻是其先進的隱身性能。由於B-1B采用了隱身設計和大量使用吸收電磁波材料,其雷達反射截麵積隻相當於B-52的1%。
繼B-1B之後,美國又於80年代開始研製更為先進的B-2隱身戰略轟炸機,並於1989年7月開始試飛,1993年開始裝備部隊使用。但由於蘇聯瓦解,美國國會認為這種飛機失去作戰對象而且飛機價格很高,最終隻批準除原型機1架以外再采購20架。據估計,研究這種飛機和買這21架飛機一共耗資445億美元,相當於這種飛機每架的代價是21億美元以上。這種飛機可以說是世界上最昂貴的飛機。而且在今後20年的使用期間,其維修保養和使用費按現在價格還需要230億美元。
B-2飛機的隱身性能非常好。它雖然個頭很大,但卻前所未有地采用“飛翼布局”,整個飛機像一片樹葉,沒有任何尾翼。從側麵看,機身像隻“麻雀”,全長21米,翼展52.4米,機高隻有5.2米,機翼麵積477平方米。飛機外形設計完全按隱身要求,各種邊緣線條都互相平行,外側機翼向後伸出很多;進氣口和尾噴口都隱藏在機翼上方,進氣道呈S形。由於采用了這種奇特的外形,故使其對雷達的有效反射截麵積大大減小,僅相當於B-1B的1‰。飛機外表沒有任何突出的大線或其他物品,所有武器都隱藏在機身內,不設任何武器掛架。機身外表的灰色和淡藍色的塗層具有吸波功能,使雷達發射的波束有很大一部分被它吸收掉。燃料中加入特殊添加劑,使其不會產生白色的凝結尾跡等。初步估計,這樣大的一架飛機對雷達波的反射水平隻相當於F-22戰鬥機的1/4左右。但從它頂麵或下麵照射,其雷達反射麵不會小。
B-2起飛重量為181.5噸,其中燃料72.5噸,載油係數0.40。飛機的阻力很小,因為沒有尾翼,全機就是一片機翼,上麵附有三個不大的鼓包,一個為機身,兩個為發動機艙。一共4台發動機,是新研製的,耗油率很低,飛機最大航程達1.11萬公裏,如進行一次空中加油可飛1.85萬公裏。飛機掛載的對地攻擊武器都放在機身的彈艙內以免破壞飛機隱身性能。最大掛彈量18噸,可以掛各種空地導彈和製導炸彈。如果掛常規炸彈可掛80枚27公斤低阻炸彈或16枚910公斤低阻炸彈。
飛機自衛能力主要靠隱身、夜間出動和強大的電子幹擾設備,本身沒有自衛槍炮或空空導彈。美空軍計劃令這種飛機“獨來獨往”,不進行戰鬥機護航。事實上這種飛機航程那麼遠,戰鬥機護航也很困難。這種飛機在研製過程不斷受到經費和國會內各種責難的困擾,技術也不十分成熟。據說,前16架B-2飛機隻能供飛行測試和訓練用,不具備利用導彈進行對地攻擊的能力,飛機隱身性能也不完整。到第17、18、19架飛機才具備使用精密製導武器的能力。而隱身性能要在第20、21架飛機上才能完全達到原設計水平。因此B-2飛機的前19架隻能起到驗證飛機的作用而不是成熟的批量生產型飛機。
B-2飛機每台發動機的最大推力為84.3千牛,飛機起飛推重比隻有0.19,與推重比大於1.0的戰鬥機不能相比。這種飛機隻要求飛亞音速。低空突防飛行馬赫數0.80,最大飛行速度每小時1050公裏,巡航速度每小時800~900公裏,升限1.5萬米。每次飛行留空時間很長,即使不空中加油也可飛10小時左右。機上兩人可輪流休息,如無特殊情況飛機可交自動駕駛儀操縱。座艙內的氣壓條件和生活設施都比較好。
自從飛機誕生以來,垂直尾翼就如同艦船的舵一樣,成為了飛機控製方向的必不可少的部件。然而,B-2飛機卻沒有垂直尾翼,那它又是怎樣操縱方向的呢?原來B-2飛機機翼後緣一共有8片可以活動的操縱舵麵。除此之外,飛機機尾未端還有一片近似三角形的、由計算機控製的舵麵,主要用來平衡飛機,稱為“配平舵麵”。它可以隨時上下偏轉一個小角度,自動減輕低空高速突防時由於大氣中的紊亂氣流引起的飛機顛簸。
在機翼後緣的舵麵中靠近當中的6片稱為升降副翼。如果它們左右對稱的舵麵都向上或向下偏轉時,起升降舵的作用,可控製飛機的俯仰,如果左右舵偏轉不一致或作相反方向偏轉,例如左翼的副翼向上偏、右翼的副翼向下偏,則起副翼作用,使左右機翼升力不同,令飛機傾斜或克服傾斜。這些舵麵同時具有升降舵和副翼的作用,稱為“升降副翼”。
最靠近翼尖的兩片活動舵麵功能更複雜。在構造上每片舵麵還可分為上下兩半,可分別向上或向下偏轉,也可以上下兩片合起來作為一個舵麵偏轉。它們的轉動都是分別控製的。它們的功能有四:如果一邊的舵麵上下兩片分別張開一定角度,增加這一側機翼的阻力,它起的是方向舵的作用,使飛機轉彎;如果左右舵麵上下兩片都同時張開,兩側機翼的阻力相等,不會使飛機轉彎,但總阻力增加,它起減速板的作用,可使飛機速度很快減慢下來;如果這種舵麵上下兩片合在一起一齊偏轉,一側向上,另一側向下,它起一般的副翼作用,使飛機傾斜;如果左右兩側合起來的舵麵同時向上向下偏轉,它起升降舵的作用。大多數情況下。這四片舵麵的主要功能是令飛機轉彎或保持航向,所以稱為“阻力方向舵”。總的來看,B-2飛機的操縱係統(也是電傳操縱係統)設計得相當精巧和複雜。
自從l993年第7架B-2飛機到達部隊以後已經使用5年之久。結果發現隱身飛機的問題很多。首先是吸波塗料問題。這種塗料在飛機表麵的附著力並不好,每次長期飛行後都要加以修補,而新塗上的塗料要在一定溫度、濕度的條件下固化。因此飛機一定要在條件良好的空調機庫內進行維護。據統計,飛機平均每飛行1小時後維護工時要120小時左右。這就是進行完8小時長途飛行返回機場,20名維護人員要幹48小時維修工作。而在這些工作任務中,修補吸波材料占39%。由此可見維修工作量之大。一般現代戰鬥機每飛行1小時後的平均維修工作量是10~20小時。
另外吸波材料怕下雨,怕潮濕。下雨天氣將飛機表麵弄濕以後其隱身性能大為下烽,塗料易脫落。所以每次飛行完畢的飛機都要推回機庫內存放。這種飛機目前很少派駐海外基地,因為還沒有合適的海外機庫供它使用。而修建一個高標準的這樣大的機庫要幾千萬美元。即使在現在的基地,飛機的良好率也達不到要求的74%,隻有26%(1997年統計)。這就是說12架飛機的部隊平均隻有3架可用,其他都處於維修狀態。當然這種情況會隨著設備、技術和熟練程度的提高而逐漸好轉。但美國原來期望的,B-2飛機比其他轟炸機更能作出快速反應,可以在緊急需要時24小時之內出動執行戰備任務的能力顯然尚難實現。但有一點可以肯定,這是代表21世紀末最新技術的武器,是一種不可忽視的空中打擊力量。
科索沃上空B-2隱形轟炸機的“幽靈”剛剛隱去,B-3戰略轟炸機已悄然出現在美國飛機設計師的繪圖板上。據報道,美國飛機研製專家正雲集俄亥俄州帕特森空軍基地,精心設計一種能以5倍音速飛行的高超音速隱形戰略轟炸飛機B-3,以便用此機種在2030年左右替代時下的B-2隱形轟炸機,獨霸新世紀的天空。
正在設計中的B-3隱形戰略轟炸機,擁有新穎的外形和結構設計,狀如蝙蝠。新機種的機身、機頭和機翼渾然融為一體,從設計草圖上看,B-3完全是B-2隱形戰略轟炸機與子彈頭轎車外形的完美結合,且更得其隱身。在結構上,B-3隱形戰略轟炸機也充分利用上、下、後三個表麵所封閉的有限空間,大膽革新布局,既可以避免地麵雷達的跟蹤,又可降低被紅外線發現的可能性,從而達到隱身的最佳效果。其機身雷達的散射截麵大大少於B-2隱形戰略轟炸機的0.3平方米,甚至低於F-117的0.01~0.1平方米。
繼隱身戰略轟炸機研製成功之後,美國空軍又將這一技術應用於戰鬥轟炸機和戰鬥機的設計上。
1988年11月10日,美國國防部新聞發言人公開宣布,美國空軍已經研製成功一種新型戰鬥轟炸機,其編號為F-117A。至此,這個被嚴格保密了近10年的怪物終於首次亮相。1990年4月21日,美國空軍專門安排F-117作了第一次公開展示,上萬名觀眾有幸目睹了它的風采。
F-117的外形它看上去非常古怪。它麵呈黑色,頭部像個楔子,後緣呈鋸齒狀,機尾很像燕尾。更為與眾不同的是,其全身找不到一絲曲線和曲麵的痕跡,整個飛機幾乎都由直線和平麵組成,連它的機翼和V型尾聲翼也都采用了沒有曲線的菱形。這種獨特的外形使F-117具有了一種前所未有隱身本領。因為這種外形可以改變雷達波的反射角度,從而大大減少飛機在雷達屏幕上的顯示信號。此外,就連飛機的發動機進氣口、尾噴口、座艙蓋接縫、起落架等部位,也都經過有益於隱身的特別設計,采用這些措施後,F-117的雷達反射截麵積隻有0.01~0.1平方米,與一隻小鳥的雷達反射截麵積相差無幾,使得先進的雷達也難以發現其蹤跡。
YF-22和YF-23是美國90年代初研製出的“先進戰術戰鬥機”(ATF)樣機。前者是由洛克希德、波音公司和通用動力公司聯合研製的;後者是由諾思羅普公司和麥道公司聯合研製的。兩種樣機在90年代初經過一係列競爭較量,最後以YF-22勝出而告結束。
F-22“猛禽”是一種單座、雙發動機、雙垂直尾翼的隱身戰鬥機,是第四代超音速戰鬥機的典型代表。從外觀上看,F-22具有流線型機身,並且不像其他的戰鬥機那樣外掛武器、明火執仗、咄咄逼人,而是暗藏殺機、不露鋒芒。這正是第四代戰鬥機區別於第三代戰鬥機的一個顯著的技術標誌。它的最大平飛速度達到2馬赫,實用升限1.5萬米。在設計製造中,該機采用了一係列先進的技術,如在飛機外形上采用了先進的低阻隱身技術設計,在結構上采用了高強度的複合材料、機外無外掛武器、格狀網柵冷卻尾噴口燃氣、外表塗有吸波材料等。采用這些技術後,F-22不僅大大減輕了體重,降低了飛行阻力,更重要的是具有了很高的隱身性能。它對雷達探測波的反射截麵積隻有F-15的1/80,約為0.08平方米。
此外,美國的SR-71“黑鳥”高空戰略偵察機和A-12“複仇者”艦載攻擊機,也都使用了隱身設計。SR-71“黑鳥”偵察機利用圓滑的外形與特殊塗料來降低雷達反射波,再加上超過3馬赫的速度,使得它不僅不易被發現,即使被發現了,一般空空導彈也因速度僅在2~3馬赫之間而無法追上它。而A-12“複仇者”艦載攻擊機的外形則更是獨特,看上去就像是一個三角板。
繼美國采用隱身技術之後,其他各國也不甘落後。俄羅斯研製出的世界上第一種可變速超音速垂直起降戰鬥機“雅克”-141,也采用了隱身技術。英國研製的“旋風”F-3型戰鬥機以及英、德、意聯合研製的“歐洲戰鬥機”,也都采用了灰色隱身塗料,具有較好的隱身性能。日本研製的FS-X戰鬥機,采用能大幅度降低雷達反射截麵的外形,特選複合材料,並覆蓋吸波塗料,同樣具有很好的隱身性能。瑞典的JAS-39新型戰鬥機也采用了許多隱身技術。
總之,“消滅敵人,保存自己”是一切作戰所追求的最高境界。為此,各國空軍在不斷提高飛機作戰性能的同時,也在普遍地采用隱身技術以“保存自己”。