2011年5月,美軍在巴基斯坦成功擊斃本·拉登,震驚全世界。但是行動(dòng)并不完美,美軍有一架直升機墜落。倉促撤退的美軍也未能夠將直升機全部炸毀,留下了直升機尾槳和一段尾梁,導致美軍絕密隱形直升機曝光于世。
圖1 美軍巴基斯坦墜地直升機殘骸
美軍保密工作很到位,之前沒(méi)有泄露該機的任何信息。全世界也對這架直升機機進(jìn)行了各種各樣猜測,有人稱(chēng)它為隱形鷹,有人稱(chēng)該機是從現役黑鷹直升機改進(jìn)而來(lái),也有的說(shuō)美軍特種作戰部隊已經(jīng)裝備使用了多年。除了各種猜測外,大家對直升機如何實(shí)現隱身產(chǎn)生了濃厚興趣。
直升機究竟如何實(shí)現隱身呢?難度大不大?實(shí)際上,與固定翼飛機相比,直升機實(shí)現隱身難度較大。一是受直升機結構特點(diǎn)影響。比如直升機旋翼葉片,它不僅會(huì )產(chǎn)生較大的噪音,而且還會(huì )反射強烈的雷達信號。二是直升機低空超低空使用環(huán)境也不利于直升機隱身。
直升機隱身采用的技術(shù)主要包括雷達隱身技術(shù)、噪音隱身技術(shù)和紅外隱身技術(shù)。
一、雷達隱身技術(shù)
雷達通過(guò)接收目標反射電磁波以發(fā)現目標位置、測量目標距離。因此直升機雷達隱身技術(shù)簡(jiǎn)單理解就是要減少雷達回波。一方面可以通過(guò)外形來(lái)減少其雷達波反射截面積(RCS)。像美軍的F117隱形飛機,就采用了多面體外形和鋸齒狀的機體結構,通過(guò)外形調整,減少雷達反射波的主波瓣數量、降低波束寬度,讓雷達接收不到足夠的連續回波信號,從而達到隱身的效果。直升機也借鑒了這種思想,主要是調整機身外形,達到一定的隱身效果。比如美軍曾經(jīng)研發(fā)的RAH-66科曼奇直升機,外形就做了隱形優(yōu)化,直升機起落架、武器掛架都收進(jìn)機身,可以極大降低雷達發(fā)現概率。
圖2 美軍RAH-66直升機飛行
另一方面,直升機雷達隱形還可以在機身、旋翼等處使用復合材料或噴涂吸波涂層,以達到進(jìn)一步減少雷達反射波的目的。從美軍墜地直升機尾部來(lái)看,顯然機身表面經(jīng)過(guò)了特殊處理,外形進(jìn)行了調整優(yōu)化,棱角分明,符合隱形設計的特征。美軍2021年倉促從阿富汗撤軍時(shí),在喀布爾機場(chǎng)出現了一款疑似隱形的直升機。從外形上看,該機很有可能是從美軍現役黑鷹直升機改進(jìn)而來(lái)。
圖3 2021年阿富汗喀布爾機場(chǎng)出現的美軍疑似隱形直升機
二、噪音隱身技術(shù)
直升機噪音來(lái)源主要有發(fā)動(dòng)機、旋翼、尾槳、減速器等部件。尤其是高速旋轉的旋翼,與空氣摩擦可以發(fā)出比較特殊的聲音,可以傳播很遠的距離。
圖4 直升機噪音源示意圖
發(fā)動(dòng)機的噪音可以通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣口、尾噴管方向和形狀,降低發(fā)動(dòng)機進(jìn)排氣噪聲。減速器可以通過(guò)提高裝配工藝,改善齒輪傳動(dòng)特性,減少振動(dòng)。比如美軍的RAH-66科曼奇直升機的發(fā)動(dòng)機排氣口就被設計成狹長(cháng)的帶狀排氣口。
直升機旋翼噪聲主要是槳葉與氣流的復雜作用產(chǎn)生的,其中槳渦干擾噪聲是槳葉旋轉產(chǎn)生的槳尖渦,與后續槳葉發(fā)生相互干擾而產(chǎn)生的噪聲,也是最為主要的噪聲之一。降低旋翼噪聲通??梢圆扇≡黾訕~數量,改變槳葉翼尖形狀等方法,可以有效降低槳渦干擾噪聲。比如美軍黑鷹直升機就采用了后掠型漿葉。
圖5 黑鷹直升機后掠槳葉示意圖
尾槳降噪的方法可以采取增加槳葉數量,采用函道式尾槳等方法降噪(如RAH-66直升機)。從殘骸上看,美軍墜地隱形直升機尾槳采用了大約5片槳葉,直升機飛行應該比較安靜,居住在本·拉登樓房附近的村民說(shuō),直到直升機從頭頂飛過(guò),他們才聽(tīng)到直升機的聲音。
三、紅外隱身技術(shù)
直升機紅外隱身就是要降低直升機的紅外輻射強度,從而減小敵方紅外偵察的發(fā)現概率和紅外制導導彈的命中概率。發(fā)動(dòng)機是直升機上產(chǎn)生紅外輻射的主要來(lái)源,因此直升機紅外隱身方法主要就是降低排氣溫度。有些直升機通過(guò)安裝紅外抑制裝置來(lái)降低排氣的紅外信號強度。比如俄羅斯米-28武裝直升機的發(fā)動(dòng)機就安裝有大型的紅外抑制器。
圖6 俄羅斯米-28武裝直升機
有的直升機是將發(fā)動(dòng)機尾氣與空氣混合,降低溫度后排出。比如美軍RAH-66直升機可以將發(fā)動(dòng)機排氣引導到尾梁的錐套中,與冷空氣充分混合后排出。
可見(jiàn),直升機復雜的結構外形和氣動(dòng)特性,使直升機隱身比較困難。所謂直升機隱身,是采用一些隱身技術(shù)降低敵方探測到直升機的能力,而不可能讓直升機隱于無(wú)形。更與看到,提高直升機隱身能力的同時(shí),必然會(huì )犧牲直升機的飛行性能。因此,隱身直升機主要用來(lái)執行秘密等級很高的特種作戰任務(wù),并不會(huì )大量裝備部隊,美軍主要裝備在160特種作戰航空團。
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