【時事軍事】從B-21首飛看隱身技術高峰

【大紀元2023年11月17日訊】今日社會,武器和軍隊作用,被賦予比殺戮更深的意義。強大的軍力,往往用作威懾,維持世界和平,及人類安全。戰爭,雖然變得隱蔽,但從未停止。【時事軍事】帶您到最前面,看清正邪之爭的細節和真相。

反介入/區域拒止是中共太平洋戰略的核心,目的是將可能介入中國近海衝突的外來軍事力量阻擋在太平洋深處,而無法影響中共在台海或南海的軍事行動。這一戰略將隨著最新的美國B-21隱身轟炸機的出現而成為一句過時的口號。中共幾乎沒有任何手段阻擋B-21穿透其現有防空系統,並將致命精確武器送抵任何中共敏感目標。

去年12月10日,社交媒體上的視頻和圖片顯示,B-21突襲者(Raider)轟炸機從加州帕姆代爾空軍42廠起飛,前往愛德華茲空軍基地。這次在預期時間表上的成功首飛,標誌著新一代隱身技術的歷史時刻。

技術上,人們對這種神祕的新型轟炸機知道的可能並不多,因為很大程度上它仍然是高度機密。但美國空軍高級官員和武器開發商將其描述為隱身技術領域的一次改變範式的飛躍。它能夠隨時隨地打擊世界上任何危險目標。也就是說在B-21的各種能力中,近乎無懈可擊的隱身性能使其穿越防範最嚴密的防線。人們用「如入無人之境」形容武將勇猛,B-21在穿透當今防空系統的作戰中,可以當之無愧。

隱身性能是轟炸機能夠突破敵人防線的關鍵能力。今天的防空系統正在變得越來越複雜,有人說,它們能夠追蹤和攻擊隱身戰鬥機。例如,俄羅斯媒體聲稱,其S-500防空系統就能夠做到這一點。但是,俄羅斯人所說的這種能力似乎很難驗證。

理論上,監視雷達的低頻波束可以檢測到某種物體的存在,即監視或發現隱身飛機。但是低頻雷達不能用於與目標交戰,瞄準和鎖定移動目標並最終摧毀目標,還需要高頻雷達來完成。二者在技術性能和作戰使用上存在著巨大差異。實際建立對隱身目標的殺傷鏈,並不是一件容易的事。

B-21的設計目標就是躲避監視雷達和交戰雷達,從而穿越防線,用精確制導導彈瞄準並攻擊防禦嚴密的高價值目標。就算敵人知道它的存在,也無能為力,這就是寬頻隱身的前提。

去年12月,在第一架B-21揭幕儀式上,美國國防部長奧斯汀籠統地提到了B-21的任務範圍,他說,「你知道,B-21看起來很威風。但框架和太空時代塗層下面的東西更令人印象深刻。」

這是如何實現的?即使對美國人來說,這也是一段漫長曲折的歷史。1983年,洛克希德公司外形像鑽石一樣棱角分明的F-117夜鷹祕密進入美國空軍服役,悄然成為世界上第一架投入使用的隱身飛機。當時世界各國還在追求飛得更高、更快的飛機,以提高性能和生存能力,但事實證明,緩慢而狡猾的「夜鷹」才是未來發展方向。

在隱身技術概念形成和發展道路上,有一長串令人印象深刻的名字。但是早期最有影響的,是一篇被忽視的蘇聯論文。一位名叫彼得·烏菲姆采夫(Pyotr Ufimtsev)的前蘇聯物理學家和數學家,撰寫了一本名為《衍射物理理論中的邊緣波計算方法》的著作。1962年這本書出版後基本上被前蘇聯完全忽視。但是,這本書是對隱身概念早期最具概括性的理論分析。

事實上,當烏菲姆采夫的書拿去印刷時,許多與隱身飛機相關的計劃就已經開始出現在美國的預算報告中了。波音公司在1962年開發的具有低電磁觀察性能的陸軍偵察機「安靜鳥」,那時已開始在雷達陣列前進行實驗測試了。

雖然美國不是在烏菲姆采夫工作的啟發下才開始隱身技術研究的,但烏菲姆采夫被他自己國家所忽視的工作卻成了解釋這個謎題的重要組成部分,它不僅在理論上證明美國人在隱身技術上的研究方向是正確的,而且還提供了計算方法。

烏菲姆采夫的書在沉默近十年後,落入了美國空軍技術情報部門手中,1971年9月英文版出版。該譯本很快就傳到洛克希德臭鼬工廠的傳奇工程師丹尼斯·歐沃霍瑟(Denys Overholser)手上。他將烏菲姆采夫的著作描述為晦澀難懂,但他很快意識到,這本書創造性地提供了一種計算電磁波反射的二維計算方法。隨後,歐沃霍瑟把這種方法演進為可以計算飛機完整雷達回波的方法,大大減少了隱身設計成本和時間。

整個工作的進展緩慢、艱難,但這些工作涉及到不少傑出人物。在此基礎上,洛克希德公司的工程師們將理論計算得出的理想的隱身外形,努力地向一架飛機應該有的形狀上靠攏,並使它能夠操控。這是一個艱難的過程,他們需要把一個完全無法飛行的被稱為「絕望鑽石」的東西,逐漸演變成看起來像飛機的怪物,並使它能夠飛行,最後成就了世界上第一架隱身戰鬥機F-117夜鷹。F-117被視為隱身技術的開端,它甚至曾經被相當落後的防空導彈擊落,但事實上,它是全球一個時代努力的結晶。

之後又經歷了F-22、F-35和B-2等隱身飛機的成熟過程。B-21和下一代空中優勢戰鬥機與F-117相比,在隱身性能上已經完全不是一回事了。

一般說,隱身技術領域的探索涉及使用特殊雷達吸收材料、熱信號管理、埋入式發動機以及光滑扁平的外形,所有這些努力都是為了減少或不產生雷達回波。如果沒有垂直突出的結構和鋒利的邊緣,以光速傳播的電磁脈衝就無法反射描述飛行器形狀的回波。溫度也很關鍵,需要仔細管理、控制和最小化排放熱量或煙霧,以降低飛機的可偵測性。B-21在所有這些領域似乎都取得突破。

除了新的隱身特性之外,B-21還相應引入了新的操作概念,它可以有人或無人駕駛。它不僅可以在無人駕駛狀態下擴大監視和探測範圍,它還可以利用新一代計算和傳感技術實現更多功能,比如充當傳感器節點或飛行指揮控制平台,特別是近年來人工智能的應用,可以自動收集、分析和處理目標數據,並根據威脅等級對目標進行識別、瞄準和攻擊。

電腦處理速度和人工智能領域的技術突破,使越來越多的戰鬥平台不僅可以自主攻擊,而且還充當了網狀多域感測系統中的關鍵節點。實際上,就是融入了一個跨越地面、水下、海上、空中和太空的全域作戰系統。這是一個全新的作戰概念,大大提高了瞄準和攻擊的可能性和有效性。

有人說,B-21的公開露面可能會洩露機密,美國軍方也在B-21首次面世儀式上限制媒體的參觀時間和拍攝角度。其實這很可能只是個製造神祕氣氛的噱頭,B-21外觀能夠揭示的任何祕密都是無法保守的,包括進氣道和尾噴口的氣動布局。在今天天上地下無處不在的監視手段下,遲早要大白於天下,因為它必須在開放的空中飛行。但是,美國軍方也不會擔心因此而洩露機密,因為越來越多的技術都不是氣動外形所能揭示的。相反,它產生的震懾作用得到的收益可能更大。

出了名的中共山寨國,其實早在上個世紀八十年代就基本上已經無法通過對系統外觀的測量複製別人的先進武器系統了。原因是,技術的快速發展和高度複雜,在沒有技術轉讓的情況下根本無法複製。

以中共空軍為例,在1980年代之前,它的戰鬥機包括殲-5、殲-6、殲-7,轟炸機包括轟-5、轟-6,運輸機包括運-5、運-7、運-8等等都是測繪仿製前蘇聯的飛機。測繪仿製就是用尺子測量所有零部件的外形尺寸,把它們還原成圖紙,然後一比一地把這些零件製造出來,最後組裝成成品。但是這種方法由於不能仿造摸不着看不見的材料性能、加工工藝以及很多其它技術細節,製造出的成品可能根本達不到最基本的性能要求。1990年代初,中共曾試圖測繪仿製前蘇聯的伊爾-76運輸機,就是因為這些原因,還沒開始就放棄了。

這不是說中共改掉了剽竊的毛病,它仍在利用一切手段竊取西方先進技術,只是内容、方法發生了變化。比如在設計思想上抄襲美國的F-22,開發殲-20。據說,已經難產多年的轟-20也和美國即將退役的B-2轟炸機外觀上非常相似。也許,美國樂於觀看中共複製美國飛機的做法,因為如果沒有技術實力,這將是消耗巨大資源的黑洞。

撰文:夏洛山(《大紀元時報》記者,曾經歷過十幾年的軍隊生活,主要從事軍隊的教學和一些技術管理工作)
製作:時事軍事製作組
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責任編輯:連書華

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