谁没有躲藏-我不应该怪(航空保密的历史)

在现代战斗机的描述中,“不起眼”几乎是最重要的特征。 重要而有趣。 在削减下,试图描述隐身的历史和各个方面。 会有很多照片,但不要抱怨,航空很美。
所以,让我们从



之前



骑士无惧和责备


最初,飞行员为自己的出色表现感到骄傲,以至于他们从未想过将自己的存在隐藏在空中。 相反,就像与Richthofen的故事一样,他们试图清楚地表明自己的身份。



但是,一旦航空成为真正的威胁并开始被定期击落,幸存的英雄便开始变得机密。 从那时起,各种隐身功能(声学,光学,热学,无线电)得到了不断改善。

我将大致按照问题的历史来尝试简要概述保密的基本知识和类型。 幸运的是,它们的基础非常简单。 与实施相反。

不要去偷听珍爱的歌曲


可以从远处听到引擎的声音,当然,它的使用非常认真。 为了更好地捕获声音,尤其是指向声音的方向,我们使用了特殊的集线器设备。 从小型移动设备:



对于英国的大型固定式场所:


声音定向器以一种或另一种形式出现在所有军队中,然后消失了。 飞机变得更加嘈杂,而且更加隐秘。 原因是飞行速度。

超音速飞机要经过它才完全听不到,如果它飞得又快又快,那么来不及了,声音就会传到我们身上。 即使飞机已经过近,它也会发出亚音速但很快的声音。 另外,声音方向的寻找并不能提供足够的准确性,尤其是当飞机不是一个人的时候。

当然,通常会在光学,红外和无线电范围内寻找天空中的飞机。 我们不考虑X射线和伽马射线,它们被空气吸收的速度太快并且范围太小(显然,但是突然有人问了)。

您躺在草坪上,看不见


在可见光范围内的光学隐身技术已经使用了很长时间,不仅是人们。



飞机像鱼一样,获得了浅腹部和深色背部,例如Yak-3:



底部完全是蓝色,顶部通常是绿色,这一事实实际上并不那么重要。 对于低空飞行的机器(攻击机,直升机),此方法已保留并发展为使图像斑点变形。 但是对于那些飞得更高的人来说,伪装色并不是那么重要,因此大多数战斗机只是灰色。

在现代技术水平上做任何更严肃的事情都是不现实的。 奇怪的是,有一些方法可以使物体在光学上根本不可见。 但是,由于多种原因,它们不太可能用于航空实施,因此让我们继续进行探测,当然还要在可见光下隐身。

她立即​​以为自己感觉到了,听到了这种柔和,温暖的精神


引擎不仅嘈杂,而且很热,您只需要能够看到即可。 而且您需要能够隐藏他的热情。

在活塞式发动机时代和夜间起降之初,发动机热零件可见性的问题出现得较早。 排气管加热到明亮的红色,晚上排气呈蓝色。 通常,排气管和排气管的辉光会检测到敌人的夜间轰炸机。 因此,对于专门为夜间工作设计的飞机,更换了排气歧管,并安装了隔热罩。

但是,严重的是,在带有红外(热)导引头的导弹扩散之后,当然要解决屏蔽高温零件和废气的问题。



例如,对于直升飞机,将排气与室外空气混合已变得很普遍。 因此喷嘴变得不可见,流不再那么热。 Mi-24配备了以下屏幕排气装置:



直升机型EVU不适合用于飞机,因为它是产生推力的高温气流。 第一架喷气飞机对此无能为力-没有足够的推力储备。

随着时间的流逝,发动机变得越来越强大,但它们也变成了双回路,废气与来自外部回路的相对较冷的空气混合。



但是问题并没有消失:飞行速度限制了旁路的程度,因此也限制了冷却的程度。 计划的飞行速度越高,有效的旁通率越低。 当发动机在加力燃烧器上运行时,谈论射流冷却毫无意义。

还有其他解决方案。 您可以更改喷嘴的横截面,使其平坦。 由于表面较大,这种射流冷却得更快,耗散得更快。 在此,例如喷嘴F-22:



该解决方案很复杂,并且在发动机牵引力方面非常不利,因此,可以说,这种解决方案很少在极端设备上使用。 更极端的F-117,可能已经不见了:



当然,也不会忘记用某些东西挡住最热零件的好方法。 例如,B-2还表现出使喷气飞机变平并从下方降低其可见度的愿望:



针对YF-23(竞争对手F-22)计划了类似的解决方案:



同时,引擎被屏蔽了无线电波,那么现在是时候改用隐形雷达了吗? 不,请稍等片刻,还有紫外线范围。

斜眼看太阳,调皮地看


在紫外线范围内的检测与其他检测有所不同-目标没有被照亮并捕获反射,但是被观察到是在紫外线照射下的天空背景下的阴影。 该属性例如由FIM-92“毒刺”的导引头拥有



没有别的地方可以隐藏-那里的飞机看起来就像一个黑点。 您必须做相反的事情,用紫外线照射,射击陷阱。 一般来说,并不容易。 作为一种独立的瞄准方法,紫外线制导是不合适的,但与其他方法结合使用则是非常不愉快的事情。

不要隐藏你的眼睛,我会透过所有人


无论您如何列出检测和隐身方法,都无法通过雷达在范围和与天气状况的独立性方面进行比较。 因此,雷达隐身的重要性。

我必须马上说:有些定位器对它们不起作用。 [米]米长的波浪从整个平面上反射出来,形状上的细节并不十分重要。 他们甚至会注意到,“某个地方会飞起来”。 不幸的是,对于防空炮手而言,幸运的是,对于飞机来说,这些定位器仅适合检测,瞄准它们将无法工作,准确性也不一样。

汽车音响类比
高音扬声器必须完全对准听众,否则将毫无意义。 中音扬声器已经可以轻松放置在机舱中。 但是低频低音炮至少要放在后备箱中,无论如何,一个人会听到“轰轰”的声音,但无法确定方向。

在开始使用定位器时,他们几乎立即开始与定位器展开战斗,从切好的箔片上露出“防护罩”。 战争期间,只有美国人向德国投掷了四万吨铝箔。 在一次突袭中,最多丢下了250万包,每包2000条磁带。 50亿! 一条带的长度分别达到了定位器使用的波长120 m。 有专门的飞机指挥主动无线电干扰。 动作不仅是大规模的,而且是非常笼统的,它“阻止了一切”。 因为藏起来很好,所以一架飞机既困难又昂贵。

波长较短的定位器适合精确瞄准特定飞机。 飞机表面的尺寸,形状和特性开始发挥作用。 简而言之,我们到了重点。

前辈


几十年来,喷气式飞机的设计人员面临着任务,更重要的是无线电隐身:速度,高度,可操纵性……他们试图以高飞行速度提供出乎意料的外观。 例如,“百”辆T-4的时速应该超过3000公里/小时:



像XB-70女武神:



或以包围地面的方式进行低空飞行,例如V-1V:



请注意,B-1B的前“机翼”很小,因为它不是整个飞机的稳定器,而是飞行员在接近地面飞行时机舱晃动的阻尼器。

飞机本身对定位器不显眼,它很引人注目,但是暂时没有得到特别的发展。
最明显的是带有“飞行翼”型飞机的飞机不显眼(用双关语原意),例如,这就是Avro“火神”与B-52相比的样子:



对于雷达来说,火神并不比一架小型战斗机引人注目。 任何一名战斗机。



但是另一架“飞行翼” B-35虽然外观更加时尚,但它却不具备如此出色的性能:



怎么了 让我们进一步分析。 同时,由于侦察兵需要保密,因此已经具有这些隐形武器的许多特征的另一个前身。 欣赏SR-71系列飞机中最快的前者:



从他那里获得的现代“真正的隐形”之间的区别在于,在其发展的几年(1960年代)中,无法进行现代水平的计算,并且没有雷达吸收涂层。 但是,以这种速度,覆盖范围将不大。

因此,是时候找出隐身的组成部分了。 当然,最笼统地说。

隐身宽招


为了降低雷达的可见性,您首先需要弄清楚为什么它很明显,简单的“反射光束”是不够的。 简而言之,需要作出认真的科学贡献。 影响我们所有后续发展的无线电波衍射最早的严肃研究之一是由我们的(然后是美国的)科学家Peter Ufimtsev进行的。 1962年,他的书公开发表在苏联广播出版社。 与其他有关此主题的著作一样,她充满了数学知识,但我们将尝试将所有内容简化为一些简单的简化。

反射的图片非常复杂,但是已知的主要隐身违规者是:

  • 转角反射器
  • 亮点
  • 穿过光束的平面反射。
  • 边界反射

转角反射器


弯道反射器,也就是反射器,对于汽车,自行车,反射涂料等每个人来说都很熟悉:



底线很简单,光束会被反射多次,然后返回到发射出的位置:



角反射器是增加可见度的理想选择。 并不一定要成为经典的镜子盒。 任何维修区(例如飞行员舱)都可以发挥作用。 飞机上用于射束的灯笼几乎是透明的,机舱是一个装有金属墙的盒子,为什么没有角反射器?

盒子是封闭的,在灯笼上覆盖着一层薄薄的金属,这不会干扰飞行员的手表,但却使驾驶舱对定位器隐蔽了。 大多数情况下,使用的是由透明导体(例如氧化铟锡)制成的涂层,尽管有时它们会形成一层薄的金层。 由于有这种涂层,现代战斗机的灯笼根据灯光的不同,看上去是金色,棕色,灰色,紫色……,这是F-16的一个示例:



在由机身和机翼形成的“腋窝”中获得了另一种类型的角反射器。

他们为此通过将机翼放在下面而挣扎。 上方的可见度正在增长,但这并不像下方的可见度那么重要。 因此,所有的“隐身”-低翼。 更好的是集成电路,当机翼平稳地进入机身时,例如Tu-160:



值得注意的是,Tu-160和它的原型机B-1(是的,我记得“空气动力学定律”)一样,并不是理想地隐藏起来,发动机机舱形成了反射角。



声明为隐身的飞机的示例可以用作Mig-1.42(1.44)。 但是,请看-有什么秘密? 铲斗进气口,用于排出边界层的间隙,稳定器上的齿,龙骨,在稳定器下方延伸,使机翼下表面突出机械化:



亮点


再次在黑暗中,再次使用手电筒,照耀着地球。 无论我们走哪种方式,我们都会在中心看到一个亮点。



不管喜欢与否,球上总会有一个垂直于我们光束的位置并将其反射回我们。 这就是“亮点”。

但是,球形的亮点可以提供任何凸面。 这种凸度比平面差。 平面也可以正好向后反射,但前提是光束的方向垂直于该平面。 对于飞行中的飞机,这意味着它只会闪烁一秒钟,然后几乎变得不可见。 凸起不会从任何方向发出如此明亮的光芒。

凸起的最简单示例是机翼。 它的轮廓不平坦:



似乎会有出路。 下方平坦的轮廓不仅已知,而且分布广泛。 例如,著名的Clark-Y:



上拱是凸形的...没关系,您可以用虚线绘制上拱。 麻烦当然在于空气动力学,要在这样的机翼上飞行并不容易。 但是有一个这样的飞机的例子,这是F-117,由于外观和不稳定的飞行而被昵称为“沃布林'地精”(交错的地精):



平面反射


已经提到过,穿过光束的平面会将其反射回来,并且反射良好。 据说观测时间将非常短,反射兔子将以比飞机飞行还要快的速度跑离接收天线。

但是,有些飞机总是会转弯。 他们的名字叫blade。 刀片旋转,它一直旋转到我们的角度。 在周转期间,角度必定是笔直的。 转瞬即逝,但另一个叶片会立即发出耀斑,第三个叶片……此外,这种效果像亮点一样,从不同的方向显现出来。 但是,螺旋桨和直升飞机不仅具有用于螺旋桨和直升飞机的叶片,而且还有足够多的叶片用于喷气发动机的压缩机和涡轮机。

直升飞机和直升飞机没什么可做的,对他们来说隐形是不可能的(我在上面写过关于B-35的介绍,它是光滑的机翼,但是...)。 但是对于喷气发动机,您可以想到的是它们很小(相对于直升机旋翼而言)。
例如,您可以为发动机制作S形导管。 由于发动机的曲率(更准确地说,压缩机叶片)将是“不可见的”,光束会从一壁到另一壁反射并消失。



您可以简单地制作一条很长的风管,然后仅从正面严格观察才可以看到刀片。 您可以使用称为雷达拦截器的设备。 美中不足的是-这种空气管道的工作情况更糟,发动机的效率下降。

将涡轮叶片从辐射的后面隐藏起来尤其困难,您无能为力,由于喷嘴太长或弯曲会造成很大的损失。 在军用飞机中经常会有带有加力燃烧器的发动机,它的内部结构本身很酷地挡住了叶片,这有所帮助:



边界反射


现在该讨论无线电波的波特性。 从平面上或从整体上反射或多或少的长波这一事实已经被记录下来了,但是对于短的厘米波来说,并不是那么简单。 省略复杂的物理原理,可以将边界想象为重发射天线。 反射会很强烈。 不可能完全消除这种麻烦,该怎么办? 首先,边缘少一点将是很好的。
例如,放弃稳定器(F-117),也放弃龙骨(B-2):



其次,有必要避免全方位反射。 显然,当垂直于平面或边缘“在额头中”照射时,与平面一样,会发生最佳反射。 这意味着严格地从一个方向上检测到该平面(并在一秒钟甚至一秒钟内将其明亮地显示在定位器上),所有边缘在同一方向上必须彼此平行。 不能使所有线平行,但是您可以将它们分成几组,以便可以看到的方向很少,但是看不到的所有其他方向。 正是这种技术使现代的隐形眼镜具有了这种独特的外观。 因此,在Su-57(T-50)中,机翼的前边缘与稳定器的前边缘平行,而后边缘彼此平行:



但是,不仅边缘可以充当反射器。 接缝,覆层板的接缝也可以反射。 为了减弱效果,将接缝“分解”为多个部分,选择这些部分的长度对于预期的波长而言不方便。 而且,他们试图使接缝的部件平行于机翼和稳定器的边缘。 关节变成“丁香”。 在这里,例如F-22。 看看炸弹舱的边缘是如何制成的? 而且机箱盖也在那里可见?



另一个技巧是制作带有后掠的机翼(S-37 / Su-47金鹰):



这里的技巧是,当从正面照射时,机翼边缘的反射会落入机身并隐藏在机身后面。 可以更好地看到尾翼,但是在完成工作后已经飞走的情况下可以看到尾翼。 是的,开始后进入奔跑的机会比从前半球射击要低得多。

反向扫掠也具有空气动力学上的优势,反雷达措施通常不具备这种优势。 此外,曾尝试过制造一架具有反向后掠能力的飞机,但无法应付机翼的发散(通过扭转气流甚至可以说是扭转机翼)。尽管成本很高,但新材料碳塑料可以解决该问题,但是发现来自机翼根部的涡流破坏了稳定性和可控制性,以至于该机器无法继续使用。不仅在这里,美国人还尝试对X-29进行反向扫描,结果相同。

著名油漆


现在关于雷达吸收涂层,“黑漆”:



涂层很厚,非常昂贵,而且事实证明,它并不总是耐腐蚀的。这不仅是绘画,而且是一个棘手的复杂问题。在最粗略的描述中-许多带有金属化表面的小金属针或反光玻璃珠随机位于涂料层中。它们当然会反射无线电波。但是它们在不同方向上的一小部分相互反射...结果,无线电辐射被散射,吸收。向外反射的信号明显减小。



当然,作为交换,也有缺点:这种涂层很重,在空气,灰尘和水滴的压力下,它很快就会磨损甚至剥落。我们什至不提价格。

如何隐藏雷达


能见度的问题之一是它自己的飞机雷达造成的。即使您将其关闭。幸运的是,它的天线是专门制作来反射的。不要让美丽的鼻锥欺骗-它对无线电波是透明的,然后……例如“飓风5:”雷达:



带抛物线形板的旧式定位器只能在一个方向上“看见”,因此将其转向进行检查。在关闭状态下,板停止转动并向上倾斜,因此在照射时,正面和底部不会产生强烈的反射。

好的,这是一个老式的“盘子”,但是较新的飞机在敌方定位器的光线(例如平头灯)中也会有一些炫耀。

头灯是
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在MiG-29上的Zhuk-M雷达的图示中:



具有电子扫描功能的扁平相控天线可以“侧向看”,而无需物理旋转。当然,他们摆脱了昂贵,笨重并降低转弯系统可靠性的问题。为了避免从正面照射时产生强烈的反射,将板安装成略微向上旋转,尽管这减少了在下半球观察的可能性。看到斜坡了吗?



有很多方法和更多的异国情调。例如,不久前,媒体对等离子云发出了喧闹声,据称飞机后面会知道如何隐藏。当然,这很有趣,等离子体只会吹走,甚至船上的核反应堆也无济于事。但是,尽管如此,仍使用等离子体。如果在定位器关闭时用易离子化的气体填充不透射线的整流罩内的体积并将其离子化(将其转化为等离子体),则飞机会在无线电轮廓中获得漂亮,清晰且反射性差的鼻子。如果您需要打开定位器,只需对通风量进行通风即可在几分之一秒内淬灭等离子体。

可悲的结论


尽管个人广泛,但我仍然是业余爱好者。可以在文章“迈向第五代和第六代”中找到一些更严肃,更详细的信息(某些读者可能对我有所期待):
paralay.iboards.ru/viewtopic.php?f= 5& t=138
但是,可惜,原始网站巴拉瑞亚(Paralaya)已完全消失,而新的帕拉亚也对本文有疑问。保密就是保密!
Upd:受人尊敬的kurec为该文章提供了功能良好的链接。
s92025sm.beget.tech/stat.html
谢谢啦

致谢


感谢OIelukoe,Tarasv,ptg.Martynov,Old_dancer,AKnyazev的风格,尤其是事实评论。

特别感谢Mingun指出发布错误。

我不得不感谢弗朗西斯一世,普希金(A.S. Pushkin),乌斯别斯基(U.pensky),菲林(V.S. Minaev)格里姆贝格(G.

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN465367/


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