摘要：軍事裝備領(lǐng)域的隱身，是指通過(guò)各種技術(shù)手段，顯著降低武器裝備信號(hào)特征的可探測(cè)程度。

以隱身著稱(chēng)的F-22戰(zhàn)斗機(jī)，在參加范保羅航展地面展示時(shí)，卻被意外捕捉到了紅外輻射信號(hào)。當(dāng)我們高度關(guān)注先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)隱身性能時(shí)，是否忽略了這場(chǎng)“貓捉老鼠”游戲中的重要一員？請(qǐng)關(guān)注今日出版的《解放軍報(bào)》

紅外隱身與反隱身的攻防博弈，成為未來(lái)隱身戰(zhàn)場(chǎng)的巔峰對(duì)決——

不可小覷的紅外隱身術(shù)

以隱身著稱(chēng)的F-22戰(zhàn)斗機(jī)，在參加范保羅航展地面展示時(shí)，卻被意外捕捉到了紅外輻射信號(hào)。當(dāng)我們高度關(guān)注先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)隱身性能時(shí)，是否忽略了這場(chǎng)“貓捉老鼠”游戲中的重要一員？日前，美國(guó)威斯康星大學(xué)研究人員研發(fā)出一種超薄紅外隱身薄板，可以使被遮擋的人或物體在紅外探測(cè)器中近乎完美“隱身”。

軍事裝備領(lǐng)域的隱身，是指通過(guò)各種技術(shù)手段，顯著降低武器裝備信號(hào)特征的可探測(cè)程度。這其中除了可見(jiàn)光信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、射頻信號(hào)和聲信號(hào)外，還包括紅外信號(hào)。紅外光是波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光與微波之間的電磁波，戰(zhàn)場(chǎng)上的作戰(zhàn)人員和武器裝備都會(huì)不可避免地產(chǎn)生紅外光，進(jìn)而難逃紅外成像設(shè)備的“法眼”。紅外隱身通過(guò)改變武器裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或使用物理衰減，有效降低或改變目標(biāo)的紅外輻射特征，進(jìn)而使紅外探測(cè)設(shè)備難以捕捉目標(biāo)。

戰(zhàn)場(chǎng)上的“慧眼”——

讓你插翅難逃的“熱追蹤”

物體發(fā)射的紅外光是指波長(zhǎng)在0.77-15.4微米之間的電磁波。戰(zhàn)場(chǎng)上不論是人體還是各類(lèi)武器裝備，只要能持續(xù)發(fā)熱或維持熱量，都會(huì)不可避免地輻射強(qiáng)烈的紅外光。即便是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管等處依舊會(huì)輻射大量的紅外光，在高速飛行過(guò)程中，飛機(jī)機(jī)身因與空氣摩擦也會(huì)發(fā)熱，戰(zhàn)斗機(jī)表面的涂層還會(huì)反射陽(yáng)光中60%的紅外光，這在紅外成像設(shè)備“眼中”可是絕對(duì)逃不掉的“顯眼目標(biāo)”。

第二次世界大戰(zhàn)期間，美、德兩國(guó)就在戰(zhàn)場(chǎng)上首次使用了紅外探測(cè)裝置。這些裝置通過(guò)自帶光源產(chǎn)生紅外輻射，之后將接收到的目標(biāo)返回紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為可視圖像進(jìn)行分析。美軍還在島嶼爭(zhēng)奪戰(zhàn)中第一次嘗到了紅外成像設(shè)備帶來(lái)的技術(shù)代差優(yōu)勢(shì)。此后，美國(guó)研制出了紅外熱成像儀，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅外偽裝目標(biāo)的全天候被動(dòng)式探測(cè)，紅外隱身與反隱身的較量也逐漸進(jìn)入到“白熱化”階段。

早在上世紀(jì)50年代，美國(guó)和蘇聯(lián)就相繼研制出采用紅外制導(dǎo)的“響尾蛇”和K-5系列導(dǎo)彈。這些采用“熱追蹤”方式的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈，通過(guò)獲取目標(biāo)對(duì)象輻射的紅外光判斷目標(biāo)相對(duì)位置，進(jìn)而對(duì)飛行控制發(fā)出運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)信號(hào)。當(dāng)目標(biāo)輻射紅外光能力足夠強(qiáng)時(shí)，紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈甚至具備了“發(fā)射后不管”的能力。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍擊落的伊拉克戰(zhàn)機(jī)，有40%都是由紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈一擊命中的，現(xiàn)代空戰(zhàn)中紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈擊落的敵機(jī)數(shù)量幾乎占到了空空導(dǎo)彈擊落敵機(jī)總量的90%。目前的紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈普遍使用了紅外成像導(dǎo)引頭，主要采用焦平面陣列成像裝置，其中最為典型的AIM-9X紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈，不僅能實(shí)現(xiàn)智能制導(dǎo)，還能對(duì)干擾熱源和自然熱源進(jìn)行有效辨別。

除紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈外，安裝在戰(zhàn)機(jī)上的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)能與雷達(dá)系統(tǒng)密切配合，進(jìn)一步破解電子干擾等戰(zhàn)場(chǎng)謎題。美國(guó)空軍還于今年年初發(fā)射了第四顆紅外導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星，主要借助紅外探測(cè)手段，對(duì)導(dǎo)彈和火箭飛出大氣層后的發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰紅外輻射進(jìn)行跟蹤，以實(shí)現(xiàn)更及時(shí)準(zhǔn)確的導(dǎo)彈預(yù)警。

為隱身絞盡腦汁——

讓“發(fā)燒的武器”降降溫

面對(duì)不斷改進(jìn)升級(jí)的紅外探測(cè)技術(shù)，紅外隱身技術(shù)也迅速走上了發(fā)展的“快車(chē)道”。從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，新研制的武器裝備已經(jīng)開(kāi)始充分考慮紅外隱身設(shè)計(jì)，即便是被相機(jī)拍攝到紅外輻射的美國(guó)F-22戰(zhàn)機(jī)，也在極力追求紅外隱身，其飛行時(shí)的紅外輻射特征僅有F-15戰(zhàn)斗機(jī)的幾十分之一。為了更好地讓“發(fā)燒的武器”降溫，人們更是想出了紅外隱身的各類(lèi)“蓋世武功”。

降低溫度。減少紅外輻射的根本之策在于降低武器裝備各部位的溫度，縮小武器裝備與背景之間的溫差，讓紅外探測(cè)設(shè)備“看不見(jiàn)”或者“看不清”。為有效減少艦船排放熱廢氣帶來(lái)的紅外輻射，進(jìn)入排氣管的廢氣可以通過(guò)注入海水進(jìn)行冷卻?，F(xiàn)代艦船還帶有噴霧自衛(wèi)系統(tǒng)，能產(chǎn)生細(xì)密的水霧遮蓋住艦艇反射的光和紅外輻射。戰(zhàn)斗機(jī)也可以通過(guò)在燃料中加入添加劑，使尾噴流溫度顯著降低。

改進(jìn)設(shè)計(jì)。通過(guò)改進(jìn)武器裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡量減小紅外輻射的輻射方向，也是實(shí)現(xiàn)紅外隱身的有效方法。戰(zhàn)斗機(jī)的紅外輻射主要來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的熱部件、噴口的排氣羽流以及飛機(jī)機(jī)身。美國(guó)在設(shè)計(jì)隱身飛機(jī)時(shí)，通常通過(guò)遮蓋發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱部件、冷卻排氣、用機(jī)身結(jié)構(gòu)遮擋尾噴管等方式達(dá)到“降溫”目的。作為第一款投入實(shí)戰(zhàn)的隱身戰(zhàn)斗機(jī)，F(xiàn)-117就在駕駛艙上方設(shè)計(jì)出名為“鴨嘴獸”的奇特造型，有效屏蔽了戰(zhàn)機(jī)的熱輻射。F-22和F-35戰(zhàn)機(jī)則通過(guò)將水平尾翼延伸到尾噴口之后等設(shè)計(jì)，努力抑制發(fā)動(dòng)機(jī)和噴管的紅外輻射。

借助涂層。借助涂層對(duì)目標(biāo)實(shí)施保護(hù)，也是一種有效的技術(shù)手段。能顯著降低目標(biāo)表面溫度的泡沫保溫材料和硅橡膠，就可用于坦克等地面裝備的表面隔熱。艦艇上的發(fā)熱部分也可以使用熱絕緣材料和玻璃鋼排氣煙囪減少紅外特征信號(hào)。美國(guó)空軍目前正在為F-35戰(zhàn)斗機(jī)測(cè)試新涂層。這將顯著提升涂層表面的耐久性、黏合性并降低紅外輻射值。此前，F(xiàn)-16和F-22等戰(zhàn)機(jī)上就已經(jīng)使用了紅外涂層表面實(shí)現(xiàn)機(jī)體的“降溫”。

技術(shù)催生變革——

戰(zhàn)場(chǎng)“隱身衣”呼之欲出

事實(shí)上，除降低武器裝備溫度、改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及借助涂層隔熱散熱外，改變目標(biāo)紅外輻射的大氣窗口、光譜轉(zhuǎn)換等都是行之有效的“隱身”手段。改變紅外輻射的大氣窗口，主要是將武器裝備的紅外輻射值調(diào)整到紅外探測(cè)器的工作范圍之外。光譜轉(zhuǎn)換除能改變目標(biāo)紅外輻射的能量與位置外，還能使目標(biāo)的紅外圖像成為背景圖像的一部分，進(jìn)而為武器裝備披上戰(zhàn)場(chǎng)“隱身衣”。

近年來(lái)，人們還不斷通過(guò)各類(lèi)技術(shù)革新找尋紅外隱身的新方法。美國(guó)威斯康星大學(xué)研究人員研發(fā)的超薄紅外隱身薄板，主要用于確保士兵及其裝備在戰(zhàn)場(chǎng)上的安全。這種厚度不足1毫米的新型材料的主要成分為太陽(yáng)能電池中常用的黑硅材料，約94%的紅外光都被黑硅吸收以實(shí)現(xiàn)隱身效果。研究人員還發(fā)現(xiàn)可在超薄紅外隱身薄板中置入電熱元件，進(jìn)而發(fā)出可迷惑紅外探測(cè)器的虛假熱信號(hào)，讓坦克等武器裝備與公路上護(hù)欄的紅外光輻射相差無(wú)幾。

研究人員還從烏賊等“偽裝大師”身上獲得靈感，設(shè)計(jì)出一種可自適應(yīng)反射紅外光的彈性新材料，能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)自身溫度以實(shí)現(xiàn)紅外“隱身”。除軍事偽裝外，這種新材料可調(diào)節(jié)建筑表面溫度、智能控溫服飾、太空防輻射或生鮮食品儲(chǔ)藏等，有望應(yīng)用于航空航天、搶險(xiǎn)救災(zāi)、臨床護(hù)理、可穿戴設(shè)備以及智能建筑等多個(gè)領(lǐng)域。

近年來(lái)，伴隨著紅外探測(cè)技術(shù)向著高精度、智能化和多樣化方向加速發(fā)展，對(duì)紅外隱身也提出了新的更高要求。未來(lái)，紅外隱身技術(shù)還將向著全波段隱身、全方位隱身、多功能隱身以及低成本等方向加速發(fā)展。其中，全波段隱身是紅外隱身研究的主流方向，兼顧聲波、雷達(dá)毫米波、可見(jiàn)光以及紫外等頻段的綜合隱身技術(shù)，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)戰(zhàn)場(chǎng)真正的“隱身衣”。

來(lái)源：中國(guó)軍網(wǎng)綜合作者：許玥凡 張璦敏責(zé)任編輯：焦國(guó)慶

（制圖：徐 鵬）