隐身技术之父彼得•乌菲姆谢夫

乌菲姆谢夫的论文在西方公开出版

　　当奥维霍尔瑟在 1975 年 4 月向正为臭鼬工程队发展前景发愁的本•里奇汇报他的发现后，里奇按捺不住激动的心情，要求奥维霍尔瑟在 3 个月内开发出以乌菲姆谢夫模型为基础的雷达散射截面估算软件。在比尔•施罗德与奥维霍尔瑟的努力下，软件开发小组只花了短短 5 个星期就完成了“反射波”第一版软件的开发。有了“反射波”Ⅰ后，臭鼬工程队便能在实际进行雷达散射截面测试前，就通过计算机预先得到精确的估算结果，极大提高了设计效率。

　　奥维霍尔瑟于 5 月 5 日向本•里奇递交由草图设计师谢尔依据他们的计算所绘制的具有最小可探测性的飞机构型草图。本•里奇看到草图后便问奥维霍尔瑟这个方案的雷达散射截面达到何种程度，奥维霍尔瑟回答说比臭鼬工程队以前做过的最好设计即 D-21 无人侦察机要好上 1,000 倍。里奇紧接着又问，如果把这种构型发展成一种全尺寸战术飞机的话，其雷达信号特征是像派珀公司的“幼狐”飞机一样大，还是和 T-38 教练机的一样大。奥维霍尔瑟激动地说，它在雷达屏幕上看起来和老鹰的眼球一样大。里奇在兴奋之余，要求奥维霍尔瑟赶紧征求同事们的意见。

派珀 J-3“幼狐”

　　与法国达索飞机公司的创始人马塞尔•达索所说的那句名言一样，在多数飞机设计师眼中，好飞机的外观应该是漂亮的。奥维霍尔瑟与谢尔以最小雷达散射截面为目的而提出由 8 个三角形平面组成的菱形八面体构型，可说是离经叛道，完全不像是可以飞的飞机。因此，他们把这个构型取了一个“无望钻石”的浑名。没想到，这个构型在投入国防部高级计划研究局的竞标前，却先要克服来自臭鼬工程队内部的反对声浪，其中最主要的反对者竟是传奇的飞机设计师、里奇的前任——凯利•约翰逊。许多曾经跟随约翰逊的资深设计人员也都持反对立场，让里奇上任后的第一个新飞机设计案，从一开始就面临很大的挑战。

“无望钻石”最初的外形

　　为了化解来自公司内部的反对声音，里奇试着让奥维霍尔瑟为臭鼬工程队的设计人员逐一解释乌菲姆谢夫理论的原理，以及如何通过机身上的平面将雷达波反射到入射波以外的方向，从而设计出雷达隐形飞机。另外，为解除许多资深气动力工程师对这种低雷达散射截面构型飞机如何进行飞行控制的质疑，他们还提出可通过计算机控制电子液压致动器，驱动气动力控制面进行每秒数千次微调修正，藉以抑制这种钻石构型带来的俯仰、滚转与偏航三轴先天不稳定的问题，协助飞行员完成飞行控制，这就是所谓的电传操纵。值得注意的是，当时世界上首款电传操纵生产型飞机 F-16 的原型机也才在前一年开始试飞，而臭鼬工程队紧接着就在 1975 年的“无望钻石”方案上采用。

麦道参与竞争的 Model 268 构型

麦道的最终方案，显然缺乏洛克希德公司先进的理论支持

　　多数反对者逐渐被里奇与奥维霍尔瑟给说服了，但凯利•约翰逊仍然无法接受奥维霍尔瑟的隐形理论。1975 年 9 月 14 日，凯利•约翰逊、奥维霍尔瑟等命人把 1 架“无望钻石”和 D-21 木制模型分别放进微波暗室进行低可探测性测试。结果表明，D-21 固然具有 20 世纪 60 年代最佳的隐形设计，但与突破性的“无望钻石”相比还是黯然失色。“无望钻石”在测试中的低可探测性表现和奥维霍尔瑟以“反射波”Ⅰ得出的预测相同，整整比 D-21 低了 1,000 倍，且“无望钻石”的雷达散射截面实测值与“反射波”Ⅰ预测值高度吻合，同时也印证了乌菲姆谢夫理论的正确性。测试之后，约翰逊虽然服输，却没有完全消除疑虑，在把 25 美分硬币递给里奇时还补上一句：“直到你亲眼看到这玩意能飞上天以前，别花掉它！”

“无望钻石”构型的演变

　　由于“哈维”计划需要的是能够飞行的技术验证机而不是低可探测性概念构型。因此，臭鼬工程队原先在内部研究时纯粹为了满足探索低可探测性目的设计的“无望钻石”，到了竞标阶段就必须顾及实际飞行的需要，更多考虑气动布局与控制方面的问题。这就需要对“无望钻石”的原始设计做出修改。当意识到即便使用以电传操纵为基础的主动控制技术也难以获得理想的飞行性能后，设计人员首先把“无望钻石”的菱形升力体后缘向后延伸成一对儿大后掠翼，形成 W 形机尾，然后又在长条形发动机尾喷口前方设置内倾的双垂尾。另外，为了安置发动机与进气道的需要，构成机体的平面数量也有所增加。与此同时，诺思罗普公司在其首席隐形技术专家约翰•卡森领导下推出了一个结合曲面与平面、进气道安置在座舱后方机身背部的三角翼设计方案。与臭鼬工程队发展出“反射波”Ⅰ程序相似，诺思罗普公司在设计自己的飞机时也发展出相应的雷达散射截面估算模型。不过，由于诺思罗普公司的软件不如“反射波”Ⅰ，该公司还必须依赖大量的雷达试验来找出更佳的低可探测性构型，导致其最终拿出的方案较之洛克希德公司的方案逊色一些。

“无望钻石”RCS 模型

诺斯罗普公司的方案

　　美国国防部高级计划研究局在审查了几家厂商的提案后，于 1975 年 10 月宣布诺思罗普公司和洛克希德公司赢得第一阶段的竞争，并要求两家公司各制作一个全尺寸模型以接受 4 个月后在空军位于新墨西哥州白沙测试场进行的雷达测试。后来经过为其一个月的测试表明，臭鼬工程队的“无望钻石”的雷达散射截面只有诺思罗普公司样机的 1/10。加上臭鼬工程队在隐形技术的工程经验、保密措施和技术风险管理方面都比诺思罗普公司优秀，因此，美国国防部高级计划研究局在 1976 年 4 月宣布洛克希德公司获胜。