系列文章：“夜鹰”前传——隐身技术的发轫与f-117“夜鹰”

美国飞翼之父约翰•K•“杰克”•诺斯罗普

YB-49 喷气式飞翼轰炸机

B-2“幽灵”飞翼轰炸机上凝结着诺斯罗普几十年的心血

光学隐身

　　现在提及隐身技术，多数人都认为是雷达隐身，但这只是隐身技术的一个方面。在光学隐身方面人们也作了许多有趣的尝试。1942 年初美国海军的反潜轰炸机在攻击德国 U 艇时碰到了问题，在晴朗的天空背景下，潜艇上的对空观察员在很远的距离上就能发现美军轰炸机，潜艇有充裕的时间下潜规避。美国海军对此深感头痛，并启动了一个秘密项目，代号“耶胡迪”（Yehudi），目标是降低飞机的光学可见度。在进行了一系列的试验之后，工程师们找到了独特的解决方案。他们在轰炸机机头前方和机翼前缘安装了许多灯泡，打开灯光后可以显着降低飞机与晴朗天空背景之间的亮度差，能使飞机融入地平线上的天空中。在理想情况下能将潜艇的对空目视观测距离从 20 公里降低到 3 公里，大大缩短了反应时间。

　　“耶胡迪”灯利用了人眼无法区分两个发光强度和颜色相同物体的现象。有一些 TBM-3D“复仇者”鱼雷轰炸机和 B-24“解放者”轰炸机进行了“耶胡迪”灯的改装。该项目一直持续到 1942 年底，此时美国海军已经装备了完善的机载反潜雷达，可在视距外发现海面目标，“耶胡迪”灯于是停止的进一步发展。

安装“耶胡迪”灯的 B-24

安装“耶胡迪”灯的 TBM-3D

　　越南战争期间，美军发现体积庞大的 F-4“鬼怪 II”与米格-21相比，被目视发现的距离要大得多。为此五角大楼开始“罗盘幽灵”项目，参加实验的 F-4 采用了上篮下白的涂装，并在机身两侧和下表面安装了 9 个“耶胡迪”灯，使目视发现距离降低了30%。“鬼怪”机身两侧黑洞洞的进气口也是光学隐身要注意的地方，但进气道内没有安装“耶胡迪”灯，只是将进气道内壁刷成了白色。在 F-4 上采用“耶胡迪”灯的效果并不是很理想，这些高亮度的灯炮很耗电，并使飞机的红外特征加大。从此之后“耶胡迪”灯技术被束之高阁直到 80 年代才解密。

F-4“罗盘幽灵”

来自苏联的礼物

　　1974 年美国国防部先进研究项目局（DARPA）邀请美国五家最大的军机制造商（诺斯罗普、麦道、通用动力、费尔柴尔德、格鲁曼）对战斗机的低可探测技术进行初步研究。后两个公司都表示没有兴趣参加这种研究，通用动力则反应冷淡。表示了明显兴趣的诺斯罗普和麦道公司则获得了 10 万美元的研究合同。鉴于洛克希德在 A-12/SR-71 降低雷达截面积的卓越表现和经过凯利.约翰逊的游说，“臭鼬”工厂最后也被邀请参加研究。

　　隐身技术的难题是如何计算 RCS，“臭鼬”工厂在研究中应用了 19 世纪苏格兰物理学家麦克斯韦和 20 世纪德国物理学家索末菲的理论，利用有限差分法对简单形状和复杂形状的非金属目标的 RCS 进行了计算，获得了满意的结果，但计算方法十分复杂。

　　1953 年美国数学家约瑟夫·B 科勒提出了几何绕射理论，电磁波的绕射可以由积分方程来精确描述，但该理论只能分析几种极简单的几何结构。科勒的几何绕射理论最初在美国并没有引起很大反响。

　　苏联雷达部第 108 研究所的科学家乌菲姆谢夫受到几何绕射理论和另一美国人克莱莫提出边缘电流的启发，在 1962 年提出了的物理绕射理论（PTD）。几何绕射理论指出远绕射场可以近似为镜面反射场加上一个修正量，而这个修正量可以用绕射系数来描述。乌菲姆谢夫指出这个修正量也可以由一个等效的边缘电流所产生，这就是物理绕射理论。经过审查，苏联官方认为该理论没有任何军事价值。1962 年他的书——《物理绕射理论的边界波方法》公开出版。

苏联科学家乌菲姆谢夫

乌菲姆谢夫的论文在西方公开出版

　　为了收集苏联在雷达技术方面的工作，美国空军翻译了大量的俄文文献。1971 年 9 月 7 日，乌菲姆谢夫的书被莱特-帕特森空军基地的国外科技处翻译局翻译成了英文。

　　当洛克希德的工程师丹尼斯·奥瓦霍塞读到这个英译版时，他立即意识到 PTD 非常适合被用于计算飞机的雷达散射截面，因为 PTD 的边缘电流效应是可加的，既复杂物体的散射场是镜面反射场加上所有边缘电流的总效应。几个月后，PTD 就被编成了计算机程序。

　　当时计算机计算能力的有限，PTD 程序无法计算复杂曲面外形物体的 RCS。奥瓦霍塞和分析数学家比尔·施罗德提出把飞行器设计成多面体形状，这可以限制需要进行计算的三角形数量。

海弗兰

　　1975 年“臭鼬”工厂开始研究低 RCS 飞机，最初的设计按隐身要求进行最优化，由于只能采用多面体形状，结果得到了一个扁平、尖利的菱形升力体，没有机翼和尾翼，进气道在背部，扁平的尾喷口可以尽快地把炽热的喷流和周围的冷空气混合，降低红外特征。全机都涂覆了 RAM 材料。但是气动分析和风洞试验表明，升力体根本飞不起来，所以被戏称为“毫无希望的方块”。

“毫无希望的方块”

　　于是“臭鼬”工厂只能把前缘向后延伸形成机翼，同时增加了向内倾的双垂尾，这样设计的垂尾可以遮挡尾喷管向上方的红外辐射。