1 月 29 日,苏霍伊 T-50 首飞成功,这是俄罗斯航空史上近 20 年里最重要的事件。现役主力苏-27 的首飞是在 33 年之前的 1977 年,即使算入西蒙诺夫壮士断腕的大改,苏-27 也在 26 年前的 1984 年开始服役,连中国第一批引进的苏-27 都已经因为接近寿命极限而开始退役了。

苏霍伊 T-50 首飞成功,欢呼者有之,讥嘲者有之,人人都像打了鸡血一样兴奋


但很快人们就惊讶地发现,T-50 的进气道没有足够的弯曲,发动机正面在雷达照射下一览无余
T-50 是苏霍伊的公司代号,俄罗斯空军的正式代号还没有公布。T 指三角翼,后掠翼或者前掠翼则用 S 作为代号,如前掠翼的 S-37。作为俄罗斯用来和美国 F-22、F-35 抗衡的第五代战斗机,T-50 具有隐身、超音速巡航、超机动和网络战能力,在苏霍伊的公关资料里也不厌其烦地强调这一点。但随着 T-50 照片的更多公布,人们惊讶地发现,T-50 的进气道相对短直,无法容纳 S 形的弯曲,以屏蔽发动机的正面。这是违反隐身设计的基本原则的。苏霍伊的设计师们不可能不了解这么基本的隐身原则,要做到这样的设计,也完全在苏霍伊的技术能力范围之内,S-37 就采用了 S 形进气道。作为一架全新设计的战斗机,T-50 不采用 S 形进气道是为什么呢?
隐身包括雷达隐身和红外隐身。就对 F-22 的观察而言,对发动机结构进行屏蔽,采用矩形喷口,最大限度地增加喷流截面的周长,强化喷流和环境冷空气的混合,这是降低红外特征的最好办法。对于机身表面气动加热产生的红外特征,目前还没有什么太好的办法。就已知的飞机设计而言隐身基本上以雷达隐身为主,红外隐身是次要考虑。

F-117 靠多面体外形避免形成稳定回波,达到隐身目的

F-22 则得益于计算机技术的进步,采用连续可变曲率表面达到同样的目的,但可以和气动设计更好地结合起来,大大减少气动性能的损失。F-22 上各种边缘集中到有限的几个角度,使雷达反射集中到有限的几个方向,通过战术机动,可以避免稳定回波,减少被锁定的机会
雷达隐身不是在雷达上彻底消失,而是把可以可靠辨识的雷达特征降低到足够的程度,这已经是共识了。雷达是靠捕捉回波来探测目标的,回波的强度和稳定性是雷达隐身的入手关键。稳定的回波容易捕捉,忽隐忽现的回波就不容易捕捉。F-117 采用多面体的外形和多变的飞行航迹,使敌方雷达不容易获得稳定回波,这是 F-117 隐身机理的重要部分。多面体不利于气动外形,随着计算机技术的高速发展,多面体外形演进到连续曲率表面,这就是 F-22 外形隐身机理的重要基础。T-50 应该也采用了连续曲率表面,但是否达到 F-22 同等水平,从图片上难以判别。避免稳定回波的另一个方面是将不可避免的回波集中到有限几个方向,这主要体现在机翼、舱盖的前后缘统一到有限几个角度,并避免形成和前进方向垂直的边缘,这一点 T-50 做到了。
回波强度包括两个方面,一是材料本身的雷达反射特征,采用低反射材料(如非金属的复合材料)或者雷达吸波材料,都能有效地降低雷达反射强度。低反射材料的使用受材料技术和结构应力设计的限制,雷达吸波材料的涂覆就相对容易,问题是雷达吸波材料的效果有限。雷达吸波材料的机理是所谓半波对消,这是由高导电介质来实现的,通常是铁氧体。雷达波也是波动,波在穿过介质的时候,会发生相位的延迟。入射的雷达波的一部分在接触雷达吸波涂层表面时发生反射,另一部分进入涂层,由于介质的高导电性,转成 90 度垂直下行,穿越涂层,达到基底的时候也发生发射,按 90 度垂直上行。如果涂层厚度为雷达波长的 1/4,涂层使雷达波在下行和上行过程中移相半个波长,在离开涂层表面的时候,和直接从表面反射的雷达波反相叠加,两者对消,达到吸波。这样的依靠波形相同、相位相反的反相对消只能对特定波长有效,需要可变导电率的铁氧体和多层涂层才能满足最起码的隐身需要。另外铁氧体的高导电性也不能做到使入射波转成 90 度,所以入射波和反射波在实际上并不能完全对消。现在的一般共识是,雷达吸波涂层的作用有限,飞机机体不能单靠雷达吸波涂层达到有意义的隐身,雷达隐身的最大贡献来自外形隐身。但如果能迫使雷达波在吸波涂层上多次反射,每次吸收掉的雷达波能量累加起来还是很可观的。

雷达吸波涂层的半波对消原理示意图,注意所谓吸波涂层实际上是“超导”涂层,最大限度地保留原波形强度,但把相位反相

早年雷达吸波涂料都是黑的,SR-71 成为“黑鸟”不是偶然的

现在颜色多一点,也有灰的了

烟幕到底隐身吗?这么大一片,不看见都不行,不过看不清目标的确切位置倒是事实。等离子隐身的目的就是这样的吗?大喊“狼来了”,就是看不清狼在哪
不过等离子体隐身是近年来很受追捧的魔幻科技。等离子体对雷达波像烟幕对可见光一样,具有有效的屏蔽作用。但等离子隐身就像烟幕一样,不是使目标在雷达上消失,而是变成一大团模模糊糊的影子,使雷达无法确定目标的准确位置。宇宙飞船在返回大气层时,表面和空气摩擦产生巨大的热量,使周围空气极化,把再入中的宇宙飞船包覆在等离子层之内,导致通信和雷达跟踪中断,这就是有名的“黑障”。但等离子隐身在战术飞机上的使用还有很多具体问题,比如如何产生足够等离子体的能量的问题,如何保证等离子层吸附在飞机周围而不是立刻消散的问题,等离子体对发动机燃烧的影响,等离子层对飞机自身的通信和雷达的影响,等等。这些或许不是不能解决的问题,但科学不是巫术,在人们对这些甚至更多的问题有一个合理的解释之前,仅仅一句“你怎么知道……”是不足以使人信服的。再者,如果等离子隐身真像追捧者所说的那样,对飞机气动外形没有任何要求,可以使任何飞机变得超级隐身,那在现有战斗机上加装等离子隐身,就足以抗衡 F-22、F-35 了,何苦费力设计 T-50 呢?总之,在对等离子隐身的认识增加之前,还是不能把这作为一个确定的事实。

