在空中,黑色永远是最醒目的颜色

  在白天飞行的飞机,其高光部分和阴影部分之间的亮度对比很强烈,这对视觉隐身来说相当不利,人眼对亮度差大的物体十分敏感。在白天水平飞行的飞机垂尾和机背部分亮度最高,机身两侧则较暗,进气口和机腹全都在阴影中,远看呈黑色。为了降低各部位的亮度差,需要把高光部分喷成深灰,把阴影部分喷成浅灰。美国海军在 20 世纪 80 年代开始使用的低视涂装就应用了这一设计原理,全机采用了 3 种不同深浅的灰色,并按区域亮度差异进行了图案的优化。加拿大的 CF-18 和美国空军的 A-10 在此基础上还在前机身下表面绘上了座舱盖的黑色阴影,用于在格斗中欺骗敌飞行员,使其对本机的飞行姿态做出错误的判断。

按减小亮度差原则设计的美国海军低视灰涂装

FA-18 的低视涂装针对机身的阴影区域进行了精心的调整

A-10 机头下方的欺骗座舱盖

  美国空军在 A-10、F-16 的涂装上也采用了平均亮度的设计策略,但在 F-15、F-22 这类的空中优势战斗机上却采用了另外一种设计理念。美国空军发现在激烈格斗中,战斗机单色灰的上表面总是不能很好地融入当前天空背景中去,单翼颜色的适应范围太小。所以美国空军决定采用双色灰涂装,一种是比多数天空都浅一点的浅幽灵灰,一种是比多数天空都深一点的深幽灵灰。深幽灵灰呈不规则封闭形状喷涂在浅幽灵灰中间,如垂尾、平尾、机翼的中间区域、机背和前机身。这两种深浅不同的灰色搭配在一起可以适应大多数的天空背景,深幽灵灰不规则的形状破坏的飞机的外形轮廓。F-22 的沿用了 F-15 的双色灰涂装,但其上下表面从进气口到尾翼都有一圈灰色轮廓线,上边面的较深,下表面的较浅。该轮廓线的具体作用仍未解密,据推测轮廓线有助于将 F-22 融入天空背景中,其中可能应用了克雷克-奥布莱恩-康斯威特效应,轮廓线可使机身较深的灰色看起来逐渐向轮廓线的浅灰色过渡,使飞机的阴影看起来不那么突兀。

采用“幽灵灰”涂装的 F-15,双色灰的适应范围要高于单色灰涂装

F-22 采用了与 F-15 类似的双色灰涂装,但其灰色轮廓线的作用机理尚不得而知

F-15“幽灵灰”涂装方案,色调适用于欧洲上空多云的天空

部署在亚太地区的 F-15 采用 MOD Eagle 涂装,选用了比“幽灵”灰更深的灰色

克雷克-奥布莱恩-康斯威特效应。从左到右,看起来是竖条的深灰色带、浅灰色带、深灰色带和浅灰色带依次排列,实际上都是同样的灰色带。在看起来的不同的两条竖带交界处加有一条稍微明亮一些的竖线,因而有这种视觉效果

  上图从左到右,看起来是竖条的深灰色带、浅灰色带、深灰色带和浅灰色带依次排列,实际上都是同样的灰色带。在看起来的不同的两条竖带交界处加有一条稍微明亮一些的竖线,因而有这种视觉效果。最早报告这种错视效应是在 1941 年。

  军用飞机的视觉隐身还有一项重要内容就是消除尾迹。富含水蒸气的发动机尾气在冷凝后就会形成尾迹,就像人们在冬日呼吸的雾气一样。拖着长长的尾迹飞行,就等于向敌人显示你的方位、方向和速度。如何消除尾迹呢?要知道尾迹只在高空低温环境导致尾气中的水蒸气凝结时才产生,所以飞行员只需降低高度飞至 6,000 米以下就可以消除尾迹,或者干脆爬升至 15,000~18,000 米,在此处空气干燥,足以吸收尾气中的水蒸气。而对于那些最佳作战性能在 6,000~15,000 米之间的战斗机来说,可以在尾气中掺入氯氟磺酸制剂来减少尾迹的形成。氯氟磺酸可使凝结的水珠分解成更小的超形核水滴,后者难以被看见且更容易被空气吸收。美国空军曾在 B-52 上进行了多次氯氟磺酸试验,但氯氟磺酸具有毒性和腐蚀性,所以一直无法实用化。另外轰炸机为了在全程消除尾迹,需要安装几吨的氯氟磺酸容器,以便在整个任务中持续播撒使用。

尾迹是视觉隐身的大敌

  B-2 轰炸机也设计有氯氟磺酸系统,其储存罐安装在尾喷管外侧的机身内。在禁止使用氯氟磺酸后,B-2 安装了尾迹激光报警系统,如果检测到有尾迹产生,系统就会提示飞行员爬升。据说现在 B-2 机队升级了新型抗尾迹系统,但细节仍在保密中,也许美国空军还在用有毒的氯氟磺酸,谁知道呢?

  未来的视觉隐身技术会怎样?90 年代波音试飞了高度机密的“捕食鸟”隐身飞机,研究了包括视觉隐身在内的多项隐身技术,其中可能包括了类似“耶胡迪”和“罗盘幽灵”灯光那样的主动 LED 蒙皮发光技术,但至今没有透露具体的技术细节。主动 LED 蒙皮发光技术是在飞机的复合材料蒙皮中嵌入 LED 发光元件,根据飞机周围的环境来改变蒙皮的亮度,从而使飞机轮廓更好地融入背景中去,如果采用具有红外发光能力的 LED,甚至还可诱骗红外制导空空导弹。

波音可能在“捕食鸟”隐身飞机上实验了主动 LED 蒙皮发光技术