大塊頭的遁形術
——大型裝備的偽裝手段
2020-07-09 14:36:48
軍事文摘 2020年13期
歷史上所有戰(zhàn)爭，無論時間早、晚規(guī)模大小，從根本上說都是在圍繞“對目標的發(fā)現(xiàn)與摧毀”展開。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭高分辨率偵察與精確打擊系統(tǒng)不斷發(fā)展升級，陸?？盏雀黝惔笮妥鲬?zhàn)裝備正面臨來自敵方衛(wèi)星、預警機、無人機、高空高速偵察機等多層次立體化偵察；來自電磁、紅外、可見光、高光譜多頻譜的全天候、全天時、全要素偵察；受到來自彈道導彈、巡航導彈、精確制導炸彈、察打一體無人機等武器的精確打擊威脅?！鞍l(fā)現(xiàn)即摧毀”已不再是什么神話，在此種意義上講，“消滅敵人，保存自己”這一戰(zhàn)爭要訣已經演變成為“發(fā)現(xiàn)敵人，偽裝自己”。為全面提升偽裝隱身能力，提高在惡劣戰(zhàn)場環(huán)境中的生存能力和作戰(zhàn)效能，陸?？諔?zhàn)場上的大塊頭不得不修煉遁形術。
陸上裝備如何“隱跡潛蹤”
隨著先進探測技術、導航技術與反裝甲技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)代陸戰(zhàn)場變得更加透明，使得像坦克、裝甲輸送車、自行火炮等地面大型裝甲裝備變得越來越脆弱，高可探測性的外形令其幾乎無處藏身。愈發(fā)惡化戰(zhàn)場的生存環(huán)境，倒逼這些大型裝甲裝備必須在提高偽裝防護能力上狠下功夫，盡可能降低裝備的雷達、紅外、光學特征，讓各種探測設備難以發(fā)現(xiàn)其行蹤。
降低裝備紅外輻射，避開熱成像儀探測。大型陸上裝備工作時發(fā)動機以及火炮射擊時炮管的散熱、履帶機動時摩擦生熱等都可使裝備與周圍環(huán)境產生較大的“溫度差”，同時散射出肉眼不可見，而熱成像儀異常敏感的紅外線。因此，為避開紅外探測器的探測通常采用兩種方法：一是降低熱點溫度法，通常采取使用隔熱發(fā)動機，在燃油中加入添加劑，改進冷卻系統(tǒng)和通風系統(tǒng)等措施，來減少裝備與周圍環(huán)境的溫差，令紅外探測設備“看不清”；二是在裝備外涂覆紅外隱身材料法，該涂層可大量吸收紅外輻射，顯著降低裝備被紅外探測裝置發(fā)現(xiàn)的概率，使其“看不到”。
改進裝甲裝備的結構布局或者涂覆新型材料，避開雷達探測。雷達探測目標主要是通過目標反射具有相關特征的雷達波實現(xiàn)的。實際上，坦克表面90%以上覆蓋著金屬裝甲，在探測方的雷達顯示屏中會形成一個極其明顯的圖像點。因此，新型坦克通常采用改變結構布局或外形設計的方法，減少雷達波的有效反射面積，降低被發(fā)現(xiàn)的風險。比如，美國的M1A2坦克就是通過采用扁平低矮的車身來減少正面被探測的有效面積。目前，多數(shù)裝甲裝備是通過在坦克表面涂覆隱形涂料，來減少雷達反射面積。當前，像“防高光譜偵察偽裝材料”“變色多光譜偽裝材料”等新研發(fā)的復合材料已經開始為裝甲裝備偽裝隱身服務，這些新型材料具有極其明顯的吸能特性，可以有效吸收或部分屏蔽紅外線輻射和電磁輻射。
為裝甲裝備穿偽裝網(wǎng)或涂敷偽裝迷彩，避開微光夜視儀等光學器材偵察。這是一種更便捷、更經濟的偽裝方法。微光夜視儀等光學器材搜尋目標主要是根據(jù)裝甲裝備與周圍環(huán)境的色覺差別進行的，差別越小，越難發(fā)現(xiàn)。裝備穿上偽裝網(wǎng)或涂敷偽裝迷彩后，其外觀會具有較大迷惑性，辨識度明顯下降，可使裝備像變色龍一樣隱蔽在周圍環(huán)境中。試驗表明，坦克采用三色或四色迷彩后，用微光夜視儀等光學器材探測到的概率由75%下降到33%。
施放煙幕，實現(xiàn)多種條件下的綜合偽裝。施放煙幕是通過在空氣中施放大量氣溶膠微粒，改變電磁波傳播特性來實施對光電探測、制導武器系統(tǒng)干擾。比如，美國已研制成功反紅外遮蔽煙幕火箭，這種火箭經過發(fā)射到約120米的高空后發(fā)生爆炸，產生長300米、高120米的紅外煙墻，這種煙墻可有效遮蔽地面目標的可見光、雷達波和紅外輻射，以達到偽裝隱身的效果。
扁平低矮的M1A2坦克
設置充氣模型。設置充氣假目標比施放煙幕更可靠，偽裝效果更好，而且一個坦克、火炮、導彈車輛等大型裝備的充氣模型只需幾分鐘就能搞定。充氣模型的結構是骨架加外部密封氣囊，每個模型都裝有熱源和雷達源仿真器、動力機組及送風機，普通探測設備很難識別。實踐中，通過遠距離可見光觀察，根本無法將其與真實裝備區(qū)分開來。
除了常規(guī)手段外，新科技的應用也不斷將坦克偽裝隱身推向新高。自適應仿生技術，就是利用先進科技手段，使目標在顏色、溫度、亮度、紋理等特征上始終能夠與周圍背景融為一體，通過電子顯示、仿生變色、超性能材料等新技術，或使目標實現(xiàn)“透明”無形、“隨景”變色、“曲光”消失，或使目標變幻熱圖、張冠李戴、像無定式。
海上裝備怎樣“銷聲匿跡”
作為大洋深處的“隱形殺手”的潛艇，通常以海水作掩護，偵察飛機、偵察衛(wèi)星都難以發(fā)現(xiàn)它的行蹤。但潛艇航行時發(fā)動機和螺旋槳發(fā)出的聲音和本身對聲波的反射，使?jié)撏Ш苋菀壮蔀槁晠鹊牟蹲侥繕?；同時，潛艇與外界聯(lián)系時發(fā)出的電磁波也容易漏出“蛛絲馬跡”。
降低噪聲規(guī)避聲吶探測。據(jù)測算，潛艇的噪聲每降低20分貝，可使己方被動聲吶探測距離增加1倍，敵方被動聲吶探測距離減半，并能縮小敵水中兵器的作戰(zhàn)半徑，降低其命中精度，同時還可以使本艇的聲模擬干擾裝置作戰(zhàn)效果提高15倍左右。為此，潛艇通常采用低噪聲發(fā)動機和傳動裝置，在艇和設備之間裝有彈性支座和吸音、隔音體，選用多槳葉螺旋槳或導管螺旋槳以降低螺旋槳噪聲，或采用噴水推進、超導磁流體推進等先進的推進裝置。
減少對聲波的反射。給潛艇殼體外粘消聲瓦是一個常用并且有效的辦法。消聲瓦具有良好的吸聲功能，可使敵方聲吶探測能力降低50%～75%，同時還能抑制艇體振動，隔離內部噪聲向艇外輻射，降低本艇自噪聲，改善本艇聲吶的工作條件，提高本艇聲吶作用距離。消聲瓦的材料、結構、厚度以及所貼艇體的結構不同，其吸聲效果也不盡相同。據(jù)報道，俄羅斯臺風級潛艇敷設了150毫米厚的消聲瓦后，可使美國MK-46和MK-48型魚雷的主動聲吶的探測距離減小到30%左右。目前，俄羅斯大多數(shù)潛艇都貼有消聲瓦；英國的特拉法爾加級攻擊型核潛艇纏繞了合成橡膠消聲瓦；美國的洛杉磯級攻擊型核潛艇上采用了橡膠消聲瓦。
安裝消聲瓦的臺風級核潛艇
減少電磁波的散射。在潛艇指揮臺圍殼、潛望鏡和常規(guī)潛艇的通氣管涂敷吸波涂層的方法，可減小雷達波的散射面積。如果再增加主動式電子干擾，可使對方雷達探測距離縮短9/10。美國鯨魚攻擊核潛艇的指揮臺圍殼和潛望鏡上都有吸波涂層。
當前，美國海狼級和弗吉尼亞級核潛艇，以及俄羅斯的北德文斯克級核潛艇屬于世界上隱身性能最好的潛艇。這些潛艇全身都被噴涂了吸收聲音的橡膠和消音裝置，內部的所有設備都被加裝了降噪消音裝置，幾乎所有的大型機械使用了減震設備，另外還采用大量新的隱身技術，不僅噪音級降低到了90分貝左右，即與海洋背景噪聲大致相同，是真正的“安靜”型潛艇?？梢杂鲆?，隨著潛艇技術的發(fā)展，游弋在大洋深處的潛艇將會更加隱蔽、更具突然攻擊能力，真正成為隱蔽在大洋深處的利劍。
與潛艇不同，水面艦艇完全暴露在雷達、紅外探測儀、聲吶、磁探儀等各種探測設備的作用下，由于無法完全消除的目標特征，水面艦艇被各種偵測設備發(fā)現(xiàn)的概率，以及被各種精確制導武器跟蹤和命中的概率要比潛艇高很多。因此，只有具備隱身性能的水面艦艇才可能具有更強的生存能力和更有效的作戰(zhàn)能力。
水面艦艇的隱身重點是減少水上艦身對雷達波反射、降低水下艦體及推進系統(tǒng)對聲吶的探測。一方面，水面艦身形狀盡量減少垂直表面?？梢酝ㄟ^改造船體和上部結構以及一系列略微突出和幾何形狀傾斜等的表面，以及在其上涂覆雷達吸收材料的涂層，以防止敵方水面主動雷達，高空或掠海的反艦導彈雷達探測。另一方面，水下船體部分主要通過使用改進形狀的螺旋槳或者采用泵推等，或者通過改進艦體形狀降低噪音。作為“海上霸主”的航母在隱身方面很是講究。美國的里根號航母和布什號航母，將桅桿等系統(tǒng)整合在艦橋上，將圓形桅桿換成方形桅桿，將3D搜索雷達基座改建為幾何形狀；福特號航母則采用傾斜面的相控陣雷達；英國的伊麗莎白女王號航母通過簡化艦島和線條的方式，來滿足隱身需求。
空中裝備何以“瞞天過?！?/h2>
隱形戰(zhàn)機被稱作“空中幽靈”，是當今戰(zhàn)場爭奪制空權、制電磁權的重要裝備。而飛機的隱身功能是指通過降低飛機的雷達、紅外、激光、電視、目視及聲學特征，使敵方的各種探測設備難以探測和跟蹤的能力。飛機隱身主要分為兩類，即被動隱身和主動隱身。其中，被動隱身主要有雷達隱身、紅外隱身和射頻隱身3種方式；主動隱身主要采用有源干擾或無源干擾方法來規(guī)避敵方雷達探測設備探測。
簡化艦島和線條的伊麗莎白女王號航母
雷達隱身就是通過采取設計合理的飛機外型、使用吸波材料、主動對消、被動對消等措施縮小飛機的雷達反射面積，從而壓縮雷達的探測距離。據(jù)測算，合理的外形可以使飛機的雷達截面積值減少75%以上。B-2隱形轟炸機就是通過縮小自己的雷達反射截面來實現(xiàn)隱形的。它的雷達反射截面是目前世界上各種飛機里最小的，大概只有0.01平方米，相當于一只水鳥的雷達反射截面。也就是說，當B-2從頭頂飛過，監(jiān)視雷達的人，在雷達的接收儀器上看到了光點，會認為是一只鳥，而且遠距離時可能什么都沒看見。
紅外隱身就是通過對飛機上容易產生紅外輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，降低紅外輻射。據(jù)報道，F(xiàn)-22就在蒙皮下采用油管冷卻的方式降低蒙皮的表面溫度，從而減少蒙皮的紅外輻射量。同時，采用噴液氮、氣溶膠等方法短時間大幅降低飛機發(fā)動機的紅外輻射，從而使導彈的紅外導引頭失鎖。F-22就采用在噴管噴液氮的方法降低尾部的紅外輻射。
射頻隱身是指通過在不影響飛機通信、探測功能的情況下最大限度降低機載傳感器系統(tǒng)的射頻信號特征，使敵方的無源探測傳感器處于不斷的信號處理和猜測中，從而不能及時發(fā)現(xiàn)和確定目標。試驗顯示，機載雷達采用射頻隱身技術后，在保持雷達對目標作用距離不降低的條件下，雷達尋的告警接收機對飛行器的探測距離從346千米降低到8.5千米；電磁信號的探測距離從2188千米降低到19.3千米；反輻射導彈的攻擊距離從55千米降低到0.48千米；無源探測系統(tǒng)的探測距離縮減了97%以上，可見射頻隱身的效果十分顯著。
主動隱身就是降低飛行器信號特征的2.0版，其性能遠遠超出目前使用的被動隱身技術。與被動隱身技術相比，主動隱身不僅依靠外形和材料技術來降低平臺的雷達散射截面，而且還利用高新尖技術，主動降低威脅輻射雷達的射頻能量。同時，主動隱身系統(tǒng)吸收敵發(fā)射機的射頻能量，調制并改變射頻能量的方向，使其避開敵雷達，成為一種不能被識別和不可探測的信號。這種技術具有成本低、易制造、易安裝、易維護等優(yōu)點。目前，世界軍事強國都十分重視主動隱身技術的研發(fā)，大部分現(xiàn)役戰(zhàn)斗機，如F-15、F-16、F/A-18、EF-2000、陣風等都裝有先進的主動隱身系統(tǒng)。
隨著科學技術的迅猛發(fā)展，新的隱形技術、隱形材料和隱形機理的不斷提出，必將為這些陸海空領域的大塊頭披上“無形”鎧甲，也必然會對未來戰(zhàn)爭產生不可估量的影響。
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