隐身飞机如何躲过雷达“追踪”

　　现代空战中，一场较量往往在双方飞行员互相看见之前就已经开始。远距离预警雷达、机载火控雷达和防空雷达共同构成了一张巨大的“探测网”，任何进入探测范围的目标，都可能被迅速发现、跟踪甚至锁定。那么，为什么一些隐身飞机能够大幅缩短被发现的距离？答案并不只是飞机外形特殊，更离不开一种关键技术——吸波材料。

F-117A“夜鹰”隐身攻击机（来源：Wikimedia Commons/美国空军国家博物馆）

  很多人认为雷达就像一台“超级望远镜”，其实它更像是在黑夜里不断发出呼叫信号的通讯员。雷达天线不断向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机后，一部分会反射回来。雷达接收到这些回波，就能判断目标的位置、距离和速度。反射回来的信号越强，目标越容易被发现。

  因此，隐身技术的核心目标并不是让飞机真正“消失”，而是尽可能减少返回雷达的电磁波，让目标看起来更小、更远、更难被发现。实现这一目标，主要依靠两种方法：一种是外形隐身，另一种就是吸波材料。

雷达探测原理示意图（来源：《科普中国》）

  飞机外形决定了电磁波会朝哪个方向反射。像F-117、B-2等隐身飞机，都采用了经过精心设计的机体外形，使大部分雷达波不会直接反射回雷达，而是偏转到其他方向。

  不过，仅靠外形还不够。总会有一部分雷达波照射到机体表面，这时候就需要吸波材料发挥作用。吸波材料可以理解成雷达波的“海绵”。当电磁波进入材料内部后，会不断发生反射、散射和能量损耗，最终把原本的电磁能转化为微量热能，从而减少返回雷达的信号强度。虽然产生的热量非常小，却足以让雷达接收到的回波明显减弱。

吸波材料吸收雷达波示意图（来源：复合材料学报《吸波材料/结构及吸波-承载功能一体化结构研究进展》）

  隐身飞机的发展，也伴随着吸波材料不断升级。

  20世纪80年代装备的F-117大量采用铁氧体吸波材料，虽然隐身效果较好，但涂层厚、重量大，而且维护工作量很大。随后，美国在B-2隐身轰炸机上采用了更加先进的蜂窝结构吸波蒙皮，并结合多层隐身涂层，提高了吸波性能和环境适应能力。到了F-35，隐身涂层进一步优化，耐久性得到提高，日常维护工作量相比早期隐身飞机有所降低。

石墨烯复合材料的吸波机理示意图（来源：南京大学学报《石墨烯基吸波材料的研究进展》）

  近年来，吸波材料也不断向轻量化、高性能方向发展。传统铁氧体材料吸波能力强，但重量较大；碳纤维复合材料重量轻，却存在吸收频段有限等特点。目前，各国正在积极研究陶瓷吸波材料、石墨烯复合材料以及新型超材料，希望在保持甚至提高吸波性能的同时，进一步减轻重量、提高耐高温和耐环境能力。德国FibreCoat公司研发的纤维增强复合材料、葡萄牙科研机构开展的石墨烯吸波材料研究，都代表了这一发展方向。

  吸波材料也不仅用于隐身飞机。现代舰艇、导弹以及部分地面装备，同样大量采用吸波结构降低雷达反射特征。例如，美军AGM-158系列联合防区外空地导弹采用了吸波材料和隐身涂层，以提高突防能力；与此同时，吸波材料还可用于电子设备电磁屏蔽，吸收设备泄漏的电磁波，降低电磁干扰，提高系统的电磁兼容性。

  未来，隐身技术的发展已不仅局限于雷达隐身，而是向多频谱隐身方向迈进。除了降低雷达反射，还需要同时控制红外辐射、可见光特征和电磁信号等多种“暴露源”。为此，吸波材料也正在向更薄、更轻、更宽频、更智能的方向发展，并与超材料、自适应隐身材料等新技术不断融合。从二战时期潜艇表面的橡胶吸波层，到今天先进战机上的高性能复合吸波材料，人类与雷达之间的这场攻防较量，仍在不断演进。

  （作者：保南宇，国防科技大学前沿交叉学科学院；周宇宽，海军工程大学动力工程学院）