摘要:对于战斗机来说,雷达截面积(RCS)是一个重要的战术指标。隐身战斗机并不是无法被雷达发现,而是将自身RCS减少到一个很低的水平,在更短距离上才会被雷达发现,但这种低RCS是综合优化设计、专用结构和高级专用材料之后才得到的结果。
F-16的Have Glass V涂装
对于战斗机来说,雷达截面积(RCS)是一个重要的战术指标。隐身战斗机并不是无法被雷达发现,而是将自身RCS减少到一个很低的水平,在更短距离上才会被雷达发现,但这种低RCS是综合优化设计、专用结构和高级专用材料之后才得到的结果。
RCS是以金属球体的等效面积来表示的,根据公开资料,F-22“猛禽”战斗机的迎头RCS相当于弹珠大小的金属球体,而F-35A的迎头RCS相当于高尔夫球大小的一个金属球体。这种程度RCS能使隐身战斗机在接近到5-10公里的距离上才会被对方战斗机的雷达探测到,此时其防御系统已经来不及做出反应。
相比之下,非隐身战机的雷达截面积要大得多,F-15是25m²,F-16和米格-29的RCS为5m²,“超级大黄蜂”和“阵风”的RCS据说为1m²,“台风”战斗机的RCS据说处于相同水平或者更低的0.5m²。
而通过把隐身技术应用在非隐身战斗机的改进上,同样能降低RCS,缩短被雷达发现的距离。 例如,如果把F-16的RCS降低到与“超级大黄蜂”相当的水平,那么该机被雷达发现的距离将缩短约30-45%,在作战中这可能对任务成功乃至飞机生存至关重要。这就像把一个明亮的大灯泡,变成一个昏暗的小灯泡,虽然还能被看到,但发现它的距离大大缩短,难度也大大增加。
保加利亚的F-16V
F-16的隐身改进
由于F-35采购的进度比预期要慢,所以提高F-16战斗机的作战效能已成为当务之急。美国空军目前正对其约900架F-16战斗机中的800架进行延寿升级,想要让这些战斗机尽可能保持战斗力和生存力,那么就必须尽可能地降低RCS。
想要大幅降低F-16的RCS,可以通过进行重大结构修改来实现,例如换装DSI无附面层隔道进气道以及锯齿尾喷管。实际上这两项设计都已在F-16研究机上进行了实际测试,但主要是为研发F-35进行的。对于已经生产出的F-16来说,这种重大结构修改既昂贵也不实际。
不过表面隐身处理是可能的,并且可以达到真正的效果。
英国海军在马岛战争期间就发现了战斗机表面涂层与其RCS关系,当特遣舰队向南航行时,他们发现不同“海鹞”战斗机之间的RCS存在显著差异。调查发现这种差异是被喷在飞机表面的WD-40造成的,被WD-40污染的油漆更能反射雷达能量。
F-117通过喷涂上900千克的铁氧体吸波涂料来实现表面隐身处理,F-35使用了一系列特殊技术,包括机身和机翼前缘的雷达吸收结构,油漆型吸波涂料和抗红外面漆。吸波涂料被覆盖在飞机蒙皮接缝上,使整个机身成为一个阻抗电路,消散入射雷达能量。
对于F-16来说,只能采用表面涂层和座舱盖隐身处理来降低RCS了,该机的隐身改进项目被命名为Have Glass。
Have Glass
项目第一阶段名为Have Glass I,在座舱盖表面增加了氧化铟锡涂层。这是一种气相沉积涂层,施工方法与将太阳镜涂层类似。金色涂层形成了一层非常薄且非常精细的胶片,可反射特定频率的雷达波,避免进入座舱后因弹射座椅和飞行员头盔引发强反射。荷兰空军F-16A在Pacer Bond升级中首先接受了座舱盖涂层升级,首架完成升级的飞机(J-358)于1986年9月5日交付。
F-16V的棕色机翼前后缘
F-16的Have Glass I 镀膜座舱盖
Have Glass II项目使大约1700架F-16接受了进一步隐身改进,该项目包含两个单独升级,分别被称为Pacer Mud和Pacer Gem I/II。
Pacer Mud在机身的多个部位(包括进气道)涂覆了FMS-3049雷达吸波涂料,并在雷达天线后面安装了吸波泡沫。涂料被掺入大量高介电常数铁氧体聚合物,这些介电材料减慢了入射的雷达波,因为铁氧体颗粒吸收了其能量。F-16机身60%的区域(主要是前向和侧面区域)都喷涂了FMS-3049,涂层厚度10-12mm,导致空量增加100千克。
Pacer Gem升级为F-16喷涂了FMS-2026面漆,该面漆使用玻璃颗粒来降低红外特征。相对而言获得Pacer Gem升级的F-16很少,因为喷涂成本太高且面漆固化时间更长。
接受Have Glass II项目升级的主要是执行防空压制任务的“野鼬鼠” F-16CJ。新面漆具有明显金属光泽,并在喷涂中使用了F-22相同的CASPER(计算机辅助喷漆机器人)系统。
F-22的棕色吸波底漆
Have Glass II面漆不太耐用,导致F-16经常显示出油漆剥落的肮脏褪色外观。据估算,Have Glass II升级可使F-16的RCS降低约15%或更多。
Have Glass V
自2012年以来,美国空军的F-16开始改用一种新的Have Glass V单色暗灰涂装,和F-35“闪电II”战斗机的涂装相似。新的单色涂装和F-16长期使用的双色灰涂装完全不同,新型铁氧体涂料也比Have Glass II更坚固耐用。
Have Glass V涂装明显借鉴了F-35的涂装技术,一些报告表明,Have Glass V F-16平均而言RCS为1.2m²,而标准F-16则为约5m²。
从洛马公司公布的F-16V Block70/72战斗机生产线的照片看,全新制造的F-16战斗机已经在前机身下方、机翼和平尾前后缘等重点部位喷上了棕色的吸波底漆,与F-22如出一辙,这将进一步降低该机RCS。
采用Have glass II涂装的F-16
结语
为现有非隐身战斗机进行“减RCS”改造,是一种成本相对较低的提升战斗力的方式。这比从头研发一架全新的隐身战斗机要便宜得多,能让大量现有机型在面对现代化威胁时保持足够的竞争力。这是一种非常聪明且高效的“力量倍增器”,让传统战斗机在隐身时代依然能有一席之地。
来源:火花科学