作战飞机隐形化,并非赶时髦,而是由于防空技术飞速发展,造成常规作战飞机试图穿透现代化防空圈时,生存能力降低到不可接受的程度。假设一场攻势空中战役持续30天,那么每天2%的飞机损失率将在整个战役中导致近50%的空中打击力量化为乌有。鉴于现代作战飞机造价高昂,产量有限,培养飞行员的周期又异常漫长,较高的飞机损失率是不可容忍的。在雷达出现之前,防御方缺乏有效的对空预警手段,空袭飞机的日子是比较好过的,以至有轰炸机是拦不住的说法。雷达技术成熟以后,防空战斗机可以提前调集到关键方向,地面防空力量也有了充分的准备时间,突防飞机的生意就不那么好做了。进攻方的对策,不外乎两条,一是提高飞机飞行性能(速度,高度),让你的防空火力够不着,二是想办法降低对空雷达的效能。二战时著名的“蚊”式多用途战斗机,飞得又高又快,木结构的机身雷达反射水平又低,所以损失率相当低。战后各国不约而同采用了一号方案。这并不奇怪,因为喷气式飞机的出现使得飞机的飞行性能大幅度提升,可以使对手的防空体系短时间内失去效能。从这个角度看问题,就容易理解喷气时代前二十年对高空高速的疯狂追逐了。高空高速会降低投弹精度,但那时候大家想的都是大打,早打,打核战争,投弹精度没几个人在乎。一号方案发展到极致的产物,就是著名的SR-71和XB-70,巡航速度达到三倍音速的怪物级飞机。它们的速度和高度性能至今还是实用的有人驾驶飞机未能逾越的高峰。但是靠飞行性能混饭吃的做法到这些怪兽这儿到头了。局部战争的实践证明大多数情况下作战飞机的飞行速度不会超过音速,飞行高度不会高过民航机。这也难怪,常规战争要求大量的弹药投放,为核武器设计的弹仓根本不够用,作战飞机被迫携带外挂武器,大大小小好似葡萄串,速度高度能上得去才怪。相应的,两倍音速的飞机经常无法避免与高亚音速战斗机交手。对高速性能的追逐造成了中低速机动性的不足,导致第二代超音速战斗机空战战绩不佳。同样令人头疼的,是地对空导弹的日趋完善。不管飞机飞得多高多快,导弹可以飞得更高更快。F-105是两倍音速的飞机,但这样挂满炸弹,根本飞不出超音速地对空导弹中的巨无霸,前苏联的SA-5。其发射重量超过7吨,最大速度达2500米/秒,最大有效射高达35000米,最大射程300公里,是怪物级的超重型防空导弹,专打怪物级的高空高速飞机,曾在2008年的俄格冲突中击落一架俄军“逆火”轰炸机XB-70单价相当于核动力巡洋舰,雷达反射截面大得像座小山,靠速度和高度性能又躲不过SA-5,下马是必然的SR-71曾遭到数百次地对空导弹攻击而毫发未损,这固然由于其速度和高度性能,更因为明智地避开了由SA-5防御的地区所以到了60年代,二号方案开始显得很有吸引力。以当时的技术水平,实现降低对空雷达效能的途径有两条。一是依靠电子对抗和反雷达硬杀伤,强行突破;二是贴地飞行,从雷达的盲区溜过去。美军在越南战场大量使用电子对抗和反雷达硬杀伤手段,专门成立了职业反雷达的“野鼬鼠”部队,成效显著,但也造成资源的大量浪费,本可用于其它任务的飞机被抽调来执行雷达压制任务,降低了有效打击平台的数量。超低空飞行因而是更有效率的突防手段,其代表机型便是大名鼎鼎的F-111。当时电子元件的小型化使全自动贴地飞行成为可能,而雷达尚无力从地面反射杂波中检测出飞机的反射信号,高速超低空突防的飞机具有很高的生存力。变后掠翼兼顾起降性能和低空高速性能,对这类飞机特别有价值,所以大部分变后掠翼飞机型号都是高速超低空突防的轰炸机。正低空投弹的F-111,这是超低空突防技术路线的代表雷达压制和超低空突防管了二十年的饭,到了80年代,情况又发生了变化。苏联研制成功了能从地面杂波中检测出飞机反射信号的新一代机载预警雷达和射控雷达,具有类似能力的低空补盲雷达同时快速扩散,超低空的漏洞开始封闭了。另一方面,新型S-300P和S-300V防空导弹系统配备功率强大,抗干扰能力极强的相控阵雷达,并可使用追踪干扰信号的远程地对空导弹狙击电子干扰飞机,使得雷达压制的困难和风险变得非常之大。在这一背景之下,作战飞机隐形化成为保证突防飞机生存能力的唯一可行的技术途径,而电子计算机运算速度的不断提高,使利用电脑计算飞机雷达反射特征,辅助设计隐形飞机成为可能。由于当时电脑速度的限制,第一代隐形飞机F-117长得有棱有角,以简化运算过程。这样一来隐形性能是有了保证,但是飞起来像块砖,所以现在F-117已经全部退休了。目前在役或接近服役的隐形飞机一共有三个型号,即B-2,F-22,F-35,它们分别代表了三条不同的设计思路。F-117A的飞行性能比砖头好不了多少,却是真正的隐形飞机的开山之作,无论在空军技术还是战术发展史上都具有极其重要的意义B-2必须在没有战斗机掩护的条件下单独穿透前苏联的防空体系,并必须长时间在苏联领空徘徊,以猎杀苏联的机动洲际导弹。全向宽频段的顶级隐形性能是保障其突防和生存能力的关键。飞翼设计在满足隐形性能要求的同时,又具有出色的气动效率,对轰炸机而言十分理想,因此被此后的A-12,重型无人攻击机,新一代重型轰炸机所沿用。B-2A的隐形设计能击败米波反隐形雷达,其价格也异常昂贵,生产成本与大型导弹驱逐舰相当F-22作为制空为主的多用途战斗机,设计上要求具有在敌军控制区空域猎杀敌战斗机和高性能防空导弹的能力,因此必须追求飞行性能和隐形性能的平衡。尽管隐形性能上不如B-2,F-22的设计还是反映了全向宽频段隐形的理念。F-22的尾喷口设计明显考虑了分米波隐形的需要F-35相当于隐形化的A-7F,主要任务是在敌我交界的战区前沿猎杀敌地面部队,次要任务是在出口市场击落欧洲各型战斗机。其主要任务决定了相对宽松的隐形性能指标,其次要任务也要求F-35隐形设计上不能像F-22那么严格,否则成本太高,影响出口前景。F-35的锯齿处理的尾喷口则仅在厘米波波段具有隐形效果所以尽管都被称为隐形飞机,B-2,F-22,F-35隐形性能和理念的差别其实是很大的。B-2的隐形性能最好,因为没有像战斗机般由于要照顾对飞行性能的要求,隐形性能上多少要放点水。F-35的隐形性能最差,雷达反射特征对照射源的位置和波长特别敏感。隐形飞机的出现,使得世界各国的防空体系一夜之间变得千疮百孔。感到威胁最大的,当然还是跟美国不那么对付的国家。过去二十里,俄罗斯和中国在反隐形技术上,没少花力气。隐形技术利用的是电磁波传递的物理学原理,反隐形技术相应也得从这方面动脑筋。隐形飞机依靠精心设计的外形来控制雷达反射,在雷达波波长比飞机结构物理尺寸小的时候很有效果,当雷达波波长接近或超过飞机结构物理尺寸时,功效就不显著了。吸波材料和吸波结构的效果,同样随着雷达波波长的增加而下降。所以米波雷达经常能发现F-117,海湾战争中F-117深入伊拉克领空前,一支AH-64武装直升机小分队先打掉了伊拉克的米波预警雷达,为F-117开道。传统米波雷达的精确度很差,天线又大,不便于机动,所以很长一段时间里防空导弹系统的雷达倾向于使用波长短得多的厘米波雷达,这样一来才能够保证体积较小,机动性强的雷达具有足够的角度和距离分辨率。同样道理,战斗机射控雷达和对空导弹雷达制导系统,也都工作在厘米波段,最典型的是波长三厘米左右,传统上所谓的X波段。这一技术潮流的副作用,是给隐形技术提供了可乘之机。得益于多年来的技术进步,俄罗斯和中国新一代数字化AESA米波雷达的精度已经接近传统的厘米波雷达,可折叠天线也使米波雷达机动化成为可能,这使战斗机尺寸的隐形飞机开始遇到了挑战。俄罗斯的NeboMRLM-M雷达是目前最为强大的机动式米波反隐形雷达,使用液压收放的大尺寸AESA天线阵,对F-35这类针对厘米波雷达优化的所谓经济版隐形飞机探测距离可高达数百公里.F-35面临的问题最大,因为它的隐形性能是针对战场防空导弹系统雷达,战斗机射控雷达,导弹制导雷达设计的,所有这些雷达的工作波长都是厘米波级的。为这类高频率雷达优化的隐形设计,面对波长更长的分米波雷达(比如预警飞机)时效能就大幅度下降。战场防空导弹系统雷达的口径和功率都很有限,F-35的雷达特征无须降到F-22的水平就能使它们耳聋眼瞎,然而高性能远程防空导弹系统雷达的口径和功率都大得多,完全有能力在有战术意义的距离锁定F-35。将高性能远程防空导弹埋伏在F-35可能经过的航线上打冷枪,将给F-35带来可观的损失率,F-117在南欧就是被这样的战术打下来的,人家用的还是老掉牙的SA-3。遭到高性能重型防空导弹伏击时,F-35可以尝试施放电子干扰,不过干扰信号也可以被对方用来作为信号源加以追踪。F-35也可以开加力,加快速度,试图逃出雷达有效工作区,不过这一招对付近视的战场防空导弹系统雷达好用,对付支持重型防空导弹的大功率相控阵雷达,就很成问题。加力尾焰同时会造成雷达反射和红外线辐射的双重攀升,所以开加力逃跑不见得是个有效战术。F-22的情况就要好得多。设计上考虑了全向宽频段隐形的F-22,面对分米波雷达依然具有良好的隐形性能。AESA米波雷达能追踪F-22,但有效距离还是小于对常规战斗机的视距。而且F-22能超巡,超音速机动性好,即使不考虑隐形性能也是很难缠的,很容易就能逃离防空导弹系统的有效射击区。无法超巡的常规战斗机除非以几倍的数量优势围追堵截,否则根本没法找到发射导弹的机会。由于雷达制导导弹对F-22的截获距离太短,F-22很容易保持在导弹的有效视距之外,研制红外制导的中远程对空导弹因而对反制F-22很有必要。B-2由于尺寸大,其吸波材料和吸波结构对分米波雷达依然有效,而外形设计也足以击败米波雷达。这是其必须无护航穿透前苏联防空体系的要求所决定的。波长超过十米的远程超视距雷达能够发现B-2,提供宝贵的早期预警。但是超视距雷达也有明显的弱点,首先是可怜的角度和距离分辨率,误差达数十千米,对准确定位毫无用处,只能用来引导战斗机抵达B-2的大概位置,靠战斗机自己去把B-2挖出来。由于B-2雷达和红外隐形性能都非常好,巡航速度又和常规战斗机一样,在夜间可以比较轻松的避开雷达和红外信号都非常强烈的常规战斗机。可见要想有效防御隐形轰炸机,超巡隐形战斗机是不可或缺的。白天因为人的眼球可以发挥作用,B-2的安全系数就要低不少,所以美国空军认为只有F-22是具有全天候高生存能力的作战飞机。超视距雷达的另一个漏洞,就是受电离层变化影响太大。前苏联北极地区漫长的国境线,由于极地电离层受太阳风影响,很不稳定,超视距雷达根本没法工作,所以从北极上空侵入苏联的B-2根本不用担心会被超视距雷达发现。双基站和多基站雷达鼓噪了多年,纯理论上说,有很大的反隐形潜力,但是信号处理的难度非常大,恐怕在一代人的时间里难以达到实战化程度,充其量起到为超视距雷达近距离补盲,完善早期预警体系的作用。同样的道理,白噪声被动雷达的实战价值也是有限的,而且还受到环境中电磁噪声强度的制约,在人口密集的地区比较有效,在海上,沙漠,高原等电磁噪声强度低的地方,就抓瞎了,无法用作有效的远程预警手段。真正能用于实战的,还是深入挖潜的较为常规的侦察手段。除了使用波长较长的雷达,提高雷达功率,灵敏度,数据处理能力以外,被动探测也是非常重要的。被动探测的方法,不外乎ESM,红外线传感器,和光电传感器三类。ESM依靠隐形飞机主动发射的电磁辐射来对其进行定位,原理上似乎很简单,实际运做起来问题不少。如果隐形飞机使用工作在光学波长的数据链(激光通讯),则ESM就没有通讯信号可以截获。当然长距离通讯还是得依赖无线电,给ESM可乘之机,但是如果对方使用AESA天线技术,将副瓣指向安全方向,则ESM基本上无法对通讯信号源进行定位,直接截获信号主瓣的概率毕竟不高。而且AESA天线可以利用扩频技术,将辐射能量分配到多个频率上,使每个频率上的能量水平都非常之低,难以截获。这些正是利用AESA雷达兼作通讯天线的诱惑所在。同样道理,短暂间隙开机工作的AESA雷达也是很难捕获的。要让ESM充分发挥作用,有赖于依靠合理的战术安排,迫使对方隐形飞机长时间,频繁地使用雷达,同时地理位置上相距遥远的ESM接收天线要能够保持实时数据交换,这才有可能实现