近日,一名叫桑托斯·卡塞雷斯的航空摄影师在内华达州的内利斯空军基地拍到了一架造型颇为怪异的F22,其座舱侧面、机身背后等处布满了黑边银色方块,这种新颖的涂装引起了极大关注。
F22的新型贴片涂装
F22这种涂装用高反射的银色贴片取代了原先的吸波涂料,贴片表面像镜子一样光滑,垂尾在上面都有影像,跟水的倒影一样,令人叹为观止,与F22此前的黄色或绿色涂装形成了鲜明对比。
F22的贴片涂装非常光滑
那么这种看上去很科幻的贴片涂装对F22的隐身性能又有多大帮助呢?
首先,它能增强F22在毫米波段的隐形能力,对抗未来空空导弹的毫米波雷达导引头。目前四代机普遍采用的隐形涂料与飞机表面的随形性较差,在外部环境的影响会下,会出现微小的坑坑洼洼,这对飞机厘米波段的隐身性能或许影响不大,但对毫米波段的雷达来说,却是理想的反射体。针对这个现象,很多军事强国都在积极研制空空导弹的毫米波雷达导引头,但苦于毫米波较大的能量衰减幅度,探测距离一直无法提高。但随着可集成更多T/R单元的共形相控阵天线逐渐成熟,大功率毫米波雷达导引头应用于空空导弹已经只是时间问题。初步试验证明,毫米波共形相控阵导引头对隐身目标的探测距离能提高到40公里。
共形相控阵天线示意图
其次,这种贴片涂装能在很大程度上克服传统吸波涂料的一系列缺点。那么吸波涂装又有哪些缺点呢?
一是吸波涂料在飞行中受气流冲刷容易剥落。这使得隐形飞机需要频繁喷涂吸波涂料,不但推高了维护费用,还降低了出勤率,更大的问题在于脱落的吸波涂料很容易被吸入进气道,存在很大的事故隐患。
F22表面的出现的皲裂、脱落规象
二,F22以前的吸波涂料吸水率高,在高温高湿环境下易老化失效。研究表明,当温度由25℃变化至100℃时,铁氧体吸波材料的吸波性能能呈下降趋势,其它吸波涂料也有类似的缺点。因此,必须为每一架F22配备设施复杂的恒温恒湿机库,使得地勤维护工作量急骤增大,这不仅在很大程度上导致了F22的产量稀少,还严重限制了它的机场适应能力和部署灵活性。
F22在加利福尼亚州埃尔蒙多夫空军基地的恒温恒湿机库
三是全面喷涂吸波涂料不可避免的会导致大幅度增重。传统吸波涂料的厚度虽小,但密度却大,如隐形飞机常用的是羟基铁氧体吸波涂料重量为8~16kg/㎡。而作为复杂几何体,F22的表面积是非常大的,全面覆盖吸波涂料导致的增重幅度就很可观。虽然贴片涂装也存在这个问题,但贴片本身是可以承力的,它有部分甚至全面取代飞机蒙皮的潜力,但具体情况还有待进一步观察。
最后,F22的贴片涂装在激光与可见光波段也有一定隐形能力。
这种高反射涂装在一定条件下能让激光测距仪无法正常工作,而方便快捷的激光测距方式在近距离空战中作用很大。如苏-35的OLS-35型红外搜索与跟踪系统就内置光学部件、激光测距仪等器件。而高反射贴片涂装对激光测距仪的干扰能使F22占得先机。至于该涂装对激光雷达的隐身效果就不太眀显了,因激光在大气层中的衰减非常严重,激光雷达的探测距离太近,且激光高度定向的特征决定了激光雷达的视野非常狭窄,需要微波雷达的目标指示,这就决定了它无法成为主要传感器。
银色贴片涂装也有一定的视觉隐身效果。高空空气比较纯净,没有地面那么多尘埃,阳光的反射效率没有地面那么高,因此,银色涂装能够在高空呈现融入天空背景的灰色。同时,这种涂装光滑的表面能够像镜子一样将周围环境的底色投射到机身上,在视觉上也有良好的伪装效果。同时,高反射镜面涂装在一定角度还会有非常强烈的反光,能起到令对方飞行员眩目的作用。
银色涂装的高空伪装效果
综上所述,F22这种银色高反射贴片涂装还是有不小应用前景的。但可以发现,F22的贴片现阶段仍处于小块拼接状态,距离大面积乃至一体成形的贴片还有很大距离,小块拼接不可避免的会出现接缝过多影响隐身性能的现象,需要用呈现黑色的特殊材料进行处理。
但贴片涂装能得到广泛应用的关键还是要研制出强度、光滑度、吸波和加工性能符合要求的贴片材料,在此基础上一步步减轻重量,其难度不容低估。但造价不菲是完全可以确定的,否则美国深度升级F22的预算也就不会达到700亿美元了。
这就决定了该贴片涂装是否代表隐形飞机的未来发展方向尚无定论。四代机最主要的优势是隐形,而隐形针对的频谱主要是厘米波、分米波、米波雷达和红外探测系统这些主要传感器,而不是毫米波、激光和可见光这些次要传感器,因此,美国F22这种贴片涂装有点舍本逐末的味道,它代表的方向是不是像科曼奇或朱姆沃尔特那样的歧途还未可知,但贴片涂装又有对抗毫米波导引头的能力和较好的维护性,还是有必要开展可行性论证的。
图源:《电子万花筒》
《金锄头文库》