近年来，随着航空技术的日新月异，各国空军战机迎来新一波发展。其中，具备隐身能力的第五代站机成为军事强国发展的重点。放眼世界，除了中美俄外，很多国家都有五代机的研计划：韩国的KF-21，”、欧洲联合FCAS项目、土耳其的TF-X。而相比四代机，五代机最关键的性能就是隐身。那么战机隐身的原理究竟是什么？空战中如何发挥隐身优势呢？

　　自海湾战争、科索沃战争以来，以预警机空中指挥中心的体系化、超视距空战成了主流模式。预警机坐镇后方，雷达在上百公里外就发现目标，然后指挥自家战机抢占有利的攻击阵位，锁定目标发射远程空空导弹，对方可能连敌人在哪都不知道就被击落了。

　　在这种模式下，预警机很大程度上是起决定作用的。不过一旦对方也有预警机，那我方战机也有被发现的危险。既然这样，干脆就把战机做成隐形的，这样一来只有我打你，你却看不见我。于是按照这种思路，美国研发的世界上第一种五代机F22，还定了4S标准：隐身、超音速巡航、超机动和短距起降。到F-35飞机，4S标准的内涵有变化，短距起降让位于态势感知。

　　相较于其他三个属性，五代机最大优势就是隐身，因为现有四代机通过改进是能够达到4S标准中其他三个的：超机动、超音速巡航和短距起降可以通过换装大推力矢量发动机来实现。超态势感知无非换更先进的雷达航电，但这些都不如隐身带来的决定性优势。

　　判定一架飞机是否算是隐身战机，主要看正向雷达反射面积，简称RCS。如果RCS小于1平方米就是隐身战机。F22的RCS大约是0.01平方米，在雷达上基本就是一只鸟。相比之下，典型的四代机，如F15有10平米，苏27系列在12平米左右。这就意外着：以四代机的雷达探测能力，即使在非常近的距离内也无法有效探测到的五代机。

　　那么战机究竟是如何实现隐身的呢？所谓的隐身并不是指眼睛看不见，而是主要针对雷达波的隐身，此外还有红外和射频隐身，下面我们先介绍雷达隐身。

　　我们都知道：光和电磁波其实是同一种物质，雷达的发射机就像一具探照灯，雷达的接收机就像侦察兵的眼睛，只不过用的不是可见光，而是电磁波。雷达探测飞机的原理：雷达波往返的总时间乘以光速再除以2，等于目标距离。探测移动目标时，就利用多普勒效应近快远慢的原理：返回的信号频率和发射频率不一样，就可以根据频率差或时间差，来计算目标速度和移动方向。所以要实现隐身，只要让雷达波不被原路反射回去或者反射回去的信号变弱。

　　要做到这点有两种办法。第一就是在飞机表面涂上吸波材料，把雷达波吸收掉，让它们尽可能少反射回去。吸波材料可以用石墨烯、碳纤维、氧化铁、碳化硅。这些材料表面看上去很平整，但微观结构都是一些沟沟壑壑，电磁波打上去会在里面反复折射、反射，直到能量被耗尽。

　　第二种方法就是利用光线的反射原理，只有漫反射物体的表面才能看清全貌，一旦进入镜面反射就看不清了。这就好像阳光垂直照在镜子上时，反射的太阳光很强，但当镜子稍微偏转一点角度，太阳光反射到另外的方向，就看不到反射光了。隐身飞机采用特殊的气动外形，机身表面都设计成倾斜的表面，将雷达波的散射能量规避到雷达威胁角域之外。世界上第一种投入实战的隐身飞机F-117采用有棱有角的多面体结构，却由此恶化了飞行性能。这是由于当时计算机技术还不成熟，F117设计时无法同时兼顾隐身和机动性。而随着技术进步，后来的隐身战斗机可做到鱼和熊掌兼得。F22、B2这样的隐身战机，机体设计遵循平行原则。F22雷达反射为8波系，就是将入射雷达波集中反射到12个主要方向。从隐身设计最基本的原则来看：反射波系越少被发现的概率越低。这方面做得最好的是采用飞翼布局的B2隐身轰炸机：机身前后缘平行，各种接缝锯齿化后同样平行，整个机体棱边只有两个朝向。

　　为了追求极致的平行原则，隐身飞机机身表明的蒙皮都要都要做成锯齿状。除了隐身飞机，一些采用隐身设计的舰艇也遵循了平行原则。

　　同时隐身飞机表面不能有一块90度的夹角。因为垂直角度是一个万能发射器，任何一个角度的雷达波照射过来都会原路返回，所以F22和歼20无一例外都采用倾斜垂尾设计。甚至B2这样的隐身轰炸机干脆连垂尾都不要了，因为隐身一个最基本的原则就是越光滑越好，雷达波从正面照射过来要足够平整，不要有任何突兀的东西。所以隐身战机统一都采用内置弹仓，把导弹都藏在机身里面。

　　另外，发动机进气道是雷达反射的重灾区：隐身飞机的进气道不能直来直去，否则雷达波直接打到叶片上是巨大的雷达反射源。F22采用卡尔特进气道，雷达波照射过来时会被反复折射，避免直射反射信号最强的发动机叶片。俄罗斯的苏57战机，甚至可以通过进气道甚至可以看到发动机叶片。

　　飞机的机体结构中还有一些开口会产生较强的电磁波反射作用，如飞机上有座舱，无线电高度表天线、电子战系统天线需要在蒙皮上开窗口。为减小阻力，开口上会覆盖透光和透波效果好的玻璃，但这些开口产生的电磁波反射尖峰经过叠加就会增大飞机的雷达反射截面。因此，像F-22、F-35飞机在开口表面的光窗上采取镀膜措施，平抑反射尖峰。例如，F-22、F-35飞机的座舱盖看上去呈金黄色，就是座舱镀膜的效果。

　　除了雷达隐身，隐身飞机还要能做到红外隐身和射频隐身。自然界的一切物体每时每刻都在向外界辐射红外信号。飞机发动机的尾喷口温度远高于周围环境温度，是最大的红外信号源。同时当飞机超音速飞行时，机体表面与空气摩擦产生高温也是不可忽视的辐射源。

　　降低飞机红外辐射的办法，一是在机体表面涂上吸热涂料，二是通过改变发动机尾喷口形状，使外界冷空气与高温燃气充分混合，从而降低高温燃气的辐射强度。

　　此外，飞机上很多雷达、电子设备工作时，都会向外界发射电磁波，这些能量信号很容易被敌方探测发现，从而暴露目标。射频隐身就是在不影响飞机通信、探测功能的情况下，最大限度降低飞机自身设备发射电磁波能量，避免被敌方雷达探测到。

　　五代机的隐身设计是个系统工程，是通过多种综合设计手段，使雷达、红外、射频等探测设备探测不到。从气动设计到机身材料、涂装、座舱盖等。隐身所带来的战场优势，五代机对四代机的全面碾压，已经不止一次在实战和空战演习中得到证明。

　　出品：科普中国

　　监制：光明网科普事业部

　　科协审核：王明志

　　监制：战钊

　　导演：金赫

　　主编：杨晓霖

　　文案编辑：李科明

　　后期制作：李卓

　　制片人：郭默恒

　　视频制作：北京光速时光科技有限公司