摘要：軍事裝備領域的隱身，是指通過各種技術手段，顯著降低武器裝備信號特征的可探測程度。

以隱身著稱的F-22戰(zhàn)斗機，在參加范保羅航展地面展示時，卻被意外捕捉到了紅外輻射信號。當我們高度關注先進戰(zhàn)機隱身性能時，是否忽略了這場“貓捉老鼠”游戲中的重要一員？請關注今日出版的《解放軍報》

紅外隱身與反隱身的攻防博弈，成為未來隱身戰(zhàn)場的巔峰對決——

不可小覷的紅外隱身術

以隱身著稱的F-22戰(zhàn)斗機，在參加范保羅航展地面展示時，卻被意外捕捉到了紅外輻射信號。當我們高度關注先進戰(zhàn)機隱身性能時，是否忽略了這場“貓捉老鼠”游戲中的重要一員？日前，美國威斯康星大學研究人員研發(fā)出一種超薄紅外隱身薄板，可以使被遮擋的人或物體在紅外探測器中近乎完美“隱身”。

軍事裝備領域的隱身，是指通過各種技術手段，顯著降低武器裝備信號特征的可探測程度。這其中除了可見光信號、雷達信號、射頻信號和聲信號外，還包括紅外信號。紅外光是波長介于可見光與微波之間的電磁波，戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)人員和武器裝備都會不可避免地產(chǎn)生紅外光，進而難逃紅外成像設備的“法眼”。紅外隱身通過改變武器裝備的結構設計或使用物理衰減，有效降低或改變目標的紅外輻射特征，進而使紅外探測設備難以捕捉目標。

戰(zhàn)場上的“慧眼”——

讓你插翅難逃的“熱追蹤”

物體發(fā)射的紅外光是指波長在0.77-15.4微米之間的電磁波。戰(zhàn)場上不論是人體還是各類武器裝備，只要能持續(xù)發(fā)熱或維持熱量，都會不可避免地輻射強烈的紅外光。即便是經(jīng)過精心設計的現(xiàn)代戰(zhàn)斗機，發(fā)動機尾噴管等處依舊會輻射大量的紅外光，在高速飛行過程中，飛機機身因與空氣摩擦也會發(fā)熱，戰(zhàn)斗機表面的涂層還會反射陽光中60%的紅外光，這在紅外成像設備“眼中”可是絕對逃不掉的“顯眼目標”。

第二次世界大戰(zhàn)期間，美、德兩國就在戰(zhàn)場上首次使用了紅外探測裝置。這些裝置通過自帶光源產(chǎn)生紅外輻射，之后將接收到的目標返回紅外信號轉換為可視圖像進行分析。美軍還在島嶼爭奪戰(zhàn)中第一次嘗到了紅外成像設備帶來的技術代差優(yōu)勢。此后，美國研制出了紅外熱成像儀，實現(xiàn)了對紅外偽裝目標的全天候被動式探測，紅外隱身與反隱身的較量也逐漸進入到“白熱化”階段。

早在上世紀50年代，美國和蘇聯(lián)就相繼研制出采用紅外制導的“響尾蛇”和K-5系列導彈。這些采用“熱追蹤”方式的紅外制導導彈，通過獲取目標對象輻射的紅外光判斷目標相對位置，進而對飛行控制發(fā)出運動偏轉信號。當目標輻射紅外光能力足夠強時，紅外制導導彈甚至具備了“發(fā)射后不管”的能力。海灣戰(zhàn)爭中美軍擊落的伊拉克戰(zhàn)機，有40%都是由紅外制導導彈一擊命中的，現(xiàn)代空戰(zhàn)中紅外制導導彈擊落的敵機數(shù)量幾乎占到了空空導彈擊落敵機總量的90%。目前的紅外制導導彈普遍使用了紅外成像導引頭，主要采用焦平面陣列成像裝置，其中最為典型的AIM-9X紅外制導導彈，不僅能實現(xiàn)智能制導，還能對干擾熱源和自然熱源進行有效辨別。

除紅外制導導彈外，安裝在戰(zhàn)機上的紅外搜索跟蹤系統(tǒng)能與雷達系統(tǒng)密切配合，進一步破解電子干擾等戰(zhàn)場謎題。美國空軍還于今年年初發(fā)射了第四顆紅外導彈預警衛(wèi)星，主要借助紅外探測手段，對導彈和火箭飛出大氣層后的發(fā)動機尾焰紅外輻射進行跟蹤，以實現(xiàn)更及時準確的導彈預警。

為隱身絞盡腦汁——

讓“發(fā)燒的武器”降降溫

面對不斷改進升級的紅外探測技術，紅外隱身技術也迅速走上了發(fā)展的“快車道”。從上世紀80年代開始，新研制的武器裝備已經(jīng)開始充分考慮紅外隱身設計，即便是被相機拍攝到紅外輻射的美國F-22戰(zhàn)機，也在極力追求紅外隱身，其飛行時的紅外輻射特征僅有F-15戰(zhàn)斗機的幾十分之一。為了更好地讓“發(fā)燒的武器”降溫，人們更是想出了紅外隱身的各類“蓋世武功”。

降低溫度。減少紅外輻射的根本之策在于降低武器裝備各部位的溫度，縮小武器裝備與背景之間的溫差，讓紅外探測設備“看不見”或者“看不清”。為有效減少艦船排放熱廢氣帶來的紅外輻射，進入排氣管的廢氣可以通過注入海水進行冷卻?，F(xiàn)代艦船還帶有噴霧自衛(wèi)系統(tǒng)，能產(chǎn)生細密的水霧遮蓋住艦艇反射的光和紅外輻射。戰(zhàn)斗機也可以通過在燃料中加入添加劑，使尾噴流溫度顯著降低。

改進設計。通過改進武器裝備的結構設計，盡量減小紅外輻射的輻射方向，也是實現(xiàn)紅外隱身的有效方法。戰(zhàn)斗機的紅外輻射主要來自發(fā)動機的熱部件、噴口的排氣羽流以及飛機機身。美國在設計隱身飛機時，通常通過遮蓋發(fā)動機發(fā)熱部件、冷卻排氣、用機身結構遮擋尾噴管等方式達到“降溫”目的。作為第一款投入實戰(zhàn)的隱身戰(zhàn)斗機，F(xiàn)-117就在駕駛艙上方設計出名為“鴨嘴獸”的奇特造型，有效屏蔽了戰(zhàn)機的熱輻射。F-22和F-35戰(zhàn)機則通過將水平尾翼延伸到尾噴口之后等設計，努力抑制發(fā)動機和噴管的紅外輻射。

借助涂層。借助涂層對目標實施保護，也是一種有效的技術手段。能顯著降低目標表面溫度的泡沫保溫材料和硅橡膠，就可用于坦克等地面裝備的表面隔熱。艦艇上的發(fā)熱部分也可以使用熱絕緣材料和玻璃鋼排氣煙囪減少紅外特征信號。美國空軍目前正在為F-35戰(zhàn)斗機測試新涂層。這將顯著提升涂層表面的耐久性、黏合性并降低紅外輻射值。此前，F(xiàn)-16和F-22等戰(zhàn)機上就已經(jīng)使用了紅外涂層表面實現(xiàn)機體的“降溫”。

技術催生變革——

戰(zhàn)場“隱身衣”呼之欲出

事實上，除降低武器裝備溫度、改進結構設計以及借助涂層隔熱散熱外，改變目標紅外輻射的大氣窗口、光譜轉換等都是行之有效的“隱身”手段。改變紅外輻射的大氣窗口，主要是將武器裝備的紅外輻射值調(diào)整到紅外探測器的工作范圍之外。光譜轉換除能改變目標紅外輻射的能量與位置外，還能使目標的紅外圖像成為背景圖像的一部分，進而為武器裝備披上戰(zhàn)場“隱身衣”。

近年來，人們還不斷通過各類技術革新找尋紅外隱身的新方法。美國威斯康星大學研究人員研發(fā)的超薄紅外隱身薄板，主要用于確保士兵及其裝備在戰(zhàn)場上的安全。這種厚度不足1毫米的新型材料的主要成分為太陽能電池中常用的黑硅材料，約94%的紅外光都被黑硅吸收以實現(xiàn)隱身效果。研究人員還發(fā)現(xiàn)可在超薄紅外隱身薄板中置入電熱元件，進而發(fā)出可迷惑紅外探測器的虛假熱信號，讓坦克等武器裝備與公路上護欄的紅外光輻射相差無幾。

研究人員還從烏賊等“偽裝大師”身上獲得靈感，設計出一種可自適應反射紅外光的彈性新材料，能動態(tài)調(diào)節(jié)自身溫度以實現(xiàn)紅外“隱身”。除軍事偽裝外，這種新材料可調(diào)節(jié)建筑表面溫度、智能控溫服飾、太空防輻射或生鮮食品儲藏等，有望應用于航空航天、搶險救災、臨床護理、可穿戴設備以及智能建筑等多個領域。

近年來，伴隨著紅外探測技術向著高精度、智能化和多樣化方向加速發(fā)展，對紅外隱身也提出了新的更高要求。未來，紅外隱身技術還將向著全波段隱身、全方位隱身、多功能隱身以及低成本等方向加速發(fā)展。其中，全波段隱身是紅外隱身研究的主流方向，兼顧聲波、雷達毫米波、可見光以及紫外等頻段的綜合隱身技術，或?qū)⒊蔀槲磥響?zhàn)場真正的“隱身衣”。

來源：中國軍網(wǎng)綜合作者：許玥凡 張璦敏責任編輯：焦國慶

（制圖：徐 鵬）