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[转帖] “夜鹰”前传——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”[71P]

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“夜鹰”前传——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”[71P]

隐身技术的起源与早期研究
  自飞机发明以来,在军事航空领域人们就始终高度关注低可探测性技术和隐身技术带来的好处。实际上在所有军事领域中,人们都在为降低人员和武器装备的可视性而努力着。由于飞行器是在三维环境中运动,完全暴露在空气中,所以能从低可探测性技术中获取更大的效益。早在第一次世界大战期间,战机在使用迷彩伪装色上获得了成功,甚至在一些极端的例子里,战机的机翼和机身甚至使用了透明材料的蒙布。

采用透明蒙布的德国林克•霍夫曼 R.I 轰炸机

一战时,德国菱形迷彩的福克 D VII 战斗机
  第二次世界大战期间,雷达技术日趋成熟。飞行器由于缺乏地形的掩护,且机身大量使用金属材料,使其成为雷达照射下的高反射目标,而不受涂层的影响。对于交战各方来说,雷达在战争中已成为一个严重的威胁。安装机载雷达的轰炸机可在各种气象条件下,白天或夜间精确轰炸地面目标;装备雷达的侦察机可以在恶劣天气条件起飞从高空高速接近目标,大大降低了任务的危险程度。

德国 Me 110G-2 夜间战斗机,机头安装了 FuG 220“明石”SN-2 雷达天线
  战争中出现的第一种对雷达的反制手段看起来笨拙但非常实用。科学家发现把金属箔切割成一定长度(对应相应频率的雷达),大量散布在空中可以使雷达暂时失明,这种方法相当有效并一直使用至今。但箔条也有许多缺点,例如滞空时间短,并且需要根据敌方雷达频率来投放合适的箔条等。于是专家们开始研究更有效的替代手段,受制于二战的条件限制,航空吸波材料没有进行大规模研发,德国人在几种飞机进行了降低雷达反射的尝试,其中就包括了霍顿 Ho 229。这种飞翼战斗机采用了钢管加强的木质结构,德国人在机翼前缘的胶合板层加入了某种碳类材料。德国人认为碳能吸收雷达波束的能量,从而明显降低飞机的雷达反射面。但此时战争已近尾声,该技术没有进一步发展。对于二战后兴起的红外制导空空导弹,人们则开发出了镁燃烧剂的红外诱饵弹。

B-29 释放箔条的情景

霍顿 Go 229

国家地理制作的《希特勒的隐身战斗机》节目中,诺格的工程师复制了一架Go 229,证实了该机的隐身设计
“夜鹰”前传(上)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:战后的探索
战后的探索
  1952 年美国空军约翰•西博格少校提出凭借涡喷发动机的高空性能可以制造出翼展极长的高空飞机,升限将大大超过现有型号,从而从根本上消除敌机以及防空火力的威胁。贝尔、费尔柴尔德和马丁公司根据这个概念开始研究具体方案,项目代号“秃鹰”,最后贝尔的 X-16 方案赢得竞标。但 X-16 只作了一个缩比模型后就被洛克希德公司更先进的 U-2 高空侦察机给拉下了马。稍后洛克希德开始探索降低飞机噪音,他们研制了静音的 X-26B,并在越南执行过秘密侦察任务。X-26B 改装自瑞士 SGS 2-32 型滑翔机,在机背安装了一台 O-200A 活塞发动机,然后通过一根长轴驱动机头上方的巨大螺旋桨,螺旋桨下方有短梁支撑,在飞行中螺旋桨转速很低以最大限度降低噪音。

贝尔 X-16 验证机


洛克希德 X-26B 验证机
  继贝尔 X-16 之后,中情局又启动了“感光板”(Aquatone)项目,洛克希德提出的 Article 341 方案被发展成了著名的 U-2。在 U-2 服役的前三年里,多次深入苏联腹地对莫斯科进行侦察,这引起的苏军的高度紧张,在 U-2 航线附近部署了大量截击机。但 U-2 飞得太高,截击机无力击落。由于 U-2 不是隐身飞机,所以苏联人可以精确追踪 U-2,为了解决这一问题,洛克希德公司的凯利.约翰逊尝试了不同的方案,这就是“彩虹”项目(Rainbow)。一是在机身上贴吸波材料。

U-2C 56-6692,正杂测试双色灰涂装
  这种称为“壁纸”的材料由林肯实验室小组和洛克希德公司共同研制,在柔软的薄片上印刷了导电图案,然后再贴在飞机表面。“壁纸”被用于吸收高频雷达波,而为了对抗低频雷达波(70 兆赫以下),约翰逊在 U-2 的机翼和水平尾翼前后缘平行布置了导线,并前后连通。为了仿制进气口散射雷达波,从机头到两侧副油箱也连接的导线。所有导线上都串有铁氧体磁珠,与雷达波频率谐振,期望通过“广播”与雷达回波信号相似但不同相位的信号以抵消机身的雷达反射。

“彩虹”项目中 U-2 的导线布置
  “壁纸”的缺点是阻碍机身散热,最早被贴于 U-2 的全部表面,但由于散热问题最后只贴在下表面。但散热问题还是存在,1957 年 4 月 2 日“彩虹”U-2 在试飞中由于过热造成发动机熄火,导致座舱失压,飞行员因头盔面罩脱落,缺氧失去知觉。失控的 U-2 陷入尾旋,在低空飞行员恢复了知觉并弹射,但由于高度太低被摔死。导线增加了阻力,使 U-2 的升限降低了 1,500 米,航程缩减 20%。飞行员并不喜欢这种降低性能的 U-2,嘲笑其为“挂满吉他弦的飞机”。


U-2 表面的导线
  “彩虹”U-2 进行了实战飞行,但最终证明苏联有能力排除这些干扰继续跟踪飞机。而性能的降低使得飞机更易受到拦截。“彩虹”项目于 1958 年取消,洛克希德公司经过仔细分析后得出结论,唯一可行的办法是设计制造外形对雷达隐身的飞机,并总结出了几条经验。
  其中包括:
  1.发动机与飞机内一切金属结构必须屏蔽起来。
  2.不能被屏蔽的结构必须用透波材料制造。
  3.为了防止 S 波段和 X 波段雷达的探测,飞机的外形必须能把入射波反射到远离雷达的方向。
  4.为降低反射,飞机的边角必须“软化”,即结构的导电性必须逐渐过渡。
  但这对于 U-2 来说已经来不及了,1960 年 5 月 1 日 鲍尔斯驾驶 U-2 被击落,飞行员被俘。
  1956 年初中情局开始着手寻找一种全新的、强调降低雷达反射截面(RCS)的飞机来取代 U-2。极高的飞行高度对于防范飞机拦截仍然是有效的,但对于导弹拦截来说作用就很小了。只有通过降低 RCS,才能压缩雷达制导导弹的反应时间,降低其拦截的成功率。
  1957 年 8 月中情局开始转向超音速方案,因为当时的雷达在跟踪超音速飞机方面存在缺陷。雷达的阴极射线管显示器用亮点来代表飞机,为了从显示器上消除随机噪声,雷达操作员会调低雷达信号的放大倍率,屏蔽掉短暂的回波,只有从真实目标上反射回多个同一位置的雷达脉冲迭加后才能在显示器上以亮点显示出来。如果飞机的速度相当快,那么雷达反射信号就看起来就像随机噪声而被忽视。
  中情局为此启动了“热忱”(Gusto)项目,洛克希德、通用动力康维尔分部参加了竞标。1957 年洛克希德提出了采用切尖三角形上单翼和两台涡轮喷气发动机的方案,代号“天使长 1”(Archangel 1),简称 A-1。接着又提出了一种采用与 F-104 类似的菱形机翼、中单翼布局、两台涡喷发动机的方案,代号“天使长 3”,简称 A-3。A-10 方案的外形类似于拉长的米格-25,A-11 为类似于 B-58 的三角翼布局,演进为翼身融合的双垂尾布局,奠定了 SR-71 的外形基础。与其竞争的是康维尔公司的子母机方案,子机采用升力体外形、速度 M4 一级,绰号“鱼”,计划从 B-58“超盗贼”载机上发射。

洛克希德的 A-11 早期方案

康维尔“鱼”
  洛克希德 A-12 方案最终赢得竞标,该方案是 A-11 的进一步演进,代号“牛车”。A-12 是高空高速战略侦察机,面临的最大威胁来自地面防空雷达,所以在设计中应用了隐身技术。A-12 机体为采用钛合金材料的硬壳式结构,翼身融合体设计以减小 RCS,从机头两侧到三角翼翼根前缘有拱形大边条,发动机短舱布置在两翼的半翼展位置,垂尾在发动机短舱尾部上方,内倾 25 度以避免和机翼形成角反射。机翼前后缘都覆盖了交错三角形蒙皮,有点类似现在的锯齿设计。三角形金属蒙皮之间的缝隙中填满了吸波材料(RAM),当雷达波进入到这种迷宫结构中会在缝隙里来回反射,每反射一次 RAM 就会吸收一部分能量,大大减弱雷达反射波的能量。A-12 最大的雷达反射区是发动机舱前端和垂尾,洛克希德最后使用复合耐火材料蒙皮取代了垂尾原先的钛蒙皮,这也是首次在飞机上采用该材料。进气口的圆锥形可移动的进气锥遮挡住后方发动机叶片,避免从前方照射过来的雷达波束形成强反射。飞机表面涂上暗蓝色(趋近黑色)吸波涂料,除吸收雷达波束能量外,还可以加强热辐射冷却与高空的伪装效果。由于该机飞行高度极高,所以没有考虑红外隐身。

SR-71 是洛克希德公司设计的最杰出的飞机之一

注意 SR-71 机翼前后缘的三角形蒙皮接缝
  在隐身技术发展史上占据重要地位的另一家厂商是诺斯罗普公司,他们自 30 年代初就开始致力于研究飞翼飞行器。约翰•K•“杰克”•诺斯罗普设计过众多常规布局的飞机,但他始终着迷于飞翼飞行器,他认为飞翼具有最高的升力效率,同时也没有机身和尾翼产生的废阻,制造费用也更低。二战期间诺斯罗普研制了 XP-56 飞翼战斗机,拜推进式飞翼布局所赐该机机长很短。随后诺斯罗普又研制了 XB-35 和 YB-49 喷气式飞翼轰炸机,在试飞中机场控制塔的雷达无法有效跟踪它们,设计师于是意识到到飞翼具有天然的隐身外形,上隆下平的锅盖外形可使雷达波的能量从边缘发散。但由于技术的限制无法解决飞翼的飞行控制问题,直到 80 年代线传增稳飞控技术的出现,才成功地研制实用化的 B-2“幽灵”飞翼轰炸机。

美国飞翼之父约翰•K•“杰克”•诺斯罗普

YB-49 喷气式飞翼轰炸机

B-2“幽灵”飞翼轰炸机上凝结着诺斯罗普几十年的心血
“夜鹰”前传(上)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:光学隐身
光学隐身
  现在提及隐身技术,多数人都认为是雷达隐身,但这只是隐身技术的一个方面。在光学隐身方面人们也作了许多有趣的尝试。1942 年初美国海军的反潜轰炸机在攻击德国 U 艇时碰到了问题,在晴朗的天空背景下,潜艇上的对空观察员在很远的距离上就能发现美军轰炸机,潜艇有充裕的时间下潜规避。美国海军对此深感头痛,并启动了一个秘密项目,代号“耶胡迪”(Yehudi),目标是降低飞机的光学可见度。在进行了一系列的试验之后,工程师们找到了独特的解决方案。他们在轰炸机机头前方和机翼前缘安装了许多灯泡,打开灯光后可以显着降低飞机与晴朗天空背景之间的亮度差,能使飞机融入地平线上的天空中。在理想情况下能将潜艇的对空目视观测距离从 20 公里降低到 3 公里,大大缩短了反应时间。
  “耶胡迪”灯利用了人眼无法区分两个发光强度和颜色相同物体的现象。有一些 TBM-3D“复仇者”鱼雷轰炸机和 B-24“解放者”轰炸机进行了“耶胡迪”灯的改装。该项目一直持续到 1942 年底,此时美国海军已经装备了完善的机载反潜雷达,可在视距外发现海面目标,“耶胡迪”灯于是停止的进一步发展。

安装“耶胡迪”灯的 B-24



安装“耶胡迪”灯的 TBM-3D
  越南战争期间,美军发现体积庞大的 F-4“鬼怪 II”与米格-21相比,被目视发现的距离要大得多。为此五角大楼开始“罗盘幽灵”项目,参加实验的 F-4 采用了上篮下白的涂装,并在机身两侧和下表面安装了 9 个“耶胡迪”灯,使目视发现距离降低了30%。“鬼怪”机身两侧黑洞洞的进气口也是光学隐身要注意的地方,但进气道内没有安装“耶胡迪”灯,只是将进气道内壁刷成了白色。在 F-4 上采用“耶胡迪”灯的效果并不是很理想,这些高亮度的灯炮很耗电,并使飞机的红外特征加大。从此之后“耶胡迪”灯技术被束之高阁直到 80 年代才解密。

F-4“罗盘幽灵”
“夜鹰”前传(上)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:苏联科学家乌菲姆谢夫
来自苏联的礼物
  1974 年美国国防部先进研究项目局(DARPA)邀请美国五家最大的军机制造商(诺斯罗普、麦道、通用动力、费尔柴尔德、格鲁曼)对战斗机的低可探测技术进行初步研究。后两个公司都表示没有兴趣参加这种研究,通用动力则反应冷淡。表示了明显兴趣的诺斯罗普和麦道公司则获得了 10 万美元的研究合同。鉴于洛克希德在 A-12/SR-71 降低雷达截面积的卓越表现和经过凯利.约翰逊的游说,“臭鼬”工厂最后也被邀请参加研究。
  隐身技术的难题是如何计算 RCS,“臭鼬”工厂在研究中应用了 19 世纪苏格兰物理学家麦克斯韦和 20 世纪德国物理学家索末菲的理论,利用有限差分法对简单形状和复杂形状的非金属目标的 RCS 进行了计算,获得了满意的结果,但计算方法十分复杂。
  1953 年美国数学家约瑟夫·B 科勒提出了几何绕射理论,电磁波的绕射可以由积分方程来精确描述,但该理论只能分析几种极简单的几何结构。科勒的几何绕射理论最初在美国并没有引起很大反响。
  苏联雷达部第 108 研究所的科学家乌菲姆谢夫受到几何绕射理论和另一美国人克莱莫提出边缘电流的启发,在 1962 年提出了的物理绕射理论(PTD)。几何绕射理论指出远绕射场可以近似为镜面反射场加上一个修正量,而这个修正量可以用绕射系数来描述。乌菲姆谢夫指出这个修正量也可以由一个等效的边缘电流所产生,这就是物理绕射理论。经过审查,苏联官方认为该理论没有任何军事价值。1962 年他的书——《物理绕射理论的边界波方法》公开出版。

苏联科学家乌菲姆谢夫

乌菲姆谢夫的论文在西方公开出版
  为了收集苏联在雷达技术方面的工作,美国空军翻译了大量的俄文文献。1971 年 9 月 7 日,乌菲姆谢夫的书被莱特-帕特森空军基地的国外科技处翻译局翻译成了英文。
  当洛克希德的工程师丹尼斯·奥瓦霍塞读到这个英译版时,他立即意识到 PTD 非常适合被用于计算飞机的雷达散射截面,因为 PTD 的边缘电流效应是可加的,既复杂物体的散射场是镜面反射场加上所有边缘电流的总效应。几个月后,PTD 就被编成了计算机程序。
  当时计算机计算能力的有限,PTD 程序无法计算复杂曲面外形物体的 RCS。奥瓦霍塞和分析数学家比尔·施罗德提出把飞行器设计成多面体形状,这可以限制需要进行计算的三角形数量。
“夜鹰”前传(上)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:海弗兰
海弗兰
  1975 年“臭鼬”工厂开始研究低 RCS 飞机,最初的设计按隐身要求进行最优化,由于只能采用多面体形状,结果得到了一个扁平、尖利的菱形升力体,没有机翼和尾翼,进气道在背部,扁平的尾喷口可以尽快地把炽热的喷流和周围的冷空气混合,降低红外特征。全机都涂覆了 RAM 材料。但是气动分析和风洞试验表明,升力体根本飞不起来,所以被戏称为“毫无希望的方块”。

“毫无希望的方块”
  于是“臭鼬”工厂只能把前缘向后延伸形成机翼,同时增加了向内倾的双垂尾,这样设计的垂尾可以遮挡尾喷管向上方的红外辐射。

“海弗兰”气动布局
  在确定了气动外形后,PTD 程序计算整机的 RCS 就快的多了。但此时剩下的时间已经不多了,据离决出两个获胜者只剩下几个月了。“臭鼬”工厂不能坐等程序,同步展开了人工计算和其它方面的研究。在曾参加过 SR-71 隐身研究的施罗德和和 Ed·洛维克的帮助下,奥瓦霍塞和他的小组用了 6 周时间计算出了 RCS。PTD 程序最终被命名为 ECHO 1,尽管该程序还存在许多缺点,但已是 RCS 计算领域中的一大进步。随后“毫无希望的方块”开始在吸波室中进行模型 RCS 测试。“臭鼬”工厂的设计无疑是惊骇世俗的,多数人还认为隐身飞机需要扁平的外形加上厚厚的吸波材料,“毫无希望的方块”看来甚至不是一架飞机。
  1977 年初洛克希德收到了 DARPA 的合同,制造两架 60% 缩比的可飞验证机,项目代号“海弗兰”(Have Blue)。“海弗兰”这个代号并没有特殊含义,仅仅是从秘密项目命名列表中随即选择的。合同签署后不久,项目就被移交给美国空军系统司令部成为“黑”计划,所有关于该项目的信息都是高度机密,仅有洛克希德和国防部的少数人知道该项目的存在。

制造完工的“海弗兰”一号原型机
  洛克希德仅用数月时间就造出了两架海弗兰样机。第一架用于试飞,评估该机的飞行特性,第二架用于评估雷达信号特征。为了节约时间与资金,该机尽可能采用现有部件,安装了两台通用电气的非加力 J85 发动机,A-10的起落架,F-16的线传操纵系统,F-5的座舱仪表和弹射座椅。“海弗兰”的外形大致与日后的 F-117A 相同,只是垂尾安装在尾喷管外侧并向内倾斜约 30 度。该机的半三角翼有效翼展较短,前缘后掠角 72.5 度,每侧机翼后缘安装一片用于俯仰和滚转操纵的副翼,副翼前方的机翼上下表面还各有一个扰流片,除此之外没有襟翼或者减速板。“海弗兰”为单座型,座舱采用三角形风挡,类似于 F-102/F-106,没有弹舱和任何作战设备。由于 F-16 是俯仰方向静不稳定的,“海弗兰”则是三轴都不稳定的,所有必须修改线传操纵系统。由于还未解决隐身空速测量设备的研制问题,所以“海弗兰”只能安装常规空速管,在进行雷达截面测试时空速管可收入机身,收回后依靠惯导系统提供速度数据。


一号原型机在试飞前被喷上三色迷彩防止外形泄密
  两架原型机总造价 3,700 万美元,在洛克希德 10 号工场的封锁区域内完成组装,该工场位于加州帕姆代尔美国空军 42 号工厂内。两架飞机没有都没有国防部正式编号和美国空军序列号,只有工厂编号 1001 和 1002。代表 10 号工厂的 1 号机和 2 号机。

进行雷达测试的“海弗兰”RCS 模型
  首机(1001)于 1977 年 11 月完工。为了掩人耳目,“海弗兰”原型机被运至内华达州格鲁姆湖进行试飞。格鲁姆湖是内利斯综合靶场的一个偏远区域,非常适合于秘密项目的试飞。为了避免飞机外形被好事者一眼看出,原型机还涂上了迷彩伪装。

51 区卫星照片,格鲁姆干湖床是极好的试飞场地
  1978 年 1 月—2 月间“海弗兰”进行了首飞(确切日期至今保密),飞行员是洛克希德经验丰富的试飞员“比尔”帕克。在试飞初期,帕克得到了美国空军“肯”·戴森中校的协助。
  “海弗兰”试飞最初阶段进展顺利,线传系统工作正常。由于缺乏减速板和襟翼,该机的降落速度相当高(160 节)。“海弗兰”飞行操控性不好,被形容为“会飞的猪”,高度后倾的座舱盖前风挡也严重影响了飞行员的前方视界,给起降带来不小的困难。1978 年 5 月 4 日“海弗兰”1001 号原型机在结束例行试飞降落时下降速度过大,起落架狠狠得撞在跑道上,导致右侧主起落架呈半收回状态。帕克赶紧拉起飞机,并重复尝试摇晃飞机把起落架抖下来。在第三次尝试失败后,他被命令爬升至 3,000 米高度弹射。最终帕克成功弹射,但由于撞到头部而昏迷,无法控制降落伞,落地时导致背部重伤。帕克最后生还,但再也无法飞行。高度机密的“海弗兰”残骸在内利斯综合靶场某处被焚毁。

“海弗兰”1001 号原型机坠毁时的情景
  1001 号机坠毁不久“海弗兰”1002 抵达了格鲁姆湖。1978 年 6 月该机在戴森中校的操纵下进行了首飞。在 1978 年中—1980 年初戴森中校进行了 65 次试飞,测试了该机在不同雷达照射条件下的信号特征。除波音E-3预警机外,其它飞机的机载雷达都无法发现该机,E-3 也只能在近距离截获该机。大多数的陆基导弹跟踪雷达只有在“海弗兰”进入导弹最小射程之内才能发现该机,陆基和机载空空导弹制导雷达都无法锁定该机。同时发现“海弗兰”规避雷达的最佳战术是以机头正对雷达,既以最小 RCS 的一面。

试飞中的“海弗兰”二号原型机,可以看到下表面也是多边钻石外形
  “海弗兰”的 RAM 涂层保养十分棘手,RAM 涂层类似于油毡布,预先切割好后粘贴在“海弗兰”的每一块多边形上。舱门和口盖的 RAM 涂层需要在两次试飞间进行仔细检查,地勤需要用导电胶带贴住所有接缝并再贴上 RAM 布。在喷涂式 RAM 涂料出现后,需要手动一层层对飞机进行喷涂,每次飞行前座舱和加油口盖周围的缝隙都用 RAM 涂料手工覆盖。地勤还需确保机身表面的所有螺丝都完全紧固,任意一个舱门的螺丝松脱的话,都会大大增加“海弗兰”RCS。1979 年 7 月“海弗兰”1002 号因事故坠毁,当时戴森中校正进行第 52 次试飞,一台 J85 发动机起火烧毁了液压管线,戴森中校被迫弹射,1002 号的残骸同样被焚毁。由于总体目标已达成,洛克希德没有制造其它的“海弗兰”飞机。
F-117A“夜鹰”的诞生
  “海弗兰”试飞结果极大的鼓舞了卡特政府的国防研究与工程局副秘书长威廉·派瑞,他敦促空军尽快将这项技术应用到作战飞机中。1978年11月洛克希德被授予一份先期合同,开始“海弗兰”全尺寸研制(FSD)工作。这是一个属于国防部“特种审查”的黑项目,代号“大趋势”(Senior Trend)。
  “大趋势”被定义为一种没有雷达的单座夜间攻击机,安装有用于导航和攻击的电子-光学系统,不具备空战能力。

接近完工的第一架 YF-117A 原型机
  洛克希德制造的首批 5 架“大趋势”飞机是预生产型。“大趋势”的总体布局与“海弗兰”类似,但更大更重,增设机内弹舱和电子设备,机翼前缘的后掠角减小,以增加机翼在大迎角下的升力和总体气动性能,座舱盖前风挡的后倾也减小,以改善飞行员的视界,内倾的双垂尾后移变成外倾的双垂尾,以增加垂尾的控制效果。采用了两台通用电气的非加力 F404-GE-F1D2 涡扇发动机。这是麦道 F/A-18 所使用 F404-GE-400 发动机的衍生型。

“海弗兰”与“大趋势”的对比
  1981 年 6 月初首架“大趋势”试飞机(尾号 780)抵达格鲁姆湖准备,6 月 18 日洛克希德试飞员“哈尔”·法利驾驶该机进行了首飞。1981 年中—1982 年初其余 4 架 FSD 飞机陆续加入试飞工作,尾号分别是 781—784。

试飞中的“大趋势”780
  1982 年 4 月首架生产型“大趋势”(785)抵达格鲁姆湖,该机与预生产型的不同之处是加大了 V 尾,新的 V 尾每一面由三个平面组成而不是原先的两个平面。4 月 20 日洛克希德试飞员罗伯特·L·莱德瑙尔驾驶 785 号进行首飞,但是当时没人知道该机的线传系统存在问题,俯仰和偏航线路接反了,结果该机前轮一离地就立即失去了控制,首先猛烈地向一侧偏航,接着机头上仰失去了控制。莱德瑙尔来不及弹射,该机继续偏航并呈倒扣姿态下座,最终打着转冲入跑道旁边的干胡床上起火燃烧,受了重伤的莱德瑙尔被抢险队救出,后来无法继续飞行。785号严重受损无法修复,被运至洛克希德加州帕尔姆戴尔工厂拆卸掉可用部件,最后被做成该工厂的大门雕塑。由于该机是在交付美国空军之前坠毁的,所以没有计入 F-117 的生产总量。

  美国空军在成立第一支隐身战斗机部队时面临着一个问题,格鲁姆湖的面积对于一支作战部队来说太小。另外还存在安全上的隐患,以格鲁姆湖为基地会使很多人看到“大趋势”飞机的飞行。所以美国空军决定在托诺帕靶场为隐身飞机建立一个新的基地,该靶场位于内利斯综合靶场的西北角,从安全角度来看并不是很理想,距托诺帕镇仅 50 公里,在公共土地上就可眺望该基地。但托诺帕靶场四周的保卫措施很严密,该基地直到 1985 年才被媒体报道,此时已经运转了近两年。

托诺帕基地
  美国空军秘密成立了装备隐身飞机的 4450 战术大队,该大队在表面上看起来是一支以内利斯为基地的 A-7D 部队,其实也不完全错误,该大队确实装备了几架 A-7 用于训练。1982 年 9 月 2 日 4450 大队接收了首架隐身飞机,1983 年搬至托诺帕,当时装备有不满一个中队的隐身飞机和少数 A-7D。1983 年 10 月 28 日 4450 大队形成初始作战能力,此时已拥有 14 架隐身飞机。为了避免被好事者发现,4450 大队都在夜间飞行,在白天所有隐身飞机都被锁在特制机库的大门之后。

第 4450 战术大队队徽
  隐身飞机易于飞行,所以美国空军取消了该机的双座教练型的研制,使用地面模拟器培训飞行员。
  在 1983 年的入侵格林纳达的“急迫暴怒”行动中美国空军曾准备动用隐身飞机。但入侵行动进展迅速,几天内就结束了战斗,隐身战斗机的首次亮相只能被推迟。
  1983 年 1 月美国政府决定动用隐身战斗机对黎巴嫩南部的真主党游击队基地进行打击,作为贝鲁特海军陆战队兵营爆炸案的报复行动。在行动准备期间,托诺帕 4450 大队处于戒备状态,有 5—7 架隐身战斗机全副武装并在惯导系统中输入黎巴嫩目标的参数,这些飞机从托诺帕飞至加州南部的默特尔比奇基地的保密机库,在此逗留 48 小时进行人员休整,然后直飞黎巴嫩。但最终国防部长卡斯珀·温伯格在机群起飞前 45 分钟终止了任务。
  1986 年 4 月 4 日“黄金峡谷”行动期间,美国空军在规划空袭的初期也考虑使用隐身战斗机,但又一次因为行动的迅速结束而放弃。

1987 年 1 月 27 日,洛克希德试飞员汤姆·摩根菲尔德驾驶 F-117A 782 号降落时前起落架折断,飞机以机鼻擦地姿态安全停住
  尽管军方的保密措施非常严密,美国国内媒体还是获得了隐身战斗机的只鳞片爪信息。1981 年 10 月《航空周刊》报道了美国空军正在研制一种可用于作战的隐身飞机,有数名目击者声称在西部沙漠的夜空看到了外形奇特的飞机。随着媒体获得的信息越来越多,在整个 80 年代,美国空军拥有一种隐身飞机已成了众所周知的秘密。当然面对媒体关于隐身飞机的询问,五角大楼一概予以否认或干脆“无可奉告”,这只能进一步激起民众的好奇心。
  所有人都以为传说中的隐身战斗机正式编号是 F-19,因为该编号没有赋予给任何已知战斗机。作家汤姆·克兰西在 1986 年出版的《红色风暴》中将隐身战斗机作为了关键角色,他称之为 F-19“幽灵骑士”。一家名为 Testors 的塑料模型公司还发售了隐身战斗机拼装模型,并声称模型具有真实的外形。

F-19 比例模型
  同时隐身飞机继续在内华达沙漠上空进行训练。1986 年 7 月 11 日罗斯·E·马尔海尔少校驾驶第 7 架生产型飞机(尾号 792)训练时在加州贝斯克菲尔德附近撞山。事后发现马尔海尔少校并没有试图弹射,在事故中立即死亡,飞机因严重撞击解体。军方立即向坠机现场派遣了一支搜索队封锁整个区域进行彻底搜索,目的是找到每一片残骸以防泄密。据说该机安装有飞行数据记录器(黑匣子),这对于美国空军战斗机来说有些不寻常。官方从未公布失事的原因,据推测夜间飞行引发的疲劳和神志不清是主要的原因。

第 4450 战术大队的飞行员走向 F-117A 准备开始夜间训练
  关于此次事故,媒体和航空迷间流传着一些奇怪的故事和传闻。有人说马尔海尔少校当时驾驶的是一架苏制米格-23;有人说搜索队挖出坠毁区域长 900 米深 1.8 米区域的土壤并过筛,以确保事后没人能在此发现一片残骸;还有人说为了欺骗可能的挖掘者,搜索队还运来一架已坠毁在格鲁姆湖超过 20 年的 F-101A 残骸,切碎后洒遍整个区域。

马尔海尔少校坠机现场
  1987 年 10 月 14 日麦克·C·斯图尔特少校驾驶第 30 架生产型飞机(尾号 815)坠毁在托诺帕以东的内利斯靶场。在这起事故中飞行员同样没有弹射的迹象,当场死亡。当晚没有月亮,内利斯靶场也没有灯光来帮助飞行员分辨地面与天空,斯图尔特少校可能在高速机动中迷失了方向并一头扎向地面,据说该机在坠毁时已达超音速。
  接连发生的事故和尽快正常运作隐身战斗机需求迫使美国空军考虑改为白天训练,这将需要公开该机的存在,空军原计划在 1988 年初公布隐身飞机,但迫于五角大楼的压力推迟了 10 个月。
  1988 年 11 月 10 日,五角大楼终于承认了传说中隐身飞机的存在,并公布了一张模糊的照片。隐身飞机的秘密被保守了近 10 年之久,军方的保密和欺骗工作相当成,媒体获得的小道消息没有一个是准确的。

美国国防部长助理 J.丹尼尔•霍华德向媒体展示一张模糊的 F-117 照片
  同一天美国空军证实了该机的正式编号是 F-117A,这让所有人都大吃一惊。人们一直都认为该机的正式编号是 F-19,因为按 1962 年生效的军用飞行器编号规则只能是这样。F-111是美国空军使用旧编号规则的最后一款战斗机,1962 年的新规则将空海军的战斗机从F-1 开始重新排序。F-117 引起了新一轮关于该机编号和黑计划的谣言和炒作,到今天仍未平息。既然该机不是 F-19,那么真正的 F-19 是什么?如果 F-117 是沿用旧命名规则,那么 F-112—F-116 又是什么东西?
  这些问题至今仍没有答案,也许 F-117 根本就不是旧编号规则的延续,仅仅源自格鲁姆湖和托诺帕两个秘密基地的飞行日志编号。这两个机场当时也在试飞美国通过各种秘密途径从埃及、以色列、罗马尼亚等国搞到的苏制战斗机,型号有米格-19、米格-21、米格-23和米格-25。这些飞机的飞行日志编号都是“11X”三位数字,逐渐成为了苏制飞机的非正式编号,再后来这些编号前又加上 F- 前缀。F-112—F-116 就分别代表苏-22、米格-19、米格-21、米格-23 和米格-25,美国在苏联解体前购买的那批米格-29编号为 F-118。在内华达秘密基地的隐身飞机,其飞行日志条目编号就是 117,洛克希德颁布的第一版飞行员手册的封面就印上了“F-117A”,据说美国空军不想花上数百万美元重印所有的手册,就采用 F-117A 作为正式编号。还有一个未经正式的说法是该机的正式编号的确是 F-19,但国防部宣布时错将飞行员手册上的 F-117A 作为该机的编号公布了出去。之前约翰逊总统在公布“黑鸟”项目时也犯过类似的错误,他把 RS-71 说成了 SR-71,于是美国空军将错就错采用了新编号。
  在 F-117 正式公布后不久,一位空军发言人在回答关于 F-19 的编号问题时,解释这是为了避免与米格-19 混淆,军方跳过了该编号。最搞笑的说法是诺斯罗普公司导致了 F-19 编号的空缺,诺斯罗普为了使其 F-5 先进改型能用上 F-20 的编号而跳过了 F-19。诺斯罗普认为 F-20 更有利于广告宣传,并想出了口号“F-20——新世代战机的领跑者”,空军也同意了该要求。二战期间也发生了类似事件,通用汽车费舍尔车身分部要求将其“鹰”重型护航战斗机的编号跳过 P-73 和 P-74 改为 P-75,仅仅是为了配合广告口号:“一战看法制 75 炮,二战看费舍尔 P-75”(法制 1897 式 75 毫米野炮是美国陆军在一战时的标志性武器)。
“夜鹰”前传(下)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:“夜鹰”战记
“夜鹰”战记
  1989 年 4450 战术大队解散改组为第 37 战术战斗机联队,下辖第 415、416、417 三个中队。其中第 415、416 装备生产型 F-117A,第 417 中队装备预生产型 F-117A 和用于伴飞和训练的 A-7D,后者最终被 T-38A 和 AT-38B 取代。

第 37 战术战斗机联队的 F-117 四机编队
  1989 年 12 月 19 日,在五角大楼公布 F-117A 后的 13 个月,该机终于参战。在入侵巴拿马逮捕诺列加将军的“正义事业”行动中初期,6 架 F-117A 从托诺帕飞往巴拿马,任务是向奥哈托的巴拿马国防军兵营附近投掷 908 千克炸弹,达到震撼和吓阻巴拿马士兵的目的,使美军地面部队以最小的阻力和伤亡解除其武装。飞行员被要求炸弹距兵营建筑间的距离不得小于 50 米。12 月 19 日夜两架先头的 F-117A 各自将一枚常规 908 千克炸弹投向奥哈托兵营,轰炸看起来达到了预期效果,美军在遭遇微弱抵抗后占领了兵营。但三个月后美国空军发现其中一枚炸弹大大偏离目标,当初进行任务规划时发生了沟通错误,飞行员获得了错误的目标坐标。媒体在这件事情上大做文章,并得出 F-117A 首次任务失败的结论。
  1990 年 4 月 21 日在媒体压力下,五角大楼公布了 F-117A 的更多细节,发布了一批更清晰的照片,并在内利斯空军基地安排了两架 F-117A 进行公开展示。
  1990 年 7 月 12 日最后两架生产型 F-117A 交付美国空军。

“沙漠盾牌”行动中部署在哈米斯•穆沙伊空军基地的 F-117A
  在“沙漠风暴”行动中 F-117A 证明了自身的价值。1990 年 8 月 2 日伊拉克入侵科威特,1990 年 8 月 19 日第 37 联队第 415 中队开赴沙特,随后第 416 中队也赶来增援,1991 年 1 月第 417 中队的部分人员和飞机也部署到了沙特。1991 年 1 月 17 日联军向伊拉克军队发动空袭,拂晓 37 联队的 F-117A 打响了对伊空袭的第一枪。F-117A 负责轰炸有重兵防守的伊拉克指挥和控制中心等战略目标,以及关键通信中心,研究和发展核武器和化学武器的设施、伊拉克机场的加固飞机掩体等重要目标。战争首夜一架 F-117A 将一枚 908 千克激光制导的 GBU-27“铺路III”炸弹投在了巴格达市中心电信电报大楼的屋顶上,在另一次对底格里斯河畔通讯建筑的轰炸中,一枚 GBU-27 从屋顶中央的通气口钻入穿透了四层地板才爆炸。在空袭的头三周,F-117A 以前所未有的精确度摧毁了许多加固目标。第 37 联队执行了 1,271 架次任务,任务出动率 85.5%,43 架 F-117A 投下了超过 2,000 吨的精确制导武器,包办了 40% 的高价值目标。没有 F-117 被击中,击落,或因机械故障损失,伊拉克机载和地面雷达无法探测或跟踪 F-117A,F-117A 的隐身性能表明该机可以在最危险的环境中生存。

“沙漠风暴”行动中准备出击的 F-117A
  1991 年 4 月,大多数 F-117A 从沙特返回内利斯基地,仅余数架留在沙特。美国参议员军事委员会一度想增购 24 架 F-117A,但是被空军以其技术“老旧过时”为由而否决。

“沙漠风暴”行动首夜,F-117A 立下了汗马功劳
  1994 年洛克希德提出研制 F-117N 海军型以取代被取消的 A-12 攻击机。这给洛克希德公司带来了一系列挑战,该机在安装弹射挂钩和尾钩的同时还要具有完整的隐身外形,为了从航母上以重载弹射起飞,该机必须安装带加力燃烧室的发动机,这需要重新设计整个复杂的尾喷管系统。此外该机的 RAM 涂层还要能够经受盐雾的腐蚀。但最终 F-117N 方案未被采用。

F-117N 方案
  F-117A 还参加了北越空袭南斯拉夫的“盟军行动”。行动最初阶段的目标是南斯拉夫的综合防空系统,北约空军进行了 400 多架次的空袭。在最开始的两次夜间行动中,北约轰炸了南斯拉夫和科索沃全境的 90 个目标。新墨西哥州驻霍洛曼空军基地第8远征战斗机中队的 F-117A“夜鹰”参加了轰炸巴尔干目标的北约行动,1991 年 3 月 27 日一架 F-117A 在南府拉夫被地空导弹击落。几小时后美军搜救队在贝尔格莱德郊外救回了飞行员。这是首架也是唯一一架被击落的 F-117A。1999 年 1 月 1 日国防部长科恩又命令 12 架 F-117A 参与“盟军行动”,使参加行动的 F-117A 总数达到了 24 架。

F-117 残骸

击落 F-117 的情景
  F-117 的绰号有“飞盘”、“夜鹰”、“摇晃的小鬼”,在很长一段时间里 F-117A 都没有正式的绰号。飞行员们常称其为“黑色喷气机”。最后“夜鹰”最终当选为该机的正式绰号。
“夜鹰”前传(下)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:细品 F-117A
细品 F-117A
  F-117 主体结构使用传统的铝合金制造,尾喷管系统中使用钛合金制造。F-117 的多面体钻石隐身外形对制造夹具的精度要求是传统飞机的十倍。
  F-117 整机涂覆 RAM 涂层,RAM 材料的确切组份至今仍是机密,据说是高分子粘合剂与铁磁性颗粒的混合物。F-117 一开始也是使用 RAM 毡,将液态 RAM 涂料喷涂在极细的金属网上,凝固后就成了轻薄可揉曲的薄片,如此一来就可以依照机身裁切出合适的形状,然后粘贴到机体表面,之间的细缝必须事先填补整平后再用喷枪将涂料喷上,机身上的铆钉等突出部分同样地也要用类似方法处理。
  F-117A 服役后美国空军专门建立了一个 RAM 涂料喷涂工厂,以提供统一的和精确的 RAM 施工。为了防止有人接触稀释 RAM 涂料的剧毒溶剂,工厂内生产过程全自动化。在喷涂过程中,F-117 就像是被架在烤炉上的火鸡,慢慢翻转以便让计算机控制的喷嘴阵列均匀喷涂。在每一次的飞行都要彻底检查过机身,如有瑕疵需要地勤操作喷枪修补,以避免影响隐身性能。

在进行低温测试的 F-117
  F-117 的 F404-GE-F1D2 涡扇发动机安装在三角形机身两侧的舱室中,进气口为菱形,覆盖雷达屏蔽栅格,可避免雷达波进入进气道照射涡扇叶片形成强反射。栅格的孔距比多数雷达的波长都要小,同样喷涂了 RAM 涂料以进一步减小了雷达的反射。少量进入进气道内的雷达波也会被内壁的 RAM 涂料吸收掉。由于栅格影响了进气效率,所以在进气道顶部都布置了一个大型辅助进气门,在滑行、起飞和低速飞行时增加进气量。F-117 进气栅的防冰问题一直很棘手,密集啥栅格很容易结冰,这会阻塞进气口进一步降低进气效率。为此安装了电热除冰系统,同时在机身两侧安装了照明灯方便飞行员在夜间飞行中监控除冰操作。

进气口屏蔽栅格
  F-117 另一个不同寻常的特征是尾喷管。与进气口一样,扁平的二元平行四边形尾喷口也布置在飞机翼弦平面上方,使发动机排出的热气能迅速地与大气混和后降低温度,尽可能降低喷气的红外辐射,F404 的旁路气流也有助于冷却整个喷管系统。整个尾喷管单元与发动机连接的一端为圆形,然后逐渐过渡为扁平的槽状喷口。喷口被每块面积为 39 平方厘米的 12 个隔板分割,这些隔板可以阻挡后方的雷达波进入发动机,同时也提高了喷口的强度。F-117 的机身后缘向后向上延伸,从后方和下方遮蔽尾喷口。尾喷口后部的机身后缘上表面覆盖了耐热陶瓷,尽管耐热陶瓷会反射红外辐射,但比起只会吸收红外辐射的金属结构来说,红外隐身的效果要好一些。尾喷管系统十分复杂,在设计中采用了可滑动部件和石英陶瓷以避免热膨胀导致的喷口变形。该喷管系统达到了设计目的,洛克希德说该系统是整个 F-117A 项目中设计难度最高的部件之一。

F-117 的尾喷口细节
  典型战斗机的迎面 RCS 是 5 平方米,如果雷达照射到涡轮叶面上,或在机身某部位形成角反射的话,雷达截面积还会突然增大。F-117A 依靠多边形机身和 RAM 涂料,其 RCS 在 0.01~0.001 平方米之间,仅相当于一只小鸟。这意味着普通雷达在超过 13—26 公里的距离后就无法探测到 F-117。
  F-117 的机尾安装了一副全动 V 尾,以提供方向操控并增加方向稳定性。与普通 V 尾不同,F-117A 的 V 尾没有俯仰操纵功能。每片尾翼由固定底座和全动舵面组成,两者的接合面为“Z”字形,这是根据隐身技术原则设计的,可避免舵面转动时由于直边而形成的角反射。与机翼和机身一样,V 尾的外形也是由多边形组成的。

与普通 V 尾不同,F-117A 的 V 尾没有俯仰操纵功能
  在“海弗兰”上,垂尾是向内倾斜的,以垂尾遮蔽喷口向上的红外辐射。且因为垂尾是固定在机翼桁条上,所以结构效率也比较低。但是在试飞中却发现垂尾反而成了将红外辐射向地面反射的反射镜,使飞机更容易从下方被发现。隐形必须将正面和下表面的可观测性降到最低,而对飞机上半球的要求低一些。因此 F-117 放弃了垂尾对喷管上方遮蔽,改用 V 尾并将垂尾进一步后移。
  “海弗兰”机翼前缘的后掠角是 72.5 度,展弦比很小,导致飞机的载荷-航程性能很低。为了增加性能,F-117 的机翼前缘后掠角减小至 67.5 度,机翼后缘的有 4 片副翼,所有操纵翼面都是多边形外形,副翼铰链被柔性 RAM 材料覆盖,上下偏转角度正负 60 度,方向舵可左右各偏转 30 度。副翼用于控制俯仰和滚转,V 尾用于控制方向。F-117 降落迎角 9 度,由于副翼并不能做为襟副翼使用,所以接地速度相当高。

F-117 只有副翼,没有襟翼,着陆速度相对较高
  “海弗兰”的三角形风挡中间有隔框,会遮挡 HUD,所以 F-117 的风挡中央增加了一片三角形平板玻璃,并与机鼻一起形成一个迎面的大三角形。同时为了获得良好的下方视界,F-117 提高了机鼻的倾斜角度,出于气动和隐身的考虑在机鼻前方增加了一个尖锐的小三角椎,这些改动导致 F-117A 的雷达截面积稍稍增加。

F-117A 的正面
  F-117 的三角形座舱盖与风挡合为整体,体积巨大且非常沉重。座舱盖上镶有 5 片有机玻璃,其中前方三片,两侧两片。座舱盖的上下视界有限,没有后方视界。座舱盖向后掀起打开,前缘为锯齿状,可减弱座舱盖和机身之间的接缝引起的雷达反射。5片玻璃都经过了特殊处理,表面有黄金色镀膜,以避免雷达波进入座舱形成强反射。F-117 座舱内安装了麦道公司的 ACES II 弹射座椅,与 F-15C/D 使用的相同。

F-117A 的座舱
  座舱主控面板上安装有两个 5 英寸 CRT 显示器,前视红外/下视红外(FLIR/DLIR)系统的 CRT 显示器为 12 英寸。在晴朗夜间的低空飞行中,飞行员主要依靠 FLIR/DLIR 显示器进行操纵。
  F-117 与海弗兰一样是三轴不稳定的飞机,只能依靠线传系统来飞行。线传系统与 F-16 的类似,是四余度结构,有 4 个各自独立且功能相同的信道。飞控计算机不断对比 4 个通道的信号,如果有一个通道的信号与其它通道不同,计算机就判定该通道出了故障并自动予以关闭。如果在极端情况下 4 个通道同时出故障的话,飞行员只能跳伞了。
  因为该机不能使用任何雷达导航设备,线传系统只能通过 4 个独立的空速管来获得空速和迎角数据。空速管为菱形截面,尖端为金字塔形,头部的 4 个面各开有一个小孔,根据每个孔的不同读数来计算出空速、俯仰和偏航角度。四余度线传系统每个通道都有独立的空速管。这些设计精巧并保持飞机隐身性能的空速管也是洛克希德设计该机时的难题之一。

4 个独立的空速管
  F-117 与海弗兰的另一个不同之处是弹舱。由于隐形飞机不允许外挂武器或者副油箱,所有载荷只能内置。F-117 的弹舱布置在机腹中部,有两个舱室,都有单独的向内侧下方打开的舱门,舱门前后缘同样为锯齿结构。弹舱可挂载 2,300 千克武器(每个舱室 1,150 千克)。
  F-117 可挂载两枚 GBU-24“铺路 III”、GBU-27“铺路 III”908 千克激光制导炸弹(LGB)、或两枚 GBU-12“铺路II”227 千克 LGB、或两枚 BLU-109 深穿弹、或两枚 AGM-130 空地导弹。其中 GBU-10“铺路 II”是在通用 908 千克 Mk 84 高爆炸弹基础上安装引导和尾翼组件而构成,4 片可折叠弹翼在内的尾翼组件可使炸弹进行短距离滑翔,引导头组件包括激光寻的头、制导电子设备和操控弹翼。GBU-24“铺路 III”是“铺路 II”的改进型,增大了尾翼,改进了制导系统,具备低空投掷能力,进一步增大了滑翔距离。BLU-109 深穿弹的外壳使用高硬度钢材制造,在爆炸前可穿透厚度 1.8 米的钢筋混凝土工事。在对付软目标时,BLU-109 可钻入地下爆炸,制造类似地震的地震波来摧毁目标。F-117 尽管不是为核任务设计,仍可挂载两枚 Mk 61 核弹。在转场时,F-117 的弹舱内可安装两个副油箱。

GBU-27“铺路 III”908 千克激光制导炸弹

F-117A 打开的武器舱门与伸出的挂架,注意站在飞机上的人脚穿鞋套以避免破坏涂层
“夜鹰”前传(下)——隐身技术的发轫与F-117“夜鹰”:细品 F-117A 2
  F-117 不具备空战能力,没有雷达,没有内置机炮,没有空空导弹。美国空军的官员们曾考虑过在 F-117 上安装 AIM-9 响尾蛇空空导弹,飞行员们甚至训练过如何发射这些导弹。该机的隐形性能使得其难以被雷达制导空空导弹锁定。
  F-117 无法用雷达进行导航、武器瞄准和投放,因为雷达信号会暴露隐形飞机的位置。出于低空飞行和武器瞄准的需要,F-117 安装了前视红外(FLIR)和下视红外(DLIR)系统。都为德州仪器公司制造的。FLIR 安装在风挡下方的机鼻凹龛内,是一个容纳有双视场传感器的转塔,在不用时会自动向后旋转 180 度以避免异物损伤传感器镜头。DLIR 转塔安装在前机身底部前起落架右侧凹龛内。FLIR 和 DLIR 凹龛都被 RAM 屏蔽网覆盖,边缘为锯齿状,所有紧固螺丝都被 RAM 材料抹平。DLIR 集成了为激光制导武器照射目标的目标激光指示器。FLIR/DLIR 被统称为红外搜索指示系统(IRADS),激光指示器伺服于红外系统,照射到地面的激光光斑大约直径 30—45 厘米,IRADS 可提供稳定的激光照射。


前视红外(FLIR)和下视红外(DLIR)
  F-117 安装了高精度惯导系统(INS),该系统的核心是静电支承式陀螺仪。在没有装备 GPS 前,F-117A 依靠 INS 导航至目标附近,然后使用 FLIR 的宽视场模式搜索目标,红外图像同时显示至 HUD 上。一旦确定目标后,飞行员就将 FLIR 切换至窄视场模式锁定目标,目接近 FLIR 最低视界时,系统自动启用 DLIR 继续截获和锁定目标。飞行员实施攻击投下“铺路”炸弹后,DLIR 会一直保持对目标的激光照射直到炸弹击中目标。美国国防部公布的 F-117 视频显示该机能在 7,600 米高度击中直径一米的地面目标。

F-117 精确打击巴格达重点目标的画面
  由于 F-117 没有襟翼,着陆速度很高(160 节),所以该机安装了减速伞。机尾上方有菱形减速伞舱门,减速伞在前起落架接地时放出。在紧急情况下减速伞也可作为抗尾旋伞来使用。


减速伞安装在垂尾前方的舱室内
  F-117 机背安装了空中加油口,座舱顶部有夜间加油照明灯,在夜间空中加油作业中可提供照明。中等高度空中加油作业是 F-117A 难度较大的飞行科目之一,因为 F-117A 经常需要在夜间任务中进行加油,并且座舱盖遮挡了飞行员的上方视界,他无法看见加油机的加油杆。

海湾战争中,F-117 在进行夜间空中加油
  F-117 采用前三点式单轮起落架,都向前收入机身。起落架舱门都为菱形。空速管之后的机鼻上方安装了一组可伸缩通讯天线,在普通任务中天线可伸出,在夜间隐身任务中天线必须缩回。平时机身两侧可安装雷达角反射器,以便在转场和飞行训练中保证安全。在“沙漠风暴”行动中有几起 F-117 被雷达跟踪的报告,可能就是安装了角反射器的缘故。

角反射器
  1991 年由于喷管系统存在维护性不佳的问题,美国空军决定为 F-117A 更换包括机身后缘喷管延伸段在内的新型喷管系统。新喷管系统使用了新型隔热板、新的气流通道、密封性和耐高温性能更好,改善了可维护性。
  1987 年一架 F-117A 在试飞中飞掉一个垂尾,最终安全着陆。在此事故后,生产中的 F-117 都更换了碳纤维复合材料 V 尾,已生产出的飞机同时接受改装。由于波斯湾部署中断了早期型 F-117A 的垂尾改装,所以部署到波斯湾的 F-117A 大多数还是全金属垂尾。
  1990 年代初,F-117A 增加了自动油门控制仪,可使飞机在预定的时间精确飞抵目标。但该项技术没有来得及在“沙漠风暴”行动中使用。
  2001 年 4 月美国空军开始实施F-117升级项目,采用了先进航电和显示技术。原先的 SPN/GEAS 被环形激光陀螺和 GPS 接收机取代。为了提高飞行员的态势感知能力,增加了一个霍尼韦尔公司的集成有哈里斯数字移动地图的彩色多功能显示器,另外还有两个用于调用数字地图、目标图像或目标识别图的 CRT 多功能显示器。新的液晶显示器数据输入面板允许飞行员选择使用 256 项航电功能。新座舱的设计在最大程度上减小了飞行员夜间迷航的可能性,而夜间迷航被怀疑是两起 F-117 事故的罪魁祸首。
  当 F-117A 首次暴露在“阳光”下时,在垂尾上标有三位的数字编号。编号从 780—844 按顺序排序。这些编号估计是洛克希德的生产序列号而不是美国空军序列号。780—784 是 FSD 飞机,785—844 是生产型飞机。当时美国空军的飞机在垂尾上都标有尾码,由该机采购财年的后两位加上空军序列号的后三位组成,F-117A 只标生产序列号的做法是为了保密。最终 F-117A 还是使用了美国空军的标准序列号格式,以生产序列号为基础加上 79—88 的财年编号,而 F-117A 的真正序列号至今仍是秘密。
尾声
  2005 年 12 月 28 日美国空军提交项目预算决定 720(PBD 720),提议于 2008 年 10 月前将 F-117 全部退役,以购买更多的 F-22A。PBD720 要求 10 架 F-117 在2007年退役,余下 42 架在 2008 年退役,同时声明由 B-2、F-22 和 JASSM 等新一代隐身飞机和武器取代 F-117。
  为什么要淘汰 F-117?美国空军这样解释,F-117 名为战斗机,但其毫不具备空战能力,充其量也就是一个轻型轰炸机。F-22 的隐形性能是 F-117 的 2 倍,生存能力比目前的常规飞机提高 18 倍,作战效能是 F-15 战斗机的 3 倍。这意味着 F-117 所能执行的任务 F-22 可以全部替代。另一方面,F-117 作为第一代隐形战斗机,美军在开始研制时就把其定义为隐形作战的初步尝试,并没有赋予更多的使命。F-117 开辟了隐形战斗机的先河,领导世界军事进入了隐形时代,已经光荣地完成了使命。
  2006 年末,美国空军关闭了 F-117 的飞行员训练学校,并宣布了 F-117 的退役。最先退役的 6 架 F-117 于 2007 年 3 月 12 日在美国霍洛曼(Holloman)空军基地举行的纪念仪式上进行最后的飞行。2009 年 2 月,美国空军安排了壮观的 25 架 F-117 编队飞行欢送这种划时代的飞机。与绝大多数空军飞机退役后都被送往戴维斯-蒙森空军基地不同,F-117 则被封存在托诺帕,机翼被拆卸下,机身则存放在从前所在的机棚内,一旦有需要,可很快重返蓝天。



F-117 的告别飞行

[ 本帖最后由 不识字 于 2016-4-28 22:04 编辑 ]
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隐身飞机的鼻祖

目视隐身还是比较可爱的想法,记得不仅是飞机、当年陆军也这么搞过,好像是蒙哥马利专门请导演把地面的坦克全部“变没了”

雷达是二战胜利不可或缺的功臣,闪电战之所以奏效不仅在于坦克的碾压、而且在于德军使用了前所未有的“武器”——飞机。虽然形式简陋,但制空和零防空在当时可是不得了的事情,就好像如果现在发展用卫星攻击估计也没有多少人能想到(当然有拦截导弹了,不过我的设想是用卫星攻击卫星)
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在F-117之前,没有人对什么是隐身战斗机有概念,因此它是划时代的,没争议的

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看了楼主的大作,才了解隐形飞机的发展史,原来也是这么的不容易啊!也是,技术的进步是随着科技的发展,人们的认知和需求,一点一点的进步的,也没有什么一蹴而就的成果啊!真不容易啊!这么看来,我们国家想要追上,也得费不少力气和金钱啊!

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F117A应该算是人类航空史上的一个里程碑,虽然其在美国空军中的地位远不如B2,但它开创了隐身攻击机的先河。F117A那特殊的外形曾经深深的吸引过正在上学的我,印象深刻啊!

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美国的武器研究太超前了,都不知道他们现在在研究什么

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自己一直很喜欢F117,就算现在多少已经过时了,可是还是认为它是最帅的隐形战机,F22也比不上,超级科幻感的外形实在吸睛,希望对其继续改进或再开发,如此战机2如果淘汰了实在可惜

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F117基本上算是一款比较超前的过渡性武器!

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最新的消息是所有F-117的飞机都将近期进行拆卸销毁了。可能维护保养的费用太大了。第一代用于实战的隐形战机终于完成了其荣耀的历史使命。

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这样一款传奇的隐身战斗机,虽然是没有大红大紫,但对世界各大国发展隐身战机是有一个指路标的作用的

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