夜鷹傳說--美國F-117隱身攻擊機史話

二戰結束後，各國防空雷達與防空導彈系統的高速發展，直接影響到了軍用飛機的設計與研製。雷達發射出的電磁波織成了無形的監視網，將空中的幾乎一切飛行物都盡收眼底。然而，航空技術的發展，使得航空器規避敵方雷達探測成為了可能。隱身作戰飛機的出現，開啟了軍用航空史新的篇章。本期文章，將為各位介紹世界第一種隱身作戰飛機：美國洛克希德F-117隱身攻擊機的故事。

開端：一篇來自北極熊的論文

1964年，一位名為彼得·雅克列維奇·烏菲莫切夫的蘇聯數學家在《莫斯科學院無線電工程學報》中發表了一篇名為《物理衍射理論中的邊緣波行為》的論文。他在這篇論文中首次提出：物體對雷達電磁波的反射強度和物體的尺寸大小無關，而和邊緣布局有比例關係。烏菲莫切夫說明了如何計算飛機表面和邊緣的雷達反射面。從他的理論可以得出一個結論，即使是一個很大的飛機，仍然可以通過合理的設計來極大地削減其發出的雷達信號的強度，從而使飛機在雷達屏幕上實現「隱身」。這位蘇聯數學家在不經意間，已經踏進了現代航空器隱身理論的大門。

烏菲切莫夫的理論並沒有引起蘇聯軍方的足夠重視，蘇聯人認為，要想實現烏菲莫切夫的隱身理論，飛機需要設計成一個頗為奇葩的靜不穩定氣動外形，在電傳飛控還不成熟的時代，這樣的氣動外形難以保證飛行安全。然而，烏菲莫切夫的論文得到了對手的高度注意。當時負責搜集對外軍事技術情報的美國空軍外國技術研究室發現了烏菲莫切夫的這篇論文，馬上組織人手對他發表過的論文和相關刊物書籍進行翻譯整理。

對於冷戰中的美國空軍而言，研製裝備一種能夠規避蘇聯防空雷達的監視，深入蘇聯境內執行攻擊任務的作戰飛機，一直是其重要的研究方向之一。在越南戰爭中，美軍轟炸機面對蘇制防空導彈系統時遭遇了不小的損失。要想深入敵方領空有效攻擊目標，往往需要執行電子對抗任務的」野鼬鼠「戰機進行電子干擾或是發射反輻射導彈摧毀敵方雷達，而執行」野鼬鼠「任務的飛機也要面對敵方戰鬥機和防空高炮/導彈的威脅，研製隱身作戰飛機的需求日益強烈。

執行野鼬鼠任務，掛載「哈姆」反輻射導彈的F-4G戰鬥機

從」海弗藍「到」高級趨勢「--F-117的早期研製

1975年，美國國防部先進研究項目局（DARPA）正式啟動了隱身作戰飛機的絕密研製項目，代號」海弗藍「（Have Blue）。在項目的具體執行方上，DARPA選擇了洛克希德公司的」高級開發項目「，即研製了著名的U-2、SR-71」黑鳥「等著名機型的」臭鼬工廠「。

「臭鼬工廠」研製的三種代表機型：F-117A，U-2和SR-71高空偵察機

海弗藍項目的目的，主要是驗證飛機隱身理論的可行性和對飛機氣動外形的測試評估。因此，臭鼬工廠製造了2架體積稍小的原型機。為了縮短隱身飛機的開發時間，節省開發經費，臭鼬工廠的著名設計師和管理專家凱利·約翰遜決定在這一項目上大量使用現有飛機的成熟技術。他拿來了T-38A教練機的發動機、F-16戰鬥機的電傳飛控系統、A-10攻擊機的起落架，等等。通過結合現有的技術和組件，臭鼬工廠預計能把每架原型機的研製經費控制在3500萬美元左右。

海弗藍項目中用於電磁環境測試的機體模型

海弗藍項目1001號原型機

1977年12月1日，」海弗藍「項目的原型機實現首飛，但第一次首飛時，飛行員發現「海弗藍」的飛行品質非常差，在飛機降落時突發起落架收放的故障，最終迫使飛行員跳傘，飛機殘骸則在事後被徹底燒毀。此後第二架原型機的試飛取得了成功，經過測試，附近的雷達屏幕上根本看不到飛機的蹤影，初步證明了」海弗藍「的氣動外形滿足了隱身需求。國防部對」海弗蘭「取得的進展相當滿意，當即追加研製經費，將正式的隱身作戰飛機研製項目委託給了臭鼬工廠，項目代號：「高級趨勢」(Senior Trend)。

1978年11月1日，國防部正式決定生產F-117A，飛機總設計師為本·里奇（Ben Rich）。里奇找來了洛克希德公司的數學顧問比爾·希羅德爾，以及一位計算機科學家丹尼斯·奧瓦霍塞，他們的這個團隊應用了烏菲切莫夫的隱身理論，編寫了一個名為」回聲「的計算機程序，用於進一步計算和驗證飛機的氣動外形。經過計算，F-117A的氣動外形可以過濾掉99%的雷達波。

F-117的總設計師：本·里奇，後來也參與了F-22隱身戰鬥機項目的研製

此後，F-117的研製工作十分順利，首架YF-117A於1981年6月18日在位於內華達州格魯姆湖附近的美軍基地成功首飛，首架量產型F-117A於1982年交付美國空軍第4450戰術戰鬥機聯隊，一年後就形成了作戰能力。

天下沒有不透風的牆，美軍正在研製隱身飛機的傳聞終究還是通過愛搞大新聞的西方記者之口傳到了大眾的耳中。面對外來目擊者的證言和輿論的質疑，國防部可謂是煞費苦心地進行了戰忽工作，在極力否認F-117項目存在的同時，還拿出了一個所謂的F-19的下一代戰機模型來糊弄媒體，才算是讓媒體和大眾停止了對F-117項目的關注。

F-117的設計：我們是如何躲開雷達的眼睛的

F-117能實現隱身，首先要歸功於它那雷達反射截面(RCS）極低的獨特的多邊形鑽石氣動外形。F-117最初的設計按隱身要求進行最優化，由於只能採用多面體泡麵形狀，結果得到了一個扁平、尖銳的菱形升力體，沒有機翼和尾翼，進氣道在背部，扁平的尾噴口，通過儘快地把熾熱的噴流和周圍的冷空氣混合，降低紅外特徵。但這樣的外形基本不可能飛起來，被他們內部戲謔為「毫無希望的方塊」。於是臭鼬工廠的設計師們只能把前緣向後延伸形成機翼，同時增加了向內傾的雙垂尾，這樣設計的垂尾可以遮擋尾噴管向上方的紅外輻射。

F-117A沒有採用任何的外掛架，採用內置彈艙，就連通訊天線也設計成可收放式，以最大限度減小RCS面積。

對外展示的F-117A，可以看到其尾部細長扁平的尾噴口

同樣是為了降低RCS而安裝的格柵式進氣口

此外，美軍還專門研製了F-117專用的黑色隱身塗料（RAM），以吸收照射到機身上的雷達波。但這方面的資料至今依然是美軍的高度機密。

經過大量細緻的工作，F-117A的RCS面積僅為0.001平方米（註：由於數據保密，此項數據目前仍存在爭議），隱身性能相當優越。F-117A的多邊形平面隱身外形，主要還是受到了當時計算機技術的限制，在超級計算機出現後，對曲面的計算取得了長足的進步，所以在後來的B-2隱身轟炸機項目上才能運用曲面流線型的隱身外形。

但同時，為了滿足隱身性能，F-117A犧牲了包括機動性、飛行速度、載彈量等大量其他性能，一旦被敵方防空導彈系統追蹤攻擊，很可能會陷入險境。

為了減輕飛行員的疲勞，F-117A的駕駛艙被設計得相當寬敞，但由於氣動外形的影響，駕駛艙後部視野基本為0

為了避免發出的雷達電磁波被敵方探測，F-117A並沒有安裝機載雷達，而是在機腹和機鼻安裝了紅外/激光搜索轉塔，其機鼻上安裝的為前視紅外裝置(FLIR)，用於低空飛行和武器系統瞄準目標

美軍地勤正在為F-117A掛載GBU-27型2000磅激光制導炸彈。由於內置彈艙限制，F-117A一般只能帶2枚2000磅激光制導炸彈

「夜鷹」出擊：F-117的實戰

1989年12月，美軍為了保住美國在巴拿馬運河的既得利益，發起了入侵巴拿馬的「正義事業行動」。裝備F-117A的空軍第37戰術戰鬥機聯隊接到命令，派出6架F-117A突襲巴拿馬國防軍軍營和巴拿馬城的國際機場，這成為了F-117A的首次實戰。作戰進行得相當順利，具有絕對優勢的美軍基本沒有遭遇什麼像樣的抵抗就讓巴拿馬國防軍繳械投降了。

F-117第一次大規模參與實戰是在1991年的海灣戰爭期間，1990年8月19日，第37戰術戰鬥機聯隊下屬的43架F-117A開赴沙烏地阿拉伯，1991年1月17日凌晨，F-117A首次出擊，攻擊伊拉克軍隊的通訊指揮中心、混凝土機庫等大量高價值目標，同時也拉開了「沙漠風暴」行動的序幕。為了規避伊軍的導彈和高炮，F-117A均在夜晚出擊，在戰爭第一夜就成功抵達伊拉克首都巴格達上空，並成功命中巴格達市中心的電信電報大樓。

在整場戰爭中，F-117總共飛行了約1300架次以上，擊中了1600多個高價值目標，佔全部目標的40%，總投彈量超過2000噸，總飛行時間超過6900小時。實戰證明，伊軍防空雷達根本無法有效探測和追蹤F-117A的行動，對於夜鷹的襲擊毫無對策。F-117A的空襲行動為多國聯軍迅速取得戰爭勝利起到了重要作用。

海灣戰爭中，正在接受空中加油的第37戰鬥機聯隊的F-117A

然而，夜路走多了總會遇到鬼，再怎麼神秘的高性能裝備，終究會遇到被克制的一天。但美國人沒有想到這一天居然來得如此之快。1999年3月24日，以美國為首的北約空軍對南聯盟發起大規模空襲行動，駐紮在義大利的24架F-117A也奉命參與了對南聯盟的空襲行動。夜鷹們的飛行員都認為這樣的任務是小菜一碟，憑藉夜鷹的高隱身性能，南聯盟落後的蘇制防空雷達根本不足為懼。

但此時的南聯盟軍隊裝備有捷克生產的新型防空雷達系統：「維拉-E」無源探測雷達系統。無源雷達的特點在於：雷達本身並不發射能量波，而是被動地接收目標反射的非協同式輻射源的電磁信號，對目標進行跟蹤和定位。這一特性使得雷達系統的隱蔽性極強，執行野鼬鼠任務的北約戰機也很難用反輻射導彈及時摧毀雷達系統。

捷克「維拉-E」無源探測雷達系統

1999 年 3 月 27 日夜，一架編號為82-806的F-117A正飛行在南聯盟的領空上，飛行員戴爾·茲爾科剛剛完成攻擊任務，準備返回義大利的空軍基地，突然，一枚蘇制薩姆-3防空導彈朝他飛來，根本不會想到會被防空導彈盯上的茲爾科上尉在座機被導彈擊中後只得跳傘，落地後有驚無險地躲過了南軍的搜查，最終被美軍直升機救走。

茲爾科的F-117A是如何被擊落的，其具體作戰細節至今眾說紛紜，沒有確切的說法，比較大的可能是南軍利用「維拉」無源雷達發現F-117A後，其附近的南軍第250防空導彈旅在短時間內迅速打開雷達瞄準發射導彈，最終將其擊落。無論細節如何，「夜鷹」被擊落已經成為不爭的事實。這一消息迅速傳遍世界，「夜鷹」的不敗神話終於被打破了！在此次事件後，美軍只得停止讓F-117A繼續在戰區執行空襲任務，並增派更多的電子戰飛機進入戰區執行反雷達任務。

茲爾科的F-117座機艙蓋殘骸，其飛行頭盔和彈射座椅被一同展示於如今塞爾維亞首都貝爾格萊德市的航空博物館內

在2003年的伊拉克戰爭中，「夜鷹」們再次走上戰場，對伊軍的數個重要目標展開空襲。然而，隨著美軍精確打擊武器的不斷增加，F-117的地位早已不如以前，而且這種採用70年代的技術的飛機早就被人看成了老古董，留著只是浪費納稅人的錢罷了。2008年4月，美軍服役中的F-117A全部退役完畢，進入封存狀態或是進入博物館頤養天年。世界上第一種隱身戰機F-117，經過了30多年的服役生涯，終於光榮退休。雖然夜鷹們存在這樣或者那樣的缺陷，但它們作為隱身飛機領域的先行者，開啟了軍用航空的新時代，其在航空史上的地位乃是不容忽視的。

參考文獻與資料：

Bill Sweetman,James Goodall.《Lockheed F-117A-Operation and development of the stealth fighter》

James Goodall,Don Greer.《F-117A Nighthawk》

李志.美國「夜鷹」的蘇聯教父——現代隱身理論的奠基人烏菲莫切夫的傳奇經歷.《航空世界》2014年第8期

「夜鷹」前傳（上）--隱身技術的發軔與F-117「夜鷹」

Lockheed F-117 Nighthawk

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