等离子体隐形技术 黑科技还是科幻?
(图/腾讯网)
不久前港媒《南华早报》报导,中国大陆的等离子体隐形技术获得突破性进展,可以在战机雷达回波信号最强的地方覆盖一团等离子云,而且能随时打开与关闭。一旦打开,这架战机就将从雷达幕上消失。
这描述让人想起早期《太空争霸战》影集中的情节:启动隐形装置的克林贡外星战舰潜行到联邦星舰附近,突然现形对星舰发射大量光子鱼雷;遭到偷袭的联邦星舰连防护罩都来不及打开就濒临瓦解,舰长下令弃船,船员们蜂拥跑向救生艇,舰长则留在舰桥稳定船身,决心与星舰共存亡。以下模拟一个类似上述星战情节的作战情境,来说明这在战略上的意义。
随着台海安全环境的恶化,美、中之间的战争迫在眉睫。某天,位于冲绳的美军嘉手纳空军基地雷达突然出现大批解放军战机,F-15战斗机群立刻起飞拦截,快接近目标时敌机却突然从雷达幕上消失,当F-15机群还在空中巡弋不知发生什么事,就接到基地遭到大批飞弹攻击的讯息,机群立刻掉头返回基地,此时被雷达锁定的警告声突然响起,长机环顾四周,发现僚机一架一架被击落。第一岛链,甚至远到第二岛链的制空权,就此落在解放军手中。
等离子体的隐形效果,是进入外太空的太空船返回地球时发现的。太空船进入大气层后通讯中断,与指挥中心失联,雷达幕上也看不到。事后研究,是由于太空船速度太快,与空气剧烈摩擦,以致温度升高在太空船周边形成等离子体鞘套,而吸收、衰减、折射、反射、散射电磁波,我们用「吞噬」这个词汇来形容好了。电磁波被等离子体吞噬后无法传出,无线电无法通讯,雷达也搜索不到,必须等升起降落伞,太空船速度降低后才恢复。这就是所谓的「黑障」。
黑障造成飞行器重返大气层的困扰,但也给科学家们灵感,如果能在战机外包覆一层等离子体,不就能让战机在雷达幕上消失吗?冷战时期美国与苏联竞争激烈,双方都竞相投入这个技术的研究。
然而美国很快发现,这个理论上行得通,实验室也做得出来的技术,落实到武器化时却困难重重。高耗能与设备巨大的问题始终无法解决。1970年代美国终于放弃,改采特殊造型降低雷达反射面,同时用特殊涂料减少雷达回波的方式设计隐形战机。全平面造型的F-117战机于是出现,并且在1990年的第一次波斯湾战争中大放异彩。
不过全平面造型的隐形效果是牺牲气动力性能换来的。F-117飞不快也飞不远。之后随着电脑科技的发展,科学家可以更精密的计算雷达回波,于是在两者间取得平衡的F-22与F-35落地,开启第五代战机先河。现在中国歼20与俄罗斯的SU-57等隐形战机虽然出现,一般仍认为美国的F-22与F-35是最佳五代战机。
俄罗斯则一直没有忘情等离子体技术,苏联解体后仍继续研发,也曾传出突破的消息, SU-57据传就用上了等离子体技术。不过,从俄乌战争中俄国空天军使用SU-57的谨慎态度来看,他们对这款隐形战机的信心似乎并不太够。
由此不难理解外界对该报导持质疑态度的原因。等离子体隐形技术是军武界的圣杯,美国与俄罗斯都做不到或做不好,中国真能解决?质疑并非不合理。
2020年中国发射4枚陆基反舰弹道飞弹,其中2枚成功击中西沙海域的移动靶船,证实中国弹道飞弹可以打到数千公里外的海上移动目标,而且终端速度是10马赫的高超音速,标2与爱3都拦不住。中国成功研发反舰弹道飞弹,意味着已有穿越黑障的解决方案。2023年,神舟15号载人飞船返回,中国官宣即宣布已能在穿越黑障时稳定追踪,表明中国在航空器返回大气层的测量难题上取得重大突破。
黑障与等离子体研究虽然不能画等号但有关联,看来中国在相关研究上的着墨颇深。既然已突破黑障难题,则突破等离子体隐形技术也将不令人意外。隐形效果真正的意义,并不是夸张的「四代机秒变五代机」,而是这种隐形技术可以让战机采用较佳的气动力布局,而拥有更佳战力。传说已久的轰20会采用这种技术吗?或许不久后就将揭晓。
(作者为台湾国际战略学会执行长、博士)