超越B2的下一代隐形轰炸机

未来的坦克能对热探测隐形，使自己看起来像一辆汽车

世界各国为了适应未来高技术条件下的战争需要，纷纷投身于各种隐形技术的研究，进入21世纪，隐形技术也将广泛应用于军事领域。由于隐形技术的军事意义重大，因此，世界各国都开始争先恐后地投巨资研制各种隐形武器，新式的隐形武器装备也犹如“雨后春笋”纷纷涌现。

隐形武器是指采用了防止敌方雷达、红外线、声呐、可见光等有效探测的伪装技术的兵器。军事专家预测，隐形武器将成为21世纪战场上的主角。据美国《大众科学》网站近日报道，工程学上的突破将为我们带来各种新式的隐形武器。比如，能随周围环境而变化的“变色龙”迷彩服、更强大的轰炸机、能让声呐和雷达系统无用武之地的潜艇以及能让红外线热辐射探测器“抓狂”的坦克等。

新材料有望让物体在光天化日之下隐形

隐形科学所追求的目标一直是让物体逐渐消失于已经模糊不清的环境，包括夜空或者深海中。但是，工程师们现在正在研发的材料能够让任何物体在光天化日之下就在你的面前隐形。这些光学“超材料”并非像水和玻璃那样，让光向内弯曲，而是让光向外弯曲，引导光子环绕在物体的周围，就像水环绕在石头周围一样。

这种超材料内的金属合金被排列成一个网格形状，网格内是比可见光的波长(400纳米到700纳米之间)更小的小孔。光无法畅通无阻地通过比自身波长更小的空间，因此，它就会被网格所捕获。被捕获的光子能够被存储、操控或者围绕在一个物体的周围并朝着光线发射而来的方向反射。这样，被一个由这种超材料完美制造的隐形衣所遮蔽的物体就完全隐形了。

直到去年，科学家们只能够制造出像纸张一样厚度的超材料薄片，其大小只能包裹细菌大小的物体。但是，去年6月，美国伊利诺伊大学的材料学家约翰·罗杰斯发明了一种超材料打印机，他说：“我们现在能做出更大块的这种超材料。不过在做到这一点之前，还需要对网格设计进行不少的修正工作。”

这些薄片就像塑料，现在，放置在这样的一块薄片后的物体还是会隐约透露出一点阴影，因为目前的设计还不完美。不过，科学家们对其未来非常有信心。

“变色龙”迷彩服能随环境而变

迷彩服通过迷惑大脑来起作用。迷彩服上由绿、黄、茶、黑等颜色组成的不规则图案的反射光波与周围景物反射的光波大致相同，因此，会让物体的外形轮廓变得模糊不清，使物体不那么突出，这样，不仅能迷惑敌人的目力侦察，还能对付红外侦察，使敌人现代化侦察仪器难以捕捉目标。不过，迷彩服也有一个弱点，那就是，没有图案适用于所有的环境。但现在，位于美国华盛顿的名为特种作战应用的软件设计公司研发出了一套处理程序能使迷彩服像变色龙一样，随周围环境的不同而发生变化。

这套软件将由卫星、无人驾驶飞机或者侦察团队拍摄下来的给定地点的照片整合成一个定制的、随地域而变的图案，这些图案能被直接打印在该迷彩服上，这样，这种迷彩服就变成了能随周围环境而变的“变色龙”，因为这些图案由不同焦距拍摄的照片组成，图案也抑制了深度感，因此，大脑更难将迷彩服的表面处理成单个物体。

一旦进入敌人的势力范围，这种迷彩服能使士兵像蜥蜴一样变色隐藏。如果士兵靠在大理石墙上，迷彩服就会变成大理石颜色；如果士兵躺在黑色柏油路面上，迷彩服也会随之变色。另外，据国外媒体报道，如果士兵受伤，这种高科技迷彩服还能像救护人员一样，在合适的位置向伤口加压止血。不过，目前，这种“变色龙”式的迷彩服仅仅局限于特种作战部门使用，而且，其寿命也很短暂。

特种作战应用公司最近为一种包含有一个乙烯基衬底、一个灵活的能够随着给定环境的不同而调整的图案显示器以及能修改士兵热特征的热电板的一套“自适应”材料申请了专利。

B2隐形轰炸机的继任者“骗术”更高

B2“幽灵”是目前世界上唯一的隐形战略轰炸机，由美国麻省理工学院和诺斯洛普—格鲁曼公司在1980年代一起为美国空军研制生产。1997年，首批6架B2轰炸机正式服役，而至今一共只生产了21架。

截止到今年，美国空军舰队拥有的19架B2隐形轰炸机大都15岁高龄了。与此同时，这些轰炸机面对的综合防御系统也变得日益复杂，比如，目前已经非常普遍的多基地雷达系统就非常灵敏，能够探测到某些隐形轰炸机。为了超越这样的防御系统，美国空军已经拨出37亿美元的预算，希望在未来5年能研制出可能于2020年退役的B2隐形轰炸机的继任者。尽管新轰炸机的具体设计是军事机密，但是，我们或许可以通过各种渠道获得些许“蛛丝马迹”。

B2隐形轰炸机的制造商美国诺斯罗普—格鲁曼公司的专利和承包计划表明，新的隐形轰炸机将比B2更狭窄，但是会保持我们熟悉的飞翼式飞机的设计模式，这种模式会通过让飞机的边线达到最小从而减少雷达反射。工程师们已经测试了多种新类型的能被定制到不同防御系统上的雷达吸波涂层。

绝大多数隐形涂层都包含有一种雷达吸波材料，它们一般是悬浮在涂料内的某种形式的铁。但是，这样会导致涂层很重，从而降低燃料效率；也需要不断对表面进行重新涂层；另外，它们也无法吸收所有的雷达频率。

1999年创建于美国加州硅谷圣荷西的圣诺网络技术有限公司是一家粒子科学公司，现在，该公司已经研制出了一种更轻便且更耐用的涂层，其使用名为空心微珠的中空的陶瓷球制成。因为这种陶瓷球能完全盖住吸收不同波长雷达的碳、银或其他材料，因此，这种涂层能被定制到具有欺骗性的特定雷达系统上。

B2隐形战斗机拥有吸入空气的通风孔，通风孔的硬边线会反射雷达，在诺斯罗普—格鲁曼公司申请了专利的一项设计中，新轰炸机将拥有四个小的通风孔而不是两个大的通风孔。通风孔更小会使机翼埋藏更深，从而减少雷达回波的可能性。

为了让雷达防御系统“找不到北”，新轰炸机将可能携带有美国大型国防合约商雷神公司制造的微型空射诱饵。经过改装的无人驾驶飞机也会使用雷达反射器制造出与轰炸机类似的特征从而转移实际轰炸机的注意。这种“诱饵”会朝着事先编好的方向前进575公里并可能携带有能进一步迷惑空中防御系统的雷达干扰发射机。

在诺斯罗普—格鲁曼公司的一个设计中，工程师们将一个鸭翼放在飞机的“鼻子”上，当飞机起飞和飞行时，鸭翼会为飞机提供额外的推力，使更小的轰炸机能携带更重的武器装备。

新一代轰炸机将很可能只拥有一个武器舱，而现在的B2隐形轰炸机则拥有两个武器舱。新一代轰炸机仍能携带传统的由全球定位系统(GPS)提供导航的“联合制导攻击武器”(JDAM，一种全天候、自动寻敌的常规炸弹)、核弹头甚至新的3万磅重的巨型钻地炸弹。拥有一个武器舱也将降低制造成本，在预算越来越紧缩的情况下，这也是轰炸机的设计师们需要重点考虑的一个问题。

下一代潜艇能躲避雷达和声呐系统

防御系统能利用两种方法探测到潜艇，一种是声呐，其利用潜艇反弹回的声波进行探测；另外一种是雷达，其能发现在海面或海面下的微弱扰流以揪出隐藏在深海的潜艇。现在，科学家们正在研究全新的声学隐形衣和液体隐形衣，以便让潜艇躲过声呐和雷达的探测，让声呐和雷达无用武之地。

声学隐形衣将利用超材料，这是一种工程化的复合材料，科学家们通过工程学的方法让其展示出磁性或者光折射等自然属性，以便让声波在接触到潜艇外壳时发生弯曲(折射)，从而躲避声呐的探测。液体隐形衣将能改变潜艇周围的水流，隐藏任何尾流或紊流，以此消除雷达带来的威胁。从理论上而言，这两种材料都能够制成“隐形衣”，套在一个目前正在服役的攻击潜艇上，让其隐形。美国海军研究办公室拒绝对隐形衣项目发表任何评论，但是，目前可以确定的是已经有其他一些军种正在从事该领域的研发工作，比如2009年，美国海军就已启动的“超材料的对策与防御”项目。

美国杜克大学超材料中心的助理教授亚罗斯拉夫·乌尔朱莫夫表示，研制出一种兼具声学隐形和液体隐形系统的复合材料是可行的，但是，其不会很快被研制出来。乌尔朱莫夫推测，未来，当这种材料出现的时候，最终的产品形态将是一种具有良好透水性的网眼状材料。

液体隐形衣将包含有数百个与水上摩托的结构相类似的小型喷水装置。这些喷水装置会加速让水流入隐形衣的孔隙中，并让水流在流出隐形衣时的速度减缓。流入流出前后，水流速度不发生变化，水流会无缝地闭合在潜艇四周，完全不产生水流的扰动。

在深海航行的潜艇仍然会暴露自身的位置。物体在水下运动时会在海水表面产生突起的隆起，被称为“伯努利水丘”，即使潜艇在水下1000英尺航行，依然可以探测到这种“水丘”。而水面舰艇、潜艇在航行时都会产生V形尾流，这一现象被称为“开尔文尾流”，该尾流同样能在海水表面探测到。液体隐形衣能消除“伯努利水丘”和“开尔文尾流”。

科学家可以通过将不同密度的材料结合在一起制造出超材料，从而达到让物体周围的声波弯曲的目的。当声波接触到超材料时，其传播速度会加快，当离开超材料时，速度会变慢，整个过程中，声波不会出现失真的情况。到目前为止，科学家已经对椎体和圆柱体等简单形状的物体进行了隐形试验。但乌尔朱莫夫介绍表示，形状更复杂的物体也同样能被隐形。

未来的坦克能对热探测隐形

坦克白天很容易被发现，因为它们会产生很多热；夜晚，它们也很容易被发现，至少对于那些配备了红外线成像设备的探测器来说，发现坦克是小菜一碟。海湾战争中美军的M1A1艾布拉姆斯坦克就曾利用热成像仪发现了躲藏在沙丘后面的伊拉克坦克。那么，有没有办法逃避热成像仪的搜索呢？答案是肯定的，去年8月份，军火巨头英国航空航天公司发布了其新的专门针对红外线热辐射探测器的隐形技术——红外隐形装甲，其能让车辆模拟周围的温度，利用该技术制成的隐形斗篷或许可以遮掩坦克发出的红外线信号，令它们在夜间“遁形”。

这种高科技伪装器材由六边形金属板组成，金属板的温度能够快速变化。一辆小型坦克大概需要1000块这种六边形金属板，每块边长14厘米。

红外线传感器会探测坦克周边环境反射的热的模式，并且，就像一个处理器引导计算机显示屏上的像素组成一幅图像一样，红外线传感器会调整六边形金属板的温度，使其集体形成一个能与周围环境匹配的热特征。比如，使得坦克看起来像一头牛或一辆汽车等。这样，在红外线内，坦克显然就没入了背景中，“隐形了”，英国航空航天公司表示，这套系统将在两年之内做好战斗准备。

对于这套红外隐形装甲来说，引擎尾气可能过热而无法完全隐形，但是，坦克制造商们从制造隐形飞机借鉴技术，能将产生尾气带的宽宽的通风孔和扁平的通风孔整合在一起，以便更快速地让尾气同冷空气混合。新的通风孔可以低到地面，这样，尾气将被周围植被的热特征所隐藏。而且，海军也在战斗车辆上测试了混合动力引擎。在坦克中配备一个安静的电动引擎可能更适合坦克完成隐形战斗任务。

下一代监测机器人能分析周围的环境

对于获取有用的情报来说，由人执行的监测任务非常关键，但是，将人派往敏感地区常常会让其身处险境。科学家们正在研制能够完成此项工作的机器人。去年春天，美国洛克希德马丁公司的先进技术实验室展示了一种这样的机器人原型，其能够借助传感器完成模拟周围环境、探测潜在风险、估算视距并寻找良好藏匿地点的任务。

下一代监测机器人或许能将与原型机器人上的传感器类似的传感器同更加强大的人工智能以及能够隐形的躯体结合在一起。这样的一款设备可能是由以色列理工学院的生物机器人学和生物力学实验室的科学家们所研制出来的一种蛇形机器人。这种机器人能够潜入污水管，在地板下爬行，或者盘成一圈并垂直站立以获得更好的视野。它甚至能够脱落一段躯体，降低爬行噪音或者在刺杀任务中引爆弹头。

这种六英尺长的蛇形机器人由被柔性接头连接在一起的聚合物片段所组成，其由电动机所驱动。移动控制主要依靠软件来进行，软件也能决定每种情况下的最佳移动方式，如蠕动、旋转以及曲折行进。侧面环绕运动的速度更快但是需要好的牵引力。通过让身体像波浪起伏那样缓慢地向前移动，能够在受限制的空间工作，在一个平坦的表面滚动前进可能最容易。这种蛇形机器人也能够向上爬楼梯以及翻越其他的垂直障碍物。

这种蛇形机器人的激光雷达相机能360度扫描周围环境来确定其到每个反射面的距离，形成一个“点群”读数。软件将这些点连接起来并将其转变成周围环境的三维模型。蛇形机器人能够借助这个模型判定一个威胁的视线范围，绕过危险区域，寻找并爬向藏匿点。

一组由四个定向麦克风组成的设备能让这种机器人探测到接近的人。通过对比声音抵达每个麦克风的时间，蛇形机器人能计算出危险所处的位置、方向和速度，并使用这些数据来确定它是否需要隐形。

科技日报（刘霞）

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