F-22飞机室内RCS测量设施。
B-21隐身轰炸机。
冷空气被吸入B-2发动机进气口下方的缝隙，与热废气混合。
这种“元皮肤”使用一排排小型液态金属装置使物体无法被雷达发现。高飞隐身飞机能够深入敌方领土深处，在敌人探测到并进行防御之前发动打击。隐身技术研发成本高昂且难度高，但一旦掌握，便会对敌方造成致命打击。其作战效能已在多场冲突中得到证实，包括第一次海湾战争、阿富汗战争、科索沃战争、对利比亚军事干预等等。隐身技术的目的是使飞机不被敌方发现。与传统飞机相比，隐身飞机由于能够不被敌方雷达发现，躲避地对空和空对空武器系统的攻击，从而获得了更高的生存能力。隐身侦察机通过躲避探测，可以不间断地监视目标。在作战任务中，隐身作战飞机能够获得突袭优势，这是一种战术优势，使它们能够选择交战时机。美国多种军用飞机都采用了隐身技术，包括诺斯罗普·格鲁门公司的B-2“幽灵”轰炸机、洛克希德·马丁公司的F-22“猛禽”战斗机和F-35“闪电”Ⅱ战斗机。这些隐身飞机通过精心设计，充分考虑了其作战、声学、视觉、热学和电磁特性，从而实现了低可观测性。对抗雷达无线电探测和测距（雷达）是探测飞机的主要手段。隐身飞机采用多种技术对抗雷达，在飞机表面覆盖雷达吸波材料是其中一种方法。B-2的表面构造包括一种特殊的碳石墨复合表面材料以及需要频繁维护的油漆和黏附材料。为了降低维护成本，诺斯罗普·格鲁门公司开发了一种新型雷达吸波喷涂涂层，称为交变高频材料（AHFM），由机器人喷涂。隐身飞机具有专门设计的外形，旨在最大限度地减少雷达反射截面（RCS），并使入射的雷达无线电波偏离雷达接收器。能反射雷达波的金属部件，包括发动机、武器装备和起落架在设计时必须放在飞机内部。计算能力的进步使设计师能够模拟和建模飞机的雷达信号，从而设计出低RCS的飞机。尽管最小化RCS会导致空气动力学性能不理想，但计算机控制的电传操纵系统的出现使得保持对飞机的控制成为可能。多基地雷达是由分置于不同基地的一部或多部发射机和一部或多部接收机（接收机与发射机的数量不必相等）组成的统一的雷达系统。多基地雷达的接收机位于多个位置，通过多地接收器不同反馈，确认隐身飞机的位置。这种方式旨在对抗隐身飞机的雷达误导，理论上可以更有效地探测隐身飞机。对于此，减少不同方向雷达波的反射越发重要，B-2的光滑设计使得撞击平坦顶部和底部表面的入射无线电波被反射回雷达源。飞机的表面采用连续曲率技术成形，以实现相同的目的。F-35的发动机进气口被称为无附面层隔道超声速进气（DSI），具有将发动机风扇隐藏在雷达之外的凸起部分，旨在最大限度地减少雷达反射。保持隐蔽隐身飞机利用好自然环境有助于保持隐蔽。这包括利用天气模式、一天中的特殊时段、山脉峡谷等地形特征来躲避侦察。掩盖飞机的声学特征也很重要。亚声速飞机噪声的主要来源是发动机。在B-2上，4台涡扇发动机安装在翼身内部，起到了降低噪声的作用。缺乏先进传感能力的敌人，最后的手段是目视探测。隐身飞机的设计旨在通过最小化飞机的尺寸和形状来避免被目视探测。在地平线上低调飞行的飞机很难被发现。在飞机表面涂上深色、不反光的伪装漆可以帮助它融入夜空。此外，可以通过调整作战高度或采用技术手段来最大限度地减少凝结尾迹的视觉特征。隐身飞机的设计目标是将热信号降至最低。发动机废气是飞机的主要热源，热寻的武器上的红外传感器可以追踪这些废气。在B-2上，没有直接排放发动机的高温废气，而是先将发动机高温废气与较冷的环境空气预混合，再从飞机后部的排气口排出，以避开地面传感器的探测。B-2被设计为亚声速飞机，因为以超声速飞行会产生音爆，并因气动摩擦使飞机蒙皮升温，从而增加其声学和热信号。能够持续超声速飞行的F-22依靠先进的表面涂料和前缘冷却等特殊技术来减轻大气摩擦升温。通过将隐身飞机的航空电子设备产生的电磁能量限制在飞机内部，可以最大限度地减少隐身飞机的电磁特征。无线电静默是避免敌方探测外部传输的主要作战策略。无源接收机接收战术和导航信息，以保持作战感知。如果需要主动传输或扫描，雷达脉冲范围会根据目标进行限制，无线电和雷达则使用跳频技术。隐身飞机还采用多种其他措施来避免被发现。威胁告警系统可以帮助躲避雷达探测，干扰装置发出虚假的热信号或电磁信号以掩盖飞机特征，诱饵可以让隐身飞机摆脱雷达追踪。隐身飞机可以由具备电子干扰和电子战能力的电子支援飞机护航，电子支援飞机会搭载高速反辐射导弹或先进反辐射制导炸弹，电子支援飞机的机载干扰系统可以拦截、处理和干扰各种频率，以阻止敌方通信和信号情报。反辐射导弹可以追踪雷达信号并摧毁敌方的雷达。下一代隐身技术目前，美国的下一代隐身飞机面世的只有诺斯罗普·格鲁门公司B-21“突袭者”隐身轰炸机。B-21的设计将使其能够躲避多种雷达频率的探测，包括特高频（UHF）、甚高频（VHF）和X波段。与其他隐身飞机一样，它将被设计成最大限度地降低其视觉、热和电磁特征。它还将采用开放式系统架构，以便在新技术开发过程中进行集成。其隐身能力的细节仍未公开，但它将采用新的隐身技术来对抗敌方尖端防御系统。至于是什么样的新隐身技术，笔者查阅了相关资料，发现了一些蛛丝马迹。爱荷华州立大学的工程师们在2016年研发出一种柔性、可拉伸且可调节的“元皮肤”，它利用一排排小型液态金属器件，使物体在雷达探测中隐身。这种“元皮肤”的名称源于超材料，超材料是一种复合材料，具有自然界中不存在的特性，可以操控电磁波。通过拉伸和弯曲这种聚合物元皮肤，可以对其进行调节，以减少多种雷达频率的反射。爱荷华州立大学的研究人员希望证明一个想法：电磁波，甚至是可见光中较短的波长可以通过柔性、可调谐的液态金属技术进行抑制。于是他们设计出了一种嵌入硅胶片层内的一排排开口环谐振器。电谐振器中填充了镓铟锡合金，这是一种室温下呈液态的金属合金，其毒性低于汞等其他液态金属。这些谐振器是一些外半径为2.5毫米、厚度为半毫米的小环。它们之间有一个1毫米的间隙，本质上形成了一个小型弯曲的液态金属线段。这些环构成电感器，间隙构成电容器。它们共同组成了一个谐振器，可以捕获并抑制特定频率的雷达波。拉伸超材料皮会改变内部液态金属环的尺寸，从而改变器件抑制的频率。测试表明，在8至10千兆赫的频率范围内，雷达波抑制率约为75%。当物体被超材料包裹时，雷达波在所有入射方向和反射角度都会受到抑制。据研究人员介绍，超材料蒙皮技术不同于传统的隐身技术，传统技术通常只减少后向散射，即反射回探测雷达的能量。虽然这需要先进的纳米制造技术和适当的结构修改，但这项研究证明了频率调谐和展宽的概念，以及利用蒙皮型超材料进行多向波抑制的可行性。显然，这种超材料蒙皮适合作为下一代隐身飞机的表面材料。躲避探测的能力既能带来战术优势，也能带来战略优势。隐身飞机在不被发现的情况下部署，可以摧毁或削弱敌方防御，以便其他部队进一步发动攻击。此外，敌人必须投入大量资源研发应对隐身威胁的对策，否则将面临巨大的风险。隐身飞机技术带来的竞争优势将确保其在未来的可预见发展中依然具有重要意义。
