◎蔡坤男
前言
匿蹤不是新概念，迷彩就是最原始的匿蹤技術，根據美國空軍分析越戰空戰經驗的紅男爵研究（Red Baron Study）顯示，美軍超過一半的擊落敵機案例，都是對方未發現之前發動攻擊；美軍超過百分之八十被敵方擊落的飛行員，在遭受攻擊前也未意識到敵方的存 在。所以近代空戰中，已經不再是比誰的戰機飛得快而已；而是藉由降低戰機的被偵測性，採取先視先攻的優勢，進而提高空戰優勢。
在一九七六 年ATF（Advanced Tactical Fighter）計畫中已開始考慮戰機的匿蹤需求，但並未成為設計的重點，到了一九八二年的ATF資訊徵求書中，匿蹤也只是附屬研究案。直到一九八三年美 國空軍才正式將匿蹤列為基本需求，同時航空系統部設計分析委員會也建立低可觀測性組（Low Observables Unit），專門研發低可觀測性技術。由此顯示出提高戰機生存性的考量，已不僅止於高速與電子反制方法，還多了匿蹤的選擇。
減少雷達反射波
而所謂的匿蹤並不是像電影「Battleship」情節，外星人戰艦完全從雷達上隱形消失，而是採取有效減少飛行器雷達回波強弱的物理量：雷達散射截面積 RCS（Radar Cross-Section），即為飛機對雷達波的有效反射面積，使敵方的各種偵測系統（如雷達等）無法發現到我方戰機的蹤跡，也就無法實施攔截與攻擊。
要達到降低RCS的方法，一是犧牲氣動力外型及機體結構的F-117夜鷹式戰機，主翼大幅後掠，兩片垂直尾翼傾斜成V形狀，無水平尾翼，一旦被偵測到，就 會因飛行性能不佳而被攻擊；二是採用雷達吸波塗料RAM（Radar Absorbing Materials）的U-2偵察機，但RAM漆料比軍用航空漆料密度大，RAM塗料太薄功能不大，但是太厚又增加很多重量，全機塗上RAM可能會增加超 過一噸的重量；三是在機體表面塗上放射性同位素層，使周圍空氣形成等離子屏障，在離子與電磁波相互作用過程中，吸收雷達波和紅外輻射，但會消耗大量的能 量；四是採用雷達波吸收材料的F-22，當雷達波輻射到此材料結構上時，就會被大量吸收和抵消掉，其多層結構從外層到內層為透波層、電磁波損耗層、反射抵 消雷達波的基板。
未來奈米碳管也許是一條匿蹤技術可行之路，奈米碳管像吸管的純碳結構，能吸收不同波長的無線電波。奈米碳管的設計概念非 常好，但製程上的問題尚待解決；奈米碳管技術必須控制在高溫、高壓的環境，目前尚未應用於戰機。此外，保養維護也是一大問題，否則某區域脫層、掉落後無法 修補，就失去匿蹤性能。
戰機匿蹤設計
俄羅斯T-50戰機與中共的殲20戰機分別於二○一○、二○一一年試飛成功，也同樣 都具有匿蹤設計。F-22戰機的匿蹤設計結合機身外形、雷達波吸收材料、機身細節處理、內置武器艙，彎曲的進氣道讓電磁波有進無出，以減少雷達反射。除了 具有低可觀測性，還配有APG-77多功能雷達（每秒改變頻率超過一千次，雷達偵測距離可達一百二十五哩以上），減少被攔截的機會。但即使匿蹤技術做得再 好，其效果還是會受到距離縮短而減少，在愈接近雷達時還是必須仰賴電子反制系統ECM（Electronic Counter Measures）的電磁波來干擾敵方的雷達，使其無法鎖定或是判斷錯誤的坐標位置。
匿蹤技術的運用並非所向無敵，想要欺騙雷達也沒那麼簡單，還是有方法能夠追蹤發現匿蹤戰機。
常用的反制匿蹤技術有低頻雷達、紅外線系統、雙基雷達。低頻雷達主要是利用數毫米的波長，能在匿蹤戰機機體上微小的縫隙產生共振現象，進而達到追蹤的目 的。紅外線系統是針對匿蹤戰機無可避免與空氣摩擦造成高於環境的熱輻射，但易受氣候影響，且紅外線訊號偵測效果隨距離快速遞減。
至於雙基 雷達，則是將接收站與發射站分離的雷達系統，例如歐洲的主動相列雷達及美軍新神盾的SPY-5。當發射站、目標物（匿蹤戰機）與接受站之夾角（雙基角）大 於一百三十五度後，目標物RCS快速增大，此區域稱為前向散射區；當雙基角等於一百八十度時，RCS則為目標剪影的面積，甚至還有放大的情形，因此，能有 效破解匿蹤戰機的伎倆。
結語
匿蹤戰機為了在低阻力的高空飛行，與背景環境的雜訊最低，反而容易被偵測出來，所以面對低空 飛行的匿蹤飛彈又是另一個故事。都卜勒雷達雖然能相對濾除雜訊，但不能絕對濾除雜訊，所以針對反逆蹤的雷達科技也應相對提昇其偵測距離、靈敏度、精度、降 低成本，以平衡敵方匿蹤科技的影響，否則戰術價值會受限。因此，匿蹤的戰機與反匿蹤的雷達即為現代空戰的「矛」與「盾」技術。（作者為中科院航空研究所研 發人員）
前言
匿蹤不是新概念，迷彩就是最原始的匿蹤技術，根據美國空軍分析越戰空戰經驗的紅男爵研究（Red Baron Study）顯示，美軍超過一半的擊落敵機案例，都是對方未發現之前發動攻擊；美軍超過百分之八十被敵方擊落的飛行員，在遭受攻擊前也未意識到敵方的存 在。所以近代空戰中，已經不再是比誰的戰機飛得快而已；而是藉由降低戰機的被偵測性，採取先視先攻的優勢，進而提高空戰優勢。
在一九七六 年ATF（Advanced Tactical Fighter）計畫中已開始考慮戰機的匿蹤需求，但並未成為設計的重點，到了一九八二年的ATF資訊徵求書中，匿蹤也只是附屬研究案。直到一九八三年美 國空軍才正式將匿蹤列為基本需求，同時航空系統部設計分析委員會也建立低可觀測性組（Low Observables Unit），專門研發低可觀測性技術。由此顯示出提高戰機生存性的考量，已不僅止於高速與電子反制方法，還多了匿蹤的選擇。
減少雷達反射波
而所謂的匿蹤並不是像電影「Battleship」情節，外星人戰艦完全從雷達上隱形消失，而是採取有效減少飛行器雷達回波強弱的物理量：雷達散射截面積 RCS（Radar Cross-Section），即為飛機對雷達波的有效反射面積，使敵方的各種偵測系統（如雷達等）無法發現到我方戰機的蹤跡，也就無法實施攔截與攻擊。
要達到降低RCS的方法，一是犧牲氣動力外型及機體結構的F-117夜鷹式戰機，主翼大幅後掠，兩片垂直尾翼傾斜成V形狀，無水平尾翼，一旦被偵測到，就 會因飛行性能不佳而被攻擊；二是採用雷達吸波塗料RAM（Radar Absorbing Materials）的U-2偵察機，但RAM漆料比軍用航空漆料密度大，RAM塗料太薄功能不大，但是太厚又增加很多重量，全機塗上RAM可能會增加超 過一噸的重量；三是在機體表面塗上放射性同位素層，使周圍空氣形成等離子屏障，在離子與電磁波相互作用過程中，吸收雷達波和紅外輻射，但會消耗大量的能 量；四是採用雷達波吸收材料的F-22，當雷達波輻射到此材料結構上時，就會被大量吸收和抵消掉，其多層結構從外層到內層為透波層、電磁波損耗層、反射抵 消雷達波的基板。
未來奈米碳管也許是一條匿蹤技術可行之路，奈米碳管像吸管的純碳結構，能吸收不同波長的無線電波。奈米碳管的設計概念非 常好，但製程上的問題尚待解決；奈米碳管技術必須控制在高溫、高壓的環境，目前尚未應用於戰機。此外，保養維護也是一大問題，否則某區域脫層、掉落後無法 修補，就失去匿蹤性能。
戰機匿蹤設計
俄羅斯T-50戰機與中共的殲20戰機分別於二○一○、二○一一年試飛成功，也同樣 都具有匿蹤設計。F-22戰機的匿蹤設計結合機身外形、雷達波吸收材料、機身細節處理、內置武器艙，彎曲的進氣道讓電磁波有進無出，以減少雷達反射。除了 具有低可觀測性，還配有APG-77多功能雷達（每秒改變頻率超過一千次，雷達偵測距離可達一百二十五哩以上），減少被攔截的機會。但即使匿蹤技術做得再 好，其效果還是會受到距離縮短而減少，在愈接近雷達時還是必須仰賴電子反制系統ECM（Electronic Counter Measures）的電磁波來干擾敵方的雷達，使其無法鎖定或是判斷錯誤的坐標位置。
匿蹤技術的運用並非所向無敵，想要欺騙雷達也沒那麼簡單，還是有方法能夠追蹤發現匿蹤戰機。
常用的反制匿蹤技術有低頻雷達、紅外線系統、雙基雷達。低頻雷達主要是利用數毫米的波長，能在匿蹤戰機機體上微小的縫隙產生共振現象，進而達到追蹤的目 的。紅外線系統是針對匿蹤戰機無可避免與空氣摩擦造成高於環境的熱輻射，但易受氣候影響，且紅外線訊號偵測效果隨距離快速遞減。
至於雙基 雷達，則是將接收站與發射站分離的雷達系統，例如歐洲的主動相列雷達及美軍新神盾的SPY-5。當發射站、目標物（匿蹤戰機）與接受站之夾角（雙基角）大 於一百三十五度後，目標物RCS快速增大，此區域稱為前向散射區；當雙基角等於一百八十度時，RCS則為目標剪影的面積，甚至還有放大的情形，因此，能有 效破解匿蹤戰機的伎倆。
結語
匿蹤戰機為了在低阻力的高空飛行，與背景環境的雜訊最低，反而容易被偵測出來，所以面對低空 飛行的匿蹤飛彈又是另一個故事。都卜勒雷達雖然能相對濾除雜訊，但不能絕對濾除雜訊，所以針對反逆蹤的雷達科技也應相對提昇其偵測距離、靈敏度、精度、降 低成本，以平衡敵方匿蹤科技的影響，否則戰術價值會受限。因此，匿蹤的戰機與反匿蹤的雷達即為現代空戰的「矛」與「盾」技術。（作者為中科院航空研究所研 發人員）
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