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一篇尘封十年的苏联论文,导致F-117隐形战机的横空出世

2019-09-02  自石湾泿...

    1964 年,苏联科学家彼得.乌菲特塞夫在《莫斯科学院无线电工程学报》上发表了一篇对后世影响深远的论文:《物理衍射理论中的边缘波方法》。在这篇创意独特的论文中,乌菲特塞夫提出了一个重要的观点:被物体反射的雷达波强度与物体的边缘布局有关,而和物体的尺寸大小无关。

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    但是,当时这篇论文并没有引起苏联政府的重视。十余年后,洛克希德公司的飞机工程师发现了这篇论文,美国人如获至宝。在这篇论文的指导下,美国最终设计制造出了全世界第一架“隐形”飞机:F-117“夜鹰”战斗机。

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    1931年,乌菲特塞夫出生在阿尔泰山区的一个农民家庭。在他3岁的时候,乌菲特塞夫的父亲被送进劳改营,不久后死去。1954年从敖德萨大学毕业后,乌菲特塞夫进入苏联国防部的无线电工程研究所工作。

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    乌菲特塞夫的主要工作是研究电磁波反射,特别是二维和三维物体对电磁波的散射。由于当时的苏联政府认为乌菲特塞夫的研究没有什么军事或经济价值,允许他的论文在国际上发表,因此乌菲特塞夫的大部分研究内容都被翻译成了英文。

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    根据他的研究理论,乌菲特塞夫可以通过机翼的表面积和边缘布局计算出飞行器的雷达反射截面。这意味着即使是一架大型飞机,也可以设计成具有非常小的雷达反射截面,成为一架真正的“隐形”飞机。

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    但是,这样的设计会导致飞机在空气动力学上的不稳定。而当时的计算机技术,无法设计出这种违反空气动力学的飞机。

    越南战争中,雷达引导的防空导弹和高射炮对美军战机造成了严重的威胁。美国空军意识到他们需要一种苏联雷达无法发现的飞机,于是在1975年秘密启动了研制隐形飞机的计划。

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    直到1970年代后期,洛克希德公司的工程师们正在为如何造出一架雷达无法探测的飞机焦头烂额。一个偶然的机会,他们发现了乌菲特塞夫的论文,认识到这篇论文的价值不可估量。此时,计算机和软件技术获得了突飞猛进的发展,制造隐形飞机的条件已经水到渠成。

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    乌菲特塞夫的理论在美国空军设计制造隐形飞机的过程中扮演了重要的角色,美国人把他的理论继续发扬光大,设计出了具有奇特外形的隐形飞机,最终导致洛克希德公司的F-117隐形战机和诺斯罗普格鲁曼公司的B-2隐形轰炸机的横空出世。

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    F-117隐形战机的奇特外形是由平面构成,因为1970年代的技术只能模拟简单平面的雷达波反射。到了1980年代,随着计算流体动力学的迅猛发展,可以模拟更加复杂的连续曲面的雷达波反射,因此B-2隐形轰炸机的外形是由曲面构成的。据报道,F-117隐形战机的雷达反射截面只有0.001平方米,B-2隐形轰炸机的雷达反射截面也只有0.1平方米。

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