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原刊：战区

从神奇女侠的隐形喷气机到《星际迷航》宇宙中的罗慕兰和克林贡隐形装置，科幻小说和流行文化中充满了实现完全视觉隐形的技术。尽管隐身概念有虚构的起源，但自军事航空早期以来，就一直在公开或秘密地进行使飞机肉眼看不见的研究。

神奇女侠的隐形喷气机（1977 年电影）

躲避雷达系统、红外传感器和其他传感器的探测是现代隐形飞机的首要发展目标，即使在综合防空系统日益复杂的今天，躲避或延迟对手的目视探测仍然很困难。处于战略航空技术的顶端。这是一份开发清单。

现代军用飞机虽然有可能避免被敌方雷达探测和听到，但仍然很难避免被敌方看到。现代战争的严格交战规则以及隐形战斗机和电子战飞机穿透敌方领空并长时间飞行的需要意味着能见度仍然是现代战斗机的主要致命弱点。因此，仍然需要使飞机在视觉上尽可能隐身。

飞翼飞机被高空轨道出卖

尽管世界上还没有一种肉眼看不见的飞机或接近的自适应迷彩涂层，但有迹象表明这种技术正在成为现实。像B-2 Phantom 这样的隐形飞机已经配备了最小化尾迹并减少其视觉足迹的系统，文献表明其他视觉隐形技术的发展直到上世纪上半叶才开始。我们可以走了，视觉隐形技术今天已经存在，至少在某种程度上是这样。

神秘尤迪灯

自机械化战争初期以来，世界各国。。都在建筑物、地面车辆、飞机和海军舰艇上应用了各种迷彩图案，以减少肉眼探测和识别的范围。尽管近年来更复杂的计算机生成迷彩图案已被广泛使用，但迷彩涂层的实际隐身效果仍然受到许多因素的影响，例如照明和天气条件以及观察者的视角。

斯洛伐克MiG-29 复杂数码迷彩

为了解决这个问题，第二次世界大战期间的航空研究人员通过哑光涂料创造了光增强技术，控制从飞机反射的光量，以及一种称为反向照明的技术，使飞机能够融入周围环境。我们测试了如何借助伪装飞机。这些早期研究为视觉隐身技术奠定了基础。

背光的概念非常简单：通过将明亮的光线照射到飞机的蒙皮上，飞机融入明亮的天空而不是黑色的轮廓，使其在白天的天空中难以看到。

萤火虫鱿鱼是背光伪装大师，当捕食者从下面窥视时，发光的鱿鱼可以将其轮廓隐藏在上方的海洋中。

从1943 年开始，美国和加拿大开始测试一种有些粗糙的背光技术，其中包括将灯泡直接安装在飞机机翼的机头和前缘上，以破坏其独特的黑色轮廓。这一概念要求将灯光的亮度和色温设置为尽可能接近白天的天空背景，使对手难以从正面目视检测和识别飞机。

“耶胡地灯”安装示意图

这种伪装技术被称为“耶胡迪之光”，可以有效减少人眼发现飞机的距离。随后，美国海军在一架格鲁曼TBF复仇者鱼雷攻击机上测试了“耶胡迪之光”的有效性，以便更有效地执行任务并减少其被水面漂浮的德国U艇发现的距离。编程到飞机的生存能力。根据美国国防研究（....设计敏感内容网站自动屏蔽.....）会(NDRC) 科学研究与发展办公室1943 年委托编写的题为“能见度研究和伪装领域的具体应用”的报告，Yehudi 灯在许多情况下都非常有效。它确实有效。

TBF“复仇者”机翼、尾翼和发动机罩前缘带有灯泡

报告称，“最远12英里（19公里）外的未伪装飞机都能被目视探测到，但即使附近有未伪装的飞机，配备‘耶胡迪灯’的飞机也能在2700米外被目视探测到。” ” ”

该报告还用了整整一章来介绍“人类观察者的感知能力”，详细介绍了国家发改委为确定尤迪灯和其他发光伪装系统的有效性而进行的广泛测试，还概述了陆军和海军科学在众多研究中的情况国家发改委实施的计划。国家研究与发展局（ANOSRD）视觉（....设计敏感内容网站自动屏蔽.....）会研究了人眼如何感知和检测亮度和颜色的微小变化，以及相似背景下发光物体的检测，我们正在进行长期研究取决于

高度悬挂的B-24 测试模型

国家发改委将帮助研究人员开发定制光谱仪来测量自然环境中的亮度和颜色，并建造一座30米高的塔来悬挂配备各种实验性发光伪装系统的模型飞机，并在现场进行了广泛的测试。最终，研究人员使用B-24 解放者轰炸机测试了Eudy 灯光系统。

“F-D灯”实验中使用的B-24轰炸机

尽管这些研究表明，照明伪装系统可靠地缩短了飞机被视觉检测到的距离，但这些基于灯泡的系统高度依赖于飞机飞行的环境，并且仅在视角和距离上完全有效的。大气条件或天气的微小变化可能会严重影响发光伪装的有效性，而且灯泡的重量、空气动力损失和功率要求使得耶胡迪灯不切实际。

目前尚不清楚Yehudi 灯在二战中的使用范围有多大，但1943 年国家发改委的一份报告称，马里兰州帕图森特河海军航空站要安装这样的照明系统。已被取消。截至本报告发布时，该信息仍不完整。

B-24灯泡的安装方法

战后夜光迷彩系统的应用

显然，耶胡迪灯和其他发光伪装技术在白天最有效，但也有一些方法可以在夜间伪装飞机。同一份1943 年国家发改委报告讨论了几种不同的黑色涂料方案，哑光或旨在帮助飞机融入夜空，类似的方法至今仍在使用。现代隐形飞机，例如F-117 夜鹰和B-2 幻影轰炸机，都被涂成哑光黑色或深灰色，以减少夜间飞行时的视觉轮廓。

F-117 夜鹰攻击机

目前尚不清楚二战后美军对发光迷彩系统进行了怎样的研究，但在越南战争期间，美国空军使用了类似“耶胡迪灯”的发光迷彩系统来缩短飞机的视觉探测距离。伪装系统进行了测试。作为“指南针幽灵”计划的一部分，一架漆成天蓝色和白色、机腹和侧面安装有灯光的F-4 Phantom II 战斗机接受了视觉隐身测试。

F-4 尺寸较大，两台通用电气J79 涡轮喷气发动机排出的浓烟使其很容易被发现，因此视觉隐身成为当务之急。指南针幽灵证明了发光伪装系统可以将F-4 的视觉探测距离减少三分之一，但苏联雷达技术的进步和系统限制阻止了这种伪装系统的广泛使用。

尾烟怪物F-4

几十年后，在20 世纪90 年代初，波音公司的“幻影工厂”发现了“猛禽”的秘密，这是一种隐形演示机，旨在尽可能地降低雷达、红外、声学和视觉能力。已开始。该飞机在整个90 年代一直处于阴影之中，直到2002 年才向公众发布。

关于“捕食者鸟”视觉迷彩的传闻有很多，或许是因为该机的名字源自于Luomrung部落《星际迷航》的视觉隐形战舰。一是该机采用背光技术。但经证实，目前尚未获得。然而，“捕食者”在机身设计中特别使用了视觉隐形技术。这架飞机看起来与传统飞机不同。它的许多正常特征已经丢失，或者其比例已显着减小，从而降低了其视觉外观。该飞机的机身设计还减少或消除了飞机本身投射的一些阴影，至少在视觉隐身方面创造了一场。。。

“猛禽”隐形演示机

发光伪装技术最新进展

尽管这些早期的发光伪装系统从未投入实际使用，但过去75 年发光、成像和光学传感器技术的进步使得今天的发光伪装系统能够使用悬挂在机翼或机身周围的灯泡。不再需要点缀白炽灯。 LED系统、电致发光涂料和面板或其他照明技术的使用使得发光迷彩系统能够以更大规模和更复杂的形式应用。

近年来，发光二极管（LED）、电致发光涂层和面板、超薄液晶屏以及其他发光元件在功率要求、亮度、图像清晰度、尺寸和自动控制方面都取得了长足的进步。这进一步促进了这种潜力的开发。

电致发光板不仅用作战斗机上的编队灯，还用于客机上显示商标。

早在1997年，《大众科学》发表了一篇题为“飞机视线消失”的文章，描述了对安装在实验飞机上的发光聚合物片进行视觉隐形测试，并可能具有使系统甚至在下面隐形的效果。该系统的工作原理与Yehudi 灯非常相似，但光源通过皮肤上的缝隙发出光线。

本文介绍了F-35使用发光蒙皮来欺骗红外制导导弹的视觉隐身技术的想法。

一位在托诺帕试验场测试该系统的工程师表示：“试图在晴朗的蓝天下发现一架飞机几乎是不可能的。我可以看到它。”伪装系统在美国一些最秘密的设施中进行了测试：

“一名国防承包商告诉《大众科学》，两架隐形飞机正在内华达州敏感的格鲁姆湖空军基地（51区）测试更奇特的蒙皮。该蒙皮由自电磁传导聚苯胺底座制成，并由雷达-吸波复合材料。这种材料在通电时会变得透明，与笔记本电脑中使用的LCD 非常相似。

新材料的吸引力在于它们可以让您立即改变亮度和颜色。安装在飞机各个表面上的接收器读取环境光以及天空和地面的颜色，机载计算机会自动调整皮肤亮度、颜色和纹理，以匹配飞机上方和下方的景观。 ”

自本文发表以来的20 年间，出现了更多类似系统的测试。 2008年和2009年，Flight Global报道了在小型无人机上使用电致发光面板以及采用与上述相同的光传感和投影原理的新型LED发光伪装系统。 “传感器和照明技术的最新发现有望彻底改变关于视觉隐身的旧观念。目前，当飞机飞上天空时，使用皮肤嵌入式传感器将可以精确测量物体背景的亮度。在世界各地的实验室中进行开发和测试。

利用背光技术无人机从天空消失

2015 年，几家初创公司开始使用现成的电子墨水显示器在小型无人机上测试主动伪装，这些显示器显示与周围天空相同的颜色和亮度。目前正在进行测试，以确定电子墨水面板是否可以安装在无人机的机身或机翼结构上，从而有可能使整个飞机半透明。

洛克希德·马丁公司2015 年的新闻稿很可能与F-35 闪电II 战斗机的视觉隐身技术有关，罗切斯特大学和劳伦斯伯克利国家实验室都在利用光学超材料来透露他们已经创建了一种可扩展的隐身设备，可以创建3D对象。看不到。所谓的超材料是具有自然界中不存在的特殊性能的工程材料。

超材料研究已成为隐身技术的共同主题，但目前尚不清楚它将如何应用于视觉隐身领域。有趣的是，洛克希德·马丁公司在这份新闻稿中多次将F-35称为“隐身战斗机”，但没有具体说明是雷达隐身还是视觉隐身，这似乎表明使用了超材料。

超越逆照照明的光学超材料

减少飞机视觉特征的方法已经存在多年，但光学超材料可能是使飞机真正隐形的关键。超材料的设计和应用已成为重要的研究领域，用途广泛且不仅限于飞机光学伪装。

2010 年，美国国防情报局国防预警局先进空中武器系统应用计划(AAWSA) 发布了一份题为“视觉隐形：理论与实验”的国防情报研究文件(DIRD)，涵盖了从理论到实践的所有内容。概述了各种方法。我们讨论视觉隐形方法和各种可以操纵或吸收可见光的超材料。不过，报告指出，虽然有可能在实验室中制造出过滤特定波长光的超材料，但这些材料仍然无法有效遮盖暴露在整个可见光谱下的物体，我们的结论是这基本上是不可能的。

然而，报告指出，“从想法到可行硬件的视觉隐形最大挑战是想象力，而不是技术。”

完美的视觉隐形是不可能的，因为它需要一种可以将光速提高到接近无穷大的超材料。建造一种虽然不完美但符合飞机弯曲形状的隐形装置是可能的。虽然电磁隐身硬件已经成为现实，但尚不清楚可见光谱中的隐身是否会成为现实。也许这将更少地依赖于新材料的进步，而更多地依赖于新的理论研究，以及数学、直觉和想象力的应用。

同样，美国空军研究实验室在2011 年至2016 年期间资助了其他研究，尝试用不同的方法来制造光学超材料、“整形光学器件”，甚至“隐形斗篷”设备。空军研究实验室2013 年的一份报告称：“超材料研究的最新进展使得能够制造出能够变换光线并偏转周围电磁辐射的外壳，从而有效地遮蔽内部空间。光学隐形现在已成为可能。”不过，报告也承认：理想与现实仍然存在巨大差距。 ”

尽管如此，科学家们正在尝试模仿章鱼和其他头足类动物的皮肤，类似于章鱼如何控制皮肤中的色素细胞，通过“将薄片保形地包裹在物体周围以改善视力。”宣布成功的结果，允许用户“调整他们的外观” ”。从美国空军资助的研究数量以及私人实验室在材料和光学技术方面的最新进展来看，使用这种材料实现某种程度的视觉隐形是有意义的。

但话又说回来，这种自适应迷彩并不能让飞机完全或几乎完全隐形，但确实降低了其整体视觉特性，缩短了其可被目视探测的距离。飞机性能和影响。尽管完全视觉隐形仍处于学术和理论研究阶段，但显着减少视觉特征仍然非常实用。

隐形飞机的必要性

自适应伪装对于执行各种任务的飞机具有明显的优势，特别是打算在敌方空域上长时间悬停的隐形侦察机。像RQ-170 Sentinel 这样的隐形无人机已经具有非常低的红外特征，可以通过雷达隐形轮廓、严格的辐射发射控制、电子战和动态任务规划来躲避雷达，但它们的隐形能力仍然很重要。飞机的生存至关重要。

RQ-170“哨兵”

与有人战斗机相比，侦察无人机需要长时间渗透到敌方领土以获得高质量信息，并且更容易受到各种形式的探测，尤其是视觉探测。虽然此类飞机以亚音速飞行，并依靠自身的雷达和红外隐身能力来避免被发现，但它们无法避免被检测。换句话说，一旦被发现，它就无法像战斗机一样逃跑，也无法猛烈机动以避免敌人攻击。

由于这些独特的挑战，这些高度普及的飞机包括RQ-170、尚未正式的RQ-180 以及即将推出的实际上是多任务平台的B-21 Raider 都会出现。 ）是采用视觉隐形技术的完美平台。

美国空军特种作战司令部(AFSOC) 等组织也在继续研究下一代特种作战飞机的低可观测性技术，特别是运输机和短距起降(STOL) 飞机。 AFSOC 的一份报告分析了MC-130H/J“新魔法”升级的成本效益，解决了特种作战对隐形短距起降飞机的需求以及主动光学伪装的潜力。

该报告提到了基于碳纳米管的涂层、使用激光表面结构化创建的光吸收皮肤以及光学超材料。理论上，所有这些方法都可以减少或改变飞机在可见光谱内的外观，使敌人更难以在远距离甚至在白天识别飞机。

研究发现，排列有垂直碳纳米管的表面实际上可以通过将光“捕获”在这些微小的非反射管内来吸收所有波长的光。飞秒激光表面结构化可以通过创建微观纹理来改变材料散射或吸收不同波长的光的方式来实现类似的结果。

利用碳纳米管的黑洞效应，可以创造出一种完全不反射任何光的涂料。

鉴于过去十年照明和成像技术的进步，我们开始看到突破性光学伪装技术的实现。