【軍事博評】張競:匿蹤科技反制與偽冒

2024-05-13 01:54:49 最後更新日期:2024-05-13 09:47:38
張競

中華民國榮民,中華戰略學會資深研究員,曾任海軍中權軍艦艦長,美國海軍戰爭學院績優畢業,英國赫爾大學政治學博士,目前在大學執教國際關係等政治學入門課程。勤於媒體針砭時政與探論國際現勢,亦經常接受媒體電訪;偶爾出席政論節目,評論政軍議題。

3000ww編按:大象漫步中的B-2戰略轟炸機,由於量產大幅削減,單價達20億美元,比伯克級單艦為貴,而且由於保養非常複雜,出勤能力一直為人詬病。服役近三十年,一機毀於起飛事故,兩架降落時重損。由於維修費用高,機體有小許變形都會影響隱身性能,其中一架已宣布不修理,直接報廢,現在仍有一架大修中,不知命運如何了。(圖片來自The Drive: Warzone)

上週5月3日筆者在《輕新聞軍事博評》以「從SAR衛照淺論偵察與監視」為題撰稿,討論運用合成孔徑雷達基本工作原理後,接獲許多讀者朋友熱烈回應;並且亦提到另篇2024年1月31日在《輕新聞軍事博評》以「從營區建物裝設光電設施談隱蔽偽裝」為題稿件,希望筆者能夠繼續介紹匿蹤軍事科技基本性質。為能回應《輕新聞》讀者朋友期待,本稿件就匿蹤科技軍事應用提供簡單科普說明,請各方先進不吝指教。

ar Reflectors編按:低視度設計其實涵蓋眾多範疇,例如直升機低視度除了光學、電磁及紅外壓制外,更包括噪聲上的處理。圖為2011年美軍突擊拉登住所時所使用的隱身特戰型MH-60想像圖。當中的設計獲證實的就特殊降噪的尾槳而已,其他的設計則參照80-90年代初隱身黑鷹驗證機。需要留意的是,2011年出現的隱身黑鷹似乎都只是試作型,沒有進行量產。(圖片來自連結)

匿蹤科技(Stealth technology)亦稱為低視度科技(low observable technology或LO technology),在此必須先要提醒讀者,所謂低視度(low observability)經常會與低視界(low visibility)相互混淆,特別是中文譯名「低【視】度」會讓人以為匿蹤科技係僅限於隱匿人類藉由可見光頻帶,所進行之目視觀測作業;但實際上,匿蹤科技所涵蓋頻譜範圍,確實遠超可見光人類目視波段。

其實匿蹤科技係運用各種主動與被動反制措施及手段,降低敵方運用雷達、紅外線、聲音或是可見光頻譜波段內各種偵蒐系統,對我方人員以及包括戰機、艦艇、潛艦、飛彈、衛星以及地面車輛在內各種軍用儎臺,掌握所在位置與運動狀態之作業能力。當然就被動手段來說,就自然包括以往筆者所曾經介紹過之隱蔽與偽裝措施。

F rU4編按:大型隱身戰略飛機可說是超級強國空軍的戰力關鍵,尤其是全向隱身設計,所投入的資金和技術相當驚人。圖為現時仍處於外形保密隱段的RQ-180無人戰略偵察機(左)及號稱可以量產、重量幾乎比B-2「縮水」一半的B-21次世代戰略轟炸機。兩者都採取飛翼設計,且氣動設計及控制翼面比B-2進一步簡化。(網絡圖片及 X@Matt Hartman)

人類運用匿蹤手段降低與干擾敵方偵蒐能力,以便保護軍用儎臺所在位置與運動態勢,避免被敵方偵知獲得預警,並且後續完成目標運動解算程序,使其得以運用武器進行反制打擊或是防護射擊,在戰爭史中案例不勝枚舉。但若要理解匿蹤科技軍事運用範疇,基本上都是從頻譜不同波段切入,才能順利掌握軍事匿蹤科技發展運用整體架構。

首先就反制雷達波段之偵蒐系統來說,基本上透過調整儎臺構型與外觀,以便降低雷達波反射效應,在軍用定翼機與旋翼機以及艦艇構型設計上已經相當普遍,亦有相當豐富成果;目前全球匿蹤艦艇與戰機清單並不算短,但不同軍事儎臺匿蹤能力確實差異相當明顯,有些雖然號稱匿蹤儎臺往往會在加裝武器後,就完全喪失原有匿蹤性能。

150121 F ZZ999 301編按:基於內部空間有限,現在幾乎所有隱身戰術飛機在全隱身狀態下都只能搭載有限彈葯,要外掛的話就要犧牲隱身性能,就算使用尚在研發中的隱身外掛彈艙,都會對隱身性造成相當的削弱,這問題可能要等六代機(普遍設計都是大型機)或忠誠僚機大量服役才能解決了。(圖片來自連結) 

通常戰機匿蹤設計都是集中在比較會產生強烈雷達波反射效應之發動機進氣口或是起落架與武器掛載架,當然有時亦有針對空中加油受油管或是機翼翼面上突起之天線。因此透過構型設計與裝備配置安排,將前述起落架、空中加油受油管以及通信電子天線在不用時收入機體之內,武器掛載點轉入彈艙,就成為增加戰機匿蹤能力設計重點,相對上匿蹤艦艇就有較多空間進行同類調整。

此外相較於艦艇運用構型設計來降低雷達波段反射效應來說,空中飛行器就要兼顧到機體構型不能影響飛航效能與穩定安全,而艦艇就比較不會因為構型外觀改變,影響到艦艇運動型能與航行安全要求。不過匿蹤需求亦是為何當前軍事艦艇設計,多半都將各項電子裝備天線、排煙管道與桅杆整併成為一體化整合型桅杆(integrated mast)重要因素。

F jj2ciW4AAWVG8 1編按:解放軍一條全隱身設計的軍艦實驗測試平台,由早前Planet Lab所拍到尚在建造中的船身看,大約有97米長及14米闊,排水量理論上是2500噸級水平,砲塔採取全隱身風格。煙囪也似乎刪除掉,採用艦尾 / 水線噴設計。(圖片來自Sino Defence Forum)

 

運用各類覆蓋物或是塗料吸收偵收裝備發射波束,降低反射波能量亦是常見匿蹤科技手段,在戰機艦艇金屬表面運用雷達波吸收材料(RAM:Radiation-absorbent material)或是潛艦艦體外部覆蓋吸音瓦,幾乎已經是建造軍用儎臺必要工序。

不過在偵蒐系統與匿蹤科技對陣較勁過程中,有些手段雖能夠有所突破,但其實還未見得能夠完全成熟。舉例來說低頻雷達在偵知空中匿蹤儎臺雖有成效,但仍然難以提供精準定位資訊,對於引導戰機攔截或是提供防空飛彈進行目標運動分析,以便提供武器系統進行後續解算彈道,其實都還有待努力。影像衛星從太空偵知艦艇艉跡,以便掌握匿蹤艦艇運動態勢,都還只是初具雛形處於剛剛起步發軔階段,能否真正發展成熟運用,都還存在諸多變數。

1501編按:相比起飛行器或船艦,陸軍裝備的低可視度因為涉及紅外、熱能、聲音等多重降噪手段而雷達並不是特別重要,現在基本還是停留在加裝可降低雷達波與紅外訊號的軟性覆蓋材質上。圖上是T-90M的降低雷達與熱訊號「布料」。(圖片來自連結)

 

其實在聲音、可見光、紅外線以及雷達波段,透過降低噪音雜訊發射能量,運用偽裝與遮沒手段,都是軍用匿蹤科技未來仍然能夠努力發展空間;甚至利用誘標以及發射假信號欺騙誤導敵方偵蒐系統,其實都能夠間接為匿蹤措施與手段提供掩護;戰場上本來就是虛實互補真假並存,匿蹤結合欺敵誤導,本來就是家常便飯,吾人亦不必太過驚訝。

DTW zc W0AEH3Un編按:美國的迷霧系列驗證型低視度設計衛星,有指是其中一種KH-11系列後繼者偵照衛星,外形更為怪異。這東西有巨大的、不知有什麼作用的充氣錐。傳聞只發射過兩枚,計劃就取消了。由於美軍對軍用衛星的密級是最高的,很多計劃即使已經過20甚至30年,仍然連一張可靠的照片都沒有……(圖片來自連結)

 

近年來運用離子化氣體(ionized gas)或是電漿(plasma)以便降低軍用儎臺雷達波反射效應,確實是許多國家認為具有潛能發展方向。此種原理其實就類同於在艦體周邊釋放氣泡,運用其物理特性來降低聲波傳遞效應;但吾人必須牢記,許多在物理上看來可行策略,要成為能夠實際運用軍事系統,還是要經過相當努力。

此外還是要提到幾個運用相當先進技術,又極具想像力,並且很有可能真正變成軍事匿蹤科技知發展方向。首先就是要談到主動偽裝(active camouflage)或是可調變偽裝(adaptive camouflage),許多生物都有此本事,比方說是陸地上之蜥蜴或是變色龍,海洋中許多列為頭足綱或鰈形目生物,都有隨著環境變化改變其外觀能力,此種彈性調整外觀之偽裝能力,將是軍事匿蹤科技重大挑戰里程碑。

da31d19178e481a788391fc6fcafe508 560x315編按:人用 / 裝備用光學迷彩發展已有一定的成果,但現時仍遠不及科幻動漫或魔法劇中所展示的一些效果。圖為《攻殼機動隊》生化人主角的光學迷彩效果。source:IMDb

 

其次就要談到斗篷覆蓋式隱形科技裝置(cloaking device),從《星艦迷航記》(Star Trek,港澳譯為﹕《星空奇遇記》)太空船能夠讓本身隱形,再到哈利波特電影中,用個斗篷改在身上,就可讓本身隱形消失,確實是讓人覺得匪夷所思,但就目前科技發展態勢觀察,許多實驗性雛型已獲得成果,遲早會有重大突破;此種讓本身能在可見光波段隱形技術,假若能夠成熟穩定,在軍用匿蹤科技上前途不可限量。

回過頭來還是要提到寬頻帶偽裝覆蓋物,當前許多機動性偽裝匿蹤覆蓋物,諸如偽裝網或偽裝布,基本上都還是針對可見光頻帶,就算有些亦能同時降低紅外線或是在夜視熱像鏡頭前,能夠透過降低溫度達成相當匿蹤偽裝效應。但依據目前各項偵蒐手段來看,多半都是透過多頻帶同時偵蒐,因此寬頻帶偽裝覆蓋物(multispectral camouflage)確實還有繼續發展必要性。

F 22A Raptor Radar Reflectors編按:F-22A機腹下的龍伯透鏡,除在一般飛行時讓航管清楚知道位置外,還有掩蓋原有微弱雷達反射波的作用。(網絡圖片)

最後就要提到,目前各國軍方在實際運用匿蹤儎臺時,還是要搭配其本身配備龍伯透鏡(Luneburg lens)來增強本身雷達迴跡信號,或是對外發射諸如廣播式自動相關監視(ADS-B:Automatic dependent surveillance-broadcast)或是透過多點定位(MLAT:Multilateration)與敵我識別導航信號系統,讓其歸航基地時,能被空防與飛航導引單位以及機場塔臺掌握,期能避免誤擊以及導引其返航降落

不過這就是運用匿蹤儎臺時,被各方所忽視罩門所在,未來是否可能被敵方匿蹤儎臺所運用,搭配偽冒前述導航識別信號,最後在匿蹤與偽冒電子導航信號雙重掩護下,突破空防呢?吾人必須注意到,在現代戰爭法規中,本來就有許多合法欺敵與偽冒手法可被接受,此點亦將是修訂國際戰爭法規必須重視之處女地(terra incognita)。

發佈於 軍事博評
By 2024-05-13

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