等離子體隱形技術 黑科技還是科幻?

(圖/騰訊網)
(圖/騰訊網)

不久前港媒《南華早報》報導,中國大陸的等離子體隱形技術獲得突破性進展,可以在戰機雷達回波信號最強的地方覆蓋一團等離子雲,而且能隨時打開與關閉。一旦打開,這架戰機就將從雷達幕上消失。

這描述讓人想起早期《太空爭霸戰》影集中的情節:啟動隱形裝置的克林貢外星戰艦潛行到聯邦星艦附近,突然現形對星艦發射大量光子魚雷;遭到偷襲的聯邦星艦連防護罩都來不及打開就瀕臨瓦解,艦長下令棄船,船員們蜂擁跑向救生艇,艦長則留在艦橋穩定船身,決心與星艦共存亡。以下模擬一個類似上述星戰情節的作戰情境,來說明這在戰略上的意義。

隨著台海安全環境的惡化,美、中之間的戰爭迫在眉睫。某天,位於沖繩的美軍嘉手納空軍基地雷達突然出現大批解放軍戰機,F-15戰鬥機群立刻起飛攔截,快接近目標時敵機卻突然從雷達幕上消失,當F-15機群還在空中巡弋不知發生什麼事,就接到基地遭到大批飛彈攻擊的訊息,機群立刻掉頭返回基地,此時被雷達鎖定的警告聲突然響起,長機環顧四周,發現僚機一架一架被擊落。第一島鏈,甚至遠到第二島鏈的制空權,就此落在解放軍手中。

等離子體的隱形效果,是進入外太空的太空船返回地球時發現的。太空船進入大氣層後通訊中斷,與指揮中心失聯,雷達幕上也看不到。事後研究,是由於太空船速度太快,與空氣劇烈摩擦,以致溫度升高在太空船周邊形成等離子體鞘套,而吸收、衰減、折射、反射、散射電磁波,我們用「吞噬」這個詞彙來形容好了。電磁波被等離子體吞噬後無法傳出,無線電無法通訊,雷達也搜索不到,必須等升起降落傘,太空船速度降低後才恢復。這就是所謂的「黑障」。

黑障造成飛行器重返大氣層的困擾,但也給科學家們靈感,如果能在戰機外包覆一層等離子體,不就能讓戰機在雷達幕上消失嗎?冷戰時期美國與蘇聯競爭激烈,雙方都競相投入這個技術的研究。

然而美國很快發現,這個理論上行得通,實驗室也做得出來的技術,落實到武器化時卻困難重重。高耗能與設備巨大的問題始終無法解決。1970年代美國終於放棄,改採特殊造型降低雷達反射面,同時用特殊塗料減少雷達回波的方式設計隱形戰機。全平面造型的F-117戰機於是出現,並且在1990年的第一次波斯灣戰爭中大放異彩。

不過全平面造型的隱形效果是犧牲氣動力性能換來的。F-117飛不快也飛不遠。之後隨著電腦科技的發展,科學家可以更精密的計算雷達回波,於是在兩者間取得平衡的F-22與F-35落地,開啟第五代戰機先河。現在中國殲20與俄羅斯的SU-57等隱形戰機雖然出現,一般仍認為美國的F-22與F-35是最佳五代戰機。

俄羅斯則一直沒有忘情等離子體技術,蘇聯解體後仍繼續研發,也曾傳出突破的消息, SU-57據傳就用上了等離子體技術。不過,從俄烏戰爭中俄國空天軍使用SU-57的謹慎態度來看,他們對這款隱形戰機的信心似乎並不太夠。

由此不難理解外界對該報導持質疑態度的原因。等離子體隱形技術是軍武界的聖杯,美國與俄羅斯都做不到或做不好,中國真能解決?質疑並非不合理。

2020年中國發射4枚陸基反艦彈道飛彈,其中2枚成功擊中西沙海域的移動靶船,證實中國彈道飛彈可以打到數千公里外的海上移動目標,而且終端速度是10馬赫的高超音速,標2與愛3都攔不住。中國成功研發反艦彈道飛彈,意味著已有穿越黑障的解決方案。2023年,神舟15號載人飛船返回,中國官宣即宣布已能在穿越黑障時穩定追蹤,表明中國在航空器返回大氣層的測量難題上取得重大突破。

黑障與等離子體研究雖然不能畫等號但有關聯,看來中國在相關研究上的著墨頗深。既然已突破黑障難題,則突破等離子體隱形技術也將不令人意外。隱形效果真正的意義,並不是誇張的「四代機秒變五代機」,而是這種隱形技術可以讓戰機採用較佳的氣動力布局,而擁有更佳戰力。傳說已久的轟20會採用這種技術嗎?或許不久後就將揭曉。

(作者為台灣國際戰略學會執行長、博士)