最近,很多粉絲說(shuō)W君在不停的唱衰我們自己。W君發(fā)文章就是為了把自己知道的東西告訴大家,并不是為了取悅那“群精神癮君子”。一直堅(jiān)信客觀的實(shí)事求是的談?wù)撥娛录夹g(shù)不吹不黑是一個(gè)軍事媒體的必要修養(yǎng)。至于去取悅誰(shuí),還真的沒(méi)這個(gè)必要。
說(shuō)回正題,至于 杜老師的“隱身材料有了極致突破 雷達(dá) 紅外 光學(xué) 三重隱身”,這事情就真讓人震驚了。無(wú)他,這件事不可能!
杜老師所引用的材料來(lái)自于B站2023年的“超級(jí)科學(xué)晚”的一個(gè)節(jié)目,也并不是今年春節(jié)的一個(gè)“獻(xiàn)禮”。
在這個(gè)節(jié)目中褚君浩院士給B站的小朋友做了一次隱身技術(shù)的科普。從幾個(gè)不同的方面對(duì)隱身技術(shù)做出了講解。
實(shí)際上晚會(huì)中試驗(yàn)裝置分別用到了三種隱身技術(shù)“微柱棱鏡”分改變光路“隱身”、液體內(nèi)晶體折射率與液體折射率相同“隱身”、鏡面改變光路方向“隱身”這些東西并沒(méi)有太多的神秘的地方,騙騙B站的小孩還是可以做到的。但離著真正的隱身技術(shù)還有十萬(wàn)八千里的距離。
在晚會(huì)中褚院士展示了一個(gè)讓自己下半身消失的薄膜。
當(dāng)薄膜旋轉(zhuǎn)90度的時(shí)候褚院士下半身的確是消失掉了。
這里咱們就要說(shuō)會(huì)場(chǎng)的布置技巧了,在展示區(qū)域內(nèi),背景是水平的對(duì)比度相當(dāng)大的線條。這是“褚式”隱身的一個(gè)充分必要條件。
說(shuō)下原理:當(dāng)光線經(jīng)過(guò)凸透鏡的時(shí)候會(huì)被折射。
當(dāng)這個(gè)凸透鏡并不是咱們一般理解的一個(gè)圓片而是一個(gè)截面為半圓形的柱面(圓柱形透鏡)的時(shí)候,光就會(huì)在透鏡截面彎曲的方向被折射,而在截面不彎曲的方向上繼續(xù)沿著直線傳播。
把一大堆的半圓形透鏡做成一個(gè)平板,這時(shí)候就出現(xiàn)了“褚式”隱身的效果
話說(shuō),這東西幾十年前就有了,也不是咱們的“發(fā)明”。
無(wú)一例外,展示這種隱身需要什么?——背景的水平條紋。如果背景是磚墻有垂直條紋會(huì)怎么樣?
你還會(huì)覺(jué)得它是隱身的嗎?或者:
是不是護(hù)墻板的一個(gè)應(yīng)有的豎條被“抹去”了?這還隱個(gè)屁身呢?
要在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)這樣的“隱身”效果,你得先用一塊板子阻擋在你和觀察者之間,還得期望觀察者忽略掉這塊能使后面的物體“隱身”的板子所帶來(lái)的視覺(jué)扭曲和缺失被觀察者忽略掉。
注意看上面動(dòng)圖的時(shí)間,2019年,2023年由我們的院士在科普節(jié)目中復(fù)現(xiàn)人家至少4年前的技術(shù),2025年由我們的軍事大V杜老師拿來(lái)“震驚”一下,這個(gè)世界好魔幻!不過(guò)也不奇怪,人都有自己的局限性的,錢(qián)老在晚年還研究特異功能呢。
還在說(shuō)“畝產(chǎn)萬(wàn)斤糧食不是夢(mèng)”呢,如果說(shuō)從噴氣推進(jìn)和空氣動(dòng)力學(xué)這種專業(yè)領(lǐng)域以及對(duì)共和國(guó)的貢獻(xiàn)來(lái)講w君是尊敬錢(qián)老的,但如果看到畝產(chǎn)萬(wàn)斤或者是特異功能中出現(xiàn)了錢(qián)學(xué)森的名字,W君也同樣會(huì)貶損一番。永遠(yuǎn)要對(duì)“事”,而不能對(duì)“人”。所以,這次褚院士的“褚式”隱身W君就并不看好了。
W君一直認(rèn)為“科普的本質(zhì)是讓大眾理解科學(xué)和科技,而不是制造幻想”。
恰好剛剛有一個(gè)讀者留言:
現(xiàn)有的“物理學(xué)規(guī)律“有沒(méi)有可能也是有局限性的,創(chuàng)新之前一定是要有豐富的想象力,從而量變引起的質(zhì)變的,我國(guó)目前理工人才還在快速的積累過(guò)程中,當(dāng)這些人才積累到一定程度肯定會(huì)產(chǎn)生巨大的能量,當(dāng)然有個(gè)前提條件要保證這些理工人才都有足夠的動(dòng)力去實(shí)現(xiàn)這種夢(mèng)想,無(wú)論是日常的柴米油鹽還是精神世界的充裕富饒!——將計(jì)就計(jì)得過(guò)且過(guò)
W君直接回答的是:你的想法很民科的,對(duì)于物理學(xué)來(lái)說(shuō),沒(méi)有一個(gè)新的物理學(xué)規(guī)律是推翻先前的物理學(xué)規(guī)律所存在的,都是在現(xiàn)有的內(nèi)容上繼續(xù)總結(jié)和添磚加瓦。科學(xué)再發(fā)展幾億年,在樹(shù)上自然成熟的蘋(píng)果依然會(huì)砸的樹(shù)下的人,并不會(huì)因?yàn)橄胂罅?dǎo)致這個(gè)蘋(píng)果會(huì)飛向太空。
為什么說(shuō)讓杜老師震驚的“三重隱身”是不可能的呢?首先我們就得從電磁波的特性來(lái)說(shuō)了。
紅外線也好、雷達(dá)波也好、可見(jiàn)光也好其實(shí)都是電磁波。但對(duì)于這些本來(lái)都是電磁波但在不同頻段上出現(xiàn)的不同種類,“隱身”所需要做的措施本身就是不同的。
在現(xiàn)代空戰(zhàn)中,紅外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)不只是依賴于捕捉發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰,而是進(jìn)化為多光譜紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)(IRST),可以通過(guò)飛機(jī)在飛行過(guò)程中與空氣摩擦產(chǎn)生的氣動(dòng)加熱效應(yīng)來(lái)鎖定目標(biāo)。戰(zhàn)斗機(jī)在高亞音速或超音速飛行時(shí),空氣摩擦?xí)?dǎo)致機(jī)身表面溫度上升,從而在紅外波段形成明顯的熱輻射。這意味著,即使你把發(fā)動(dòng)機(jī)噴口藏起來(lái),機(jī)身本身依然會(huì)發(fā)出紅外信號(hào)。甚至無(wú)動(dòng)力滑翔的飛行器(如無(wú)人偵察機(jī))在長(zhǎng)時(shí)間飛行后,表面仍然會(huì)因吸收太陽(yáng)輻射和空氣摩擦而發(fā)熱,被紅外探測(cè)系統(tǒng)捕捉到。
為了降低紅外可探測(cè)性,現(xiàn)有隱身戰(zhàn)機(jī)采取了一些措施,比如使用特殊隱身涂層減少熱輻射、優(yōu)化尾噴口設(shè)計(jì)以降低排氣溫度、通過(guò)機(jī)體氣流掩蓋發(fā)動(dòng)機(jī)紅外信號(hào)等。然而,這些手段都只是降低被探測(cè)概率,而不可能做到真正的“紅外隱身”。如果想讓?xiě)?zhàn)機(jī)在紅外波段徹底隱身,就意味著它不能產(chǎn)生任何熱量,這根本違背了熱力學(xué)定律。
雷達(dá)隱身技術(shù)主要依靠?jī)煞N手段:隱身涂層和隱身氣動(dòng)設(shè)計(jì)。隱身涂層能夠吸收部分雷達(dá)波,使戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)反射截面積(RCS)降低,從而減少被探測(cè)的概率。然而,隱身涂層的有效性受限于雷達(dá)波的波長(zhǎng)——現(xiàn)有的雷達(dá)吸波材料(RAM)對(duì)于X波段(8~12 GHz)雷達(dá)效果較好,但在低頻雷達(dá)(如L波段和VHF波段)面前,涂層的吸收能力顯著下降。此外,隱身涂層的厚度是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,不同波長(zhǎng)的雷達(dá)波需要不同厚度的材料才能有效吸收,而過(guò)厚的涂層會(huì)影響戰(zhàn)機(jī)的飛行性能。
除了隱身涂層,低RCS氣動(dòng)設(shè)計(jì)也是現(xiàn)代隱身戰(zhàn)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過(guò)減少垂直面、優(yōu)化氣動(dòng)外形,使雷達(dá)波盡可能地向其他方向散射,而不是直接反射回雷達(dá)接收端。以F-22為例,其設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于正面低RCS優(yōu)化,使其在敵方雷達(dá)正前方的探測(cè)距離大幅降低。但這并不意味著它從任何角度都是隱身的——從側(cè)后方觀察時(shí),它的雷達(dá)反射截面積就要比正面大得多。此外,低頻雷達(dá)的波長(zhǎng)較長(zhǎng),即便隱身戰(zhàn)機(jī)的RCS再低,也無(wú)法完全避開(kāi)低頻雷達(dá)的探測(cè)。換句話說(shuō),隱身技術(shù)不是讓?xiě)?zhàn)機(jī)“消失”,而是降低被探測(cè)的可能性。
至于光學(xué)隱身,目前主要有兩種思路:一種是通過(guò)超材料折射光線(類似于“褚式”隱身),使物體隱藏在背景之中;另一種是主動(dòng)變色材料,讓物體外表隨環(huán)境變化。
然而,這些方法目前仍然存在巨大的技術(shù)障礙。真正的超材料隱身技術(shù)目前僅在特定微波波段有實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,而在可見(jiàn)光波段的應(yīng)用仍然面臨巨大的工程挑戰(zhàn)。至于主動(dòng)變色材料,目前的技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的偽裝,而無(wú)法達(dá)到“隱身”的程度。
目前,實(shí)驗(yàn)室中確實(shí)有一些超材料在特定的微波波段實(shí)現(xiàn)了隱身效果,比如某些繞射隱身裝置,能夠讓微波在特定條件下繞過(guò)物體,使其在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)“消失”。但這些技術(shù)有著極為嚴(yán)格的適用條件,比如只能作用于毫米級(jí)的微小物體,且隱身效果高度依賴于觀察角度、背景環(huán)境,以及電磁波的特定頻率。換句話說(shuō),雖然超材料隱身的概念在理論上是可行的,但要讓它應(yīng)用于實(shí)際戰(zhàn)場(chǎng)、作用于戰(zhàn)機(jī)或坦克這樣的大尺寸、動(dòng)態(tài)目標(biāo),仍然存在極大的技術(shù)鴻溝。
以目前已知的實(shí)驗(yàn)成果來(lái)看,成功繞射隱身的物體僅有13毫米高、直徑不足125毫米。這樣的規(guī)模離真正的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用相差甚遠(yuǎn)。而且,這種繞射隱身裝置本身是固定形狀的,這意味著它的隱身能力取決于特定的物理結(jié)構(gòu),并不能隨意改變形態(tài)。如果試圖應(yīng)用到戰(zhàn)機(jī)上,就意味著戰(zhàn)機(jī)的外形必須保持這種特定的隱身結(jié)構(gòu),但這顯然不符合空氣動(dòng)力學(xué),無(wú)法支持戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行高速機(jī)動(dòng)飛行。
此外,隱身的波段范圍也是一個(gè)巨大的問(wèn)題。當(dāng)前的超材料隱身裝置通常只能在單一波長(zhǎng)或極窄的頻段內(nèi)有效,而現(xiàn)代探測(cè)技術(shù)已經(jīng)向多頻、多模態(tài)方向發(fā)展,僅僅對(duì)某個(gè)雷達(dá)波段隱身根本無(wú)法避免探測(cè)。例如,美軍F-35的AN/AAQ-37分布式孔徑系統(tǒng)(DAS),能夠在多個(gè)光譜范圍內(nèi)探測(cè)目標(biāo),即使在雷達(dá)波段實(shí)現(xiàn)隱身,也難以避開(kāi)紅外或其他探測(cè)手段的鎖定。
盡管超材料和電磁波繞射隱身的研究已經(jīng)在特定的實(shí)驗(yàn)室條件下取得了一些進(jìn)展,但從實(shí)驗(yàn)室到戰(zhàn)場(chǎng),仍然有無(wú)數(shù)工程難題需要克服。所謂的“全頻隱身”并不是短期內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),而僅僅是個(gè)噱頭。真正的隱身技術(shù)仍然是在雷達(dá)、紅外、光學(xué)等不同波段分別進(jìn)行優(yōu)化,而不是像魔法斗篷一樣讓目標(biāo)徹底“消失”。
“全頻隱身”在目前的技術(shù)條件下不可實(shí)現(xiàn)其實(shí)才是真正的科學(xué)。這件事無(wú)關(guān)想象,只是依賴基礎(chǔ)科學(xué)就可以做出判斷。而且即便是有一種材料可以實(shí)現(xiàn)所謂的“全頻隱身”,實(shí)際上也很好被破解。
可以利用探測(cè)的電磁波波段還很多,雷達(dá)波、紅外線、可見(jiàn)光僅僅是電磁波波譜的一小部分,往更短的紫外線端移動(dòng)一下、或者往更長(zhǎng)的長(zhǎng)波移動(dòng)一下頻率,雖然并不是探測(cè)的最優(yōu)解,但是總比什么都看不見(jiàn)要有用處吧?另外,即便是探測(cè)不到飛機(jī),探測(cè)被飛機(jī)擾動(dòng)的大氣也是可以達(dá)到同樣的效果的。
以F-117夜鷹隱身戰(zhàn)斗機(jī)為例,它在冷戰(zhàn)期間被認(rèn)為是雷達(dá)隱身的巔峰之作,但在1999年南聯(lián)盟戰(zhàn)爭(zhēng)中,仍然被南聯(lián)盟軍隊(duì)使用老舊的P-18米波雷達(dá)發(fā)現(xiàn),并最終被S-125防空導(dǎo)彈擊落。F-117的隱身能力主要針對(duì)X波段雷達(dá),而面對(duì)低頻雷達(dá)時(shí),它的RCS并沒(méi)有顯著下降。這也證明了所謂“隱身”并不是絕對(duì)的,只是讓目標(biāo)在某些探測(cè)手段下難以被發(fā)現(xiàn),而不是徹底消失。
再看B-2隱身轟炸機(jī),它的隱身能力是通過(guò)氣動(dòng)設(shè)計(jì)、隱身涂層和任務(wù)規(guī)劃的綜合應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。B-2的作戰(zhàn)模式要求它避開(kāi)敵方雷達(dá)網(wǎng)絡(luò),而不是硬扛所有雷達(dá)波段的探測(cè)。即便它在雷達(dá)波段上的隱身能力極強(qiáng),在紅外和光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)面前依然是一個(gè)明顯的目標(biāo)。因此,即便是目前世界上最先進(jìn)的隱身技術(shù),也從未敢宣稱自己能在“全頻段”隱身。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中,隱身技術(shù)的意義在于提高生存率,而不是讓?xiě)?zhàn)機(jī)變成“透明人”。即便是我們目前服役的最先進(jìn)的殲-20,也依賴電子戰(zhàn)、態(tài)勢(shì)感知和智能作戰(zhàn)系統(tǒng)來(lái)提升生存能力,而不是僅僅依靠隱身技術(shù)。因此,“隱身”永遠(yuǎn)是一個(gè)戰(zhàn)術(shù)概念,而不是一個(gè)科幻式的“消失”概念。
總結(jié)下來(lái),所謂的“全頻隱身”只是一個(gè)噱頭,而不是真正的科技突破。科學(xué)的進(jìn)步有其客觀規(guī)律,并不是靠“震驚體”或“民族情緒”就能改寫(xiě)物理定律的。面對(duì)科技發(fā)展,我們需要理性、冷靜地分析,而不是盲目跟風(fēng)。真正的隱身技術(shù)依然在進(jìn)步,但它的發(fā)展方向永遠(yuǎn)是降低探測(cè)概率,而不是徹底消失。任何號(hào)稱“徹底隱身”的技術(shù),都值得我們打一個(gè)問(wèn)號(hào)。
科學(xué)的盡頭不是“震驚”,而是更深入的理解。讓W(xué)“震驚”的是為嘛杜老師這樣的專家都“震驚”了?
其實(shí)在前天W發(fā)了一個(gè)微頭條
簡(jiǎn)單的說(shuō)下“達(dá)克效應(yīng)”這是一種常見(jiàn)的認(rèn)知偏差,描述的是能力不足的人往往高估自己的能力,而真正有深厚知識(shí)的人卻常常低估自己的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)。
換句話說(shuō),知道得太少,反而容易覺(jué)得自己什么都懂;知道得太多,反而更容易意識(shí)到自己的無(wú)知。
那么為什么國(guó)防部要發(fā)這篇文章呢?仔細(xì)看時(shí)間,其實(shí)這正是當(dāng)年“褚式隱身”火爆了全網(wǎng)半個(gè)月左右的時(shí)間點(diǎn)上。當(dāng)年火爆到什么程度呢?連我們駐美大使館都在臉書(shū)上發(fā)這條新聞:
國(guó)防部當(dāng)時(shí)的態(tài)度就是別太自大別太自信,要認(rèn)真對(duì)待和準(zhǔn)備戰(zhàn)爭(zhēng)。不想到了今天這種過(guò)時(shí)的爛新聞?dòng)直怀雌饋?lái)了。
W君寫(xiě)這篇文章,不是為了“唱衰”什么,而是希望大家能更理性地看待軍事科技,保持清醒和務(wù)實(shí)的態(tài)度。
真正的國(guó)防實(shí)力,靠的是一線科研人員的努力、實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的積累、戰(zhàn)術(shù)體系的完善,而不是一兩條營(yíng)銷新聞帶來(lái)的虛假自信。
畢竟,未來(lái)的戰(zhàn)場(chǎng),不會(huì)因?yàn)槟惚弧罢痼@”過(guò),就對(duì)你手下留情,也不會(huì)因?yàn)槟惚弧罢痼@”過(guò),不對(duì)我們的財(cái)富產(chǎn)生覬覦之心——唯一要記住的一點(diǎn)是“帝國(guó)主義亡我之心不死”。
未來(lái),我們真正要做的,不是盲目自信,而是腳踏實(shí)地地突破科技瓶頸,真正把軍事科技推向更高水平,而不是被一條“震驚”新聞牽著鼻子走。
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