洛克希德马丁电气工程师

自古以来，人类无论出于何种目的都在竭尽所能去探索真正意义上的“隐形”。 现如今，我们所说的“隐形”，亦或是“隐身”，实际上并不是指真正意义上的“隐身”。现如今被利用在军事科技上的隐身实际上是指战斗机在雷达上的显示体型大小，而不是肉眼看不见。这种类型的隐身可以通过隐身涂料和新型特种材料来实现。其原理就是利用材料本身所具有的特性来吸收或者减少雷达波的反射量，从而使战斗机很好地躲避雷达的侦测。 但是，话又说回来，即使是美国洛克希德·马丁公司研制的、号称世界最强最先进的F-22“猛禽”隐形战斗机也无法做到完全躲避雷达侦测。因为无论它的机体外形、空气动力等方面设计得再好再出色，也还是存在部分缺陷和不足。当然，这也是人类能够做到最最出色的地步了。 那么，实现物体完全隐身的可能性有多大呢？ 很多人谈及“隐身”、“隐形”一词时，大多还停留在雷达波反射和吸收的范畴，人们总以为实现物体的完全隐身除了只能在诸如《哈利波特》之类的科幻小说中实现外，根本不可能，或者说简直就是在痴人说梦。 然而，实际则不然。 早在20世纪40年代，与爱迪生同时代的科学家、电气工程师尼古拉斯·特斯拉就提出“实现物体完全隐身的办法”之理论。特斯拉提出采用磁场发生器运行使得光波、微波和无线电波发生弯曲，就能使得物体完全隐身。也正是如此，特斯拉被美国军方所盯上，军方非常渴望将特斯拉作为一种先进武器制霸世界。然而，事实却不如他们所意。 1943年，美国军方召集了众多科学家，制订了名为“彩虹计划”的行动方案。该方案旨利用特斯拉所提出的理论进行实验论证，目的是为了验证特斯拉的理论是否具有可行性，是否真的能使物体在人们眼皮底下完全消失。 该实验的对象是美国海军编号为DE-173“爱尔德里奇”号护卫驱逐舰。 1943年7月22日上午9时整，在费城的海军造船厂里，磁力发生器的电源被接通，强大的磁场开始在舰身周围形成。一片绿色的雾慢慢将“爱尔德里奇”号包围起来，从视线中将它遮去。稍后，雾逐渐消散，而“爱尔德里奇”号也踪迹皆无。在岸边观看的海军官员和科学家们睁大了眼睛，充满敬畏地目睹了这最了不起的成就：“爱尔德里奇”号的舰身和船员不但在雷达上已经找不到，就连近距离肉眼也无法看到它们！一切都按照预想发生了，而且还远远超出了预想！大约十五分钟以后，磁场发生器被关上，绿色的雾重现，“爱尔德里奇”号则在雾散去的同时在原来消失的地点重新现身。但是，所有人都发觉有些不对劲了。因为岸上的人员登上驱逐舰后，发现船员们分辨不出方向，还都感到恶心。美国海军将舰上所有船员调换走，并很快换上一批新船员。后来，海军确定他们的实验目的只是要让雷达探测不到军舰的存在，并相应将实验设备做了改动。但由于各种原因，美国军方最终也没能将此实验进行下去，更没有将该技术发展下去。 特斯拉在去世前已经预知到美国军方会禁锢和审问他，也知道他们将利用这种技术做出怎样的大规模杀伤性武器，于是，特斯拉在去世前将该技术的核心部分彻底地、永远地销毁了。其他留存于世的资料也被美国军方永久地封存了起来。

F-22战斗机是美国洛克希德·马丁公司与波音公司为美国空军研制的21世纪初主力制空战斗机，主要用于替换美国空军现役的F-15战斗机，在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位。2002年9月，美空军正式将F-22改名为F/A-22，确立了F/A-22将兼顾制空与对地攻击双重任务。2005年12月，美国空军兰利空军基地的第27战斗机中队装备的F-22A率先达到初始作战能力（IOC），随后国防部表示F-22A已经达到战备状态。同时美国空军又恢复了F-22这一名称。在2007年进行的一系列演习中，F-22A创造了模拟空战击落144架“敌机”而自身无一伤亡的“神话”。尽管这一数字不可全信，但仍足以佐证F-22A性能的超前程度。美国空军航空系统部建立了先进战术战斗机系统计划办公室（SPO）。SPO于1983年具体提出了ATF的概念，随后分别向七家主要的航空制造企业发出了各价值100万美元的设计方案合同，包括波音、通用动力、格鲁曼、洛克西德、麦道、诺斯罗普和洛克韦尔下属的北美飞机公司。在要求中，ATF应该能在未来空空、空地战场威胁环境中夺取空中优势，确保美军在全面或高技术的局部战争中夺取绝对的制空权。具体包括五个方面的要求：低可探测性、高机动性和敏捷性、超音速巡航、较大的有效载荷、具有飞越所有战区的足够航程。同年，通用电气和普·惠公司被选入ATF计划，为ATF研制新型发动机。美国空军希望凭借少量的先进的F/A-22抗击大量技术相对落后的敌机，取得制空权。美国方面称其为制空(Air Dominance)战机。为了在技术水平上彻底超越F-15和苏联战斗机，SPO不断为ATF增加细节的明确要求。包括甚高速集成电路、主动变弯机翼、高压液压系统、不易燃液压技术、液压传动武器挂架、隐身能力、声控指挥控制、保形传感器、共享天线、一体化飞行控制与推进控制、短距起落、矢量推力、人工智能、先进复合材料、先进数据融合和座舱显示、集成电子战系统（主要包括AN/ALR-94电子战系统和AN/ALE-52箔条投放器等）、通信/导航/识别一体化、变速常频发电机、氧气发生系统以及光纤总线等等。1985年9月，美国空军开始发布招标。到1986年7月，七个竞争方案全部提交。经过空军评审，1986年10月31日宣布洛克希德/波音公司的YF/A-22和诺斯罗普/麦道公司的YF-23方案为优胜。1990年6和9月，YF-23和YF/A-22先后开始试飞。经过半年多的对比试飞，1991年4月23日，美空军宣布洛克希德-马丁公司的YF/A-22获胜。这就是F/A-22最早的原型机。91年8月，F/A-22战斗机进人工程制造和发展阶段。首架F/A-22原型机于1997年4月9日出厂，5月29日首飞，生产型计划于2004年开始装备部队。美空军原计划采购438架，现减为339架。为配合研制计划的进行，许多空中测试平台也应运而生。其中最为特别的是波音757FTB“空中测试平台”。F/A-22的材料分布图如下。在机身制造上，F/A-22有着许多独创的新技术特点。例如前机身的舭状边缘，世界上最大的钛合金锻件——中机身隔框，传统航空材料（铝合金与合金钢）仅占全重的20%，钛合金比例高达36%，复合材料也达到24%。该机的整体式座舱盖尺寸达到了史无前例的3米x1米米的规模，重达163千克，可承受以相对速度1018千米/小时正面的一只千克重飞鸟的撞击。该座舱盖采用聚碳酸脂透明件，厚度达20毫米，强度达到117~196MPa。该座舱因为强度很大，弹射座椅已经无法使用穿盖方式，改为使用火箭抛射方式。F/A-22战斗机采用翼身融合体、双发双垂尾布局，综合优化曲面外形，截尖菱形上单翼，V形倾斜双垂尾，全动平尾，S形进气道，使飞机的隐身性能和机动性能得到了很好的折衷(见题图)。据介绍，F/A-22的雷达反射截面积约为平方米，生存能力比目前的常规飞机提高18倍，作战效能是F-15战斗机的3倍。F/A-22装两台普拉特·惠特尼公司F119-PW-100加力式涡扇发动机，单台加力推力千牛，发动机推重比达到10，飞机推重比达到。发动机不开加力时，飞机能以作超音速巡航30分钟。这一特性对于高速突防、快速通过敌防空区极为有效，并可大大提高空中发射导弹的初始速度，使空射武器没有空带限制，这在双方迎头相遇的超视距空战中尤为重要。同时，超音速巡航能力还有利于快速追击，利用速度优势提高截击能力、扩大导弹的攻击范围和增加攻击机会。发动机装二元俯仰轴推力矢量喷口，可在俯仰方向变化正负20度，使飞机具有高的超音速机动性能和好的低速大迎角性能，最大迎角可达60度。飞机能在空中迅速变换自己的位置，使机头快速指向目标，并能在空中任一位置向敌机发起攻击。F/A-22的爬升率、盘旋角速度、滚转角速度、加速特性、盘旋半径、爬升特性、盘旋角加速度和滚转角加速度等性能都优于F-15战斗机。这些性能指标上的优势使F/A-22具有更强的空中格斗能力，能变被动为主动，变劣势为优势，进行各种超常规机动作战。F/A-22的短距起降能力极佳，能在500米长的跑道上起降。F119-PW-100在2002年9月获得美国空军颁发的初始使用批准(ISR)，标志着该发动机即将投入现役使用。在4000多小时的飞行试验中，F119-PW-100发动机没有发生过一起空中停车或发动机失速的故障，这一极高可靠性的表现是航空发动机历史上前所未有。普·惠公司成功进行了F119的全面的部件和整机试验，其中包括相当于美国空军6年的服役期的耐久试验。严格的试验项目证实了该发动机热端部件的全寿命期能力和其他所有部件的基地维修间隔寿命。所有的试验结果都证实了该发动机满足维修性、性能、操作性和结构完整性的要求。美空军表示：F119发动在整个飞行试验评估中工作良好，满足或超过所有要求，期望F119在实际使用环境条件下仍保持优良的性能。目前，F119正在进行加速成熟计划AMP的试验，这一计划是F119部件改进计划的一部分。AMP将模拟F/A-22武器系统6到8年的运行时间以及其他恶劣的工作条件。例如，提高了最高涡轮前温度的工作时间，增加加力燃烧室点火器的数目和喷管矢量循环数以及加大发动机的不平衡量使之超出正常预计值。即使在如此恶劣的条件下，F119发动机仍具备较好的性能、可操作性、可靠性和耐久性。迄今为止，普·惠公司已交付36台生产型F119发动机。F/A-22配备综合航空电子系统。配备综合航空电子系统是第四代战斗机的主要特点之一。该系统的特点包括：通过数据总线进行信息传送，采用模块化结构实现结构的简化和资源共享，通过传感器数据融合获取更丰富、准确、质量更高的目标信息，所有作战信息通过平显和多功能显示器显示，为飞行员提供关键的飞行及作战信息，显著降低了飞行员的工作负担，通过机内自检和系统重构，使系统具有容错能力，提高了系统的可靠性和可维修性。高性能的综合航空电子系统使F/A-22具有良好的识别、选择、瞄准、快攻和帮助飞行员决策的能力。F/A-22配装APG-77多功能有源相控阵火控雷达(AESA)，对3平方米目标的最大探测距离为200公里，可同时跟踪攻击30个空中目标，能探测跟踪16个地面目标，并能拦截巡航导弹。另外，它还有很强的侦察能力，所用的电子侦家设备可以比F-4G“野鼬鼠”飞机更精确、快速地测定敌方雷达的坐标位置。美空军还将为F/A-22的APG-77增加合成孔径技术(SAR)，以改善其对地武器投放精度。SAR将在F/A-22形成初步作战能力后，作为首个重大改进项目。当SAR成功结合在APG-77上以后，F/A-22采用JDAM攻击时，将使误差减少约50%。由于用SAR部件替代AESA中老式的零部件，要比较便宜，所以从长远观点来看SAR能节省APG-77的费用。下图显示了相控阵雷达的优点，在极短的瞬间内可以进行多项工作。AN/APG-77雷达可通过F-22飞机上的通用信息处理机(CIP)与其它的传感器和航空电子设备相联。该处理机可对天线的收/发波束方向图进行控制并对所接收到的雷达数据进行处理。这种有源电扫阵列由2000个低功率X波段收/发组件构成。每一辐射单元的发射机和接收机是分置的，这种类型的天线可为支持F-22飞机的空中优势提供必需的灵活性、低雷达截面和宽带宽。较低的寿命周期成本可对增加的复杂性、重量和采购成本进行补偿。APG-77采用了砷化镓(GaAs)技术，一个70mm×3mm的收/发组件可产生10W的射频功率。APG-77本身没有数据处理机。F-22上的两台CIP把雷达同F-22飞机上的其它传感器和电子战系统综合在一起。雷达同飞机武器系统的有效接口就是直接通过这两个CIP来实现的。APG-77具有先进的抗电子干扰能力，预计装机后，F-22将在强杂波和多目标威胁的环境下具有全天候、全向、全高度空/空和空/地作战能力。据2000年期刊透露，APG-77除去具有聚束式合成孔径方式获得高分辨率外，还采用逆合成孔径技术获得超高分辨率(UHR)。由于其分辨率为约米，一个30米长的目标就会有100个像素来确定目标的大小和形状。这种目标的形状识别能力加上回波频谱特征的计算机比对，使该雷达具有一定的“非合作目标识别(NCTR)”能力。工作方式 空/空：空/空搜索与跟踪，空战机动(ACM，近程空战格斗)，边测距边搜索(RWS)，搜索高度显示，边速度搜索边测距(VSR)，边跟踪边扫描，单目标跟踪(STT)，袭击群目标分辨，改善上视搜索(远距搜索)，战情提示，通过凹口跟踪技术。空/地：增强实波束地形测绘，扩展地形测绘，多普勒波束锐化(选用地图“冻结”)，信标，地面动目标跟踪，地面动目标显示(GMTI)。空/海：海面目标检测(选用地图“冻结”，中/低海情)，固定目标跟踪，地面动目标显示(GMTI)，地面动目标跟踪(GMTT)。作用距离 160n mile(用VSR方式对上视/下视迎头目标)160n mile(用RWS方式对迎头或尾追目标)80n mile(用增强实波束地图测绘方式对导航地形图和地面目标探测)40n mile(使用GMTI方式对陆地和海面目标)10n mile(用ACM方式自动锁定被探测到的第1个目标)31n mile(用STT方式自动锁定第1个目标)扫描范围 格斗状态：30°×20°(正常)，10°×60°(垂直扫描)跟踪能力 同时跟踪10个目标波束锐化 8:1(DBS1)，64:1(DBS2)ISAR 像素的目标尺寸为，30m长目标有100个像素天线型式 有源相控阵列天线直径 约1mT/R组件 2000个组件功率 10W/组件MTBF 整机 400h天线 2000h冷却方式 液冷根据军方对F-22飞机的探测距离远的要求，雷达设计师对有源和无源阵列及其体积、重量和电源作了论证比较后选择了有源电扫阵列。虽然有源电扫阵列在技术和费用方面的风险较高，但能获得较宽的射频带宽并实现远距离探测。6位相移T/R组件设计本身代表了一种复杂的折衷，即对发射功率、效率和增益等参数作相互折衷选择后以得到一个可承受的T/R组件性能结果和可承受的最终成本，对GaAs芯片的多次研制评估后达到这种平衡。接收机使用低温共烧陶瓷(LTCC)作为中频接收机的基板，这种LTCC具有导热性佳和重量轻的优点。在激励器、采样数据交换器、通道形成器和阵列环流器基板/汇流环中也均使用了LTCC。在激励器中采用的大量振动隔离措施对频综器的离散频谱产生有效的控制。电源使用高密度电源并采用分布式设计，这样做大大提高了雷达的可靠性和可维修性。2001年5月，诺斯罗普·格鲁曼公司提出将洛克希德·马丁公司为JSF联合攻击战斗机设计的有源电子扫瞄阵列雷达用于F/A-22战斗机的可行性。据诺·罗公司介绍，由于F/A-22的设计方案在该项目进入工程制造与发展阶段(91年8月)时即已定型。因此经过这么多年的发展，JSF联合攻击战斗机的雷达远比F/A-22先进得多。正是由于这种技术上的先进性，使得JSF的雷达系统售价仅相当于F/A-22雷达的一半，重量更轻，作战能力相当，其中空对地目标定位能力比F/A-22雷达还要强。成本问题也部分导致了两种机型在生产数量上的巨大差异。然而，到目前为止，JSF上的系统还没有被批准用于F/A-22上。这是因为系统集成和测试的成本也很高，阻碍了系统被用于其它设计。武器方面，F/A-22配备一门口径M61A2 20毫米机炮；可挂4枚发射后不管AIM-120C中距空空导弹和2枚AIM-9X近距导弹，还可挂HARM“哈姆”高速反辐射导弹，AGM-154联合火力圈外导弹，GBU-32联合直接攻击炸弹，JASSM三军火力圈外隐身巡航攻击导弹，WCMD风修正子母弹，GBU-22“宝石路”III型制导炸弹等。炮口和弹舱门均装有能够快速开启的舱门，轻巧敏捷的弹舱挂架还具有快速伸出并弹射弹药的功能。使得这些开口都得到了保护，提高了隐身性能。2002年4月美空军为使F/A-22具有悬挂标准重量250磅(113千克)的小型炸弹(SDB)的能力，计划将原本设计在武器舱内的环控系统导管去掉。SDB目前正在由波音公司和洛克希德·马丁公司进行竞争。如计划实现，F/A-22战斗机可内挂多达8颗SDB，显著增强对地攻击能力。目前武器舱仅为内挂AIM-120C和JDAM设计，设计时环控系统导管穿过武器舱，不便于挂载其他武器，因此必须移走。环控系统导管的作用在于将发动机吸入的空气引到环控系统，为飞机的航空电子设备和飞行员提供冷却用气体。这项从武器舱内移走环控系统导管的工作，可能在2003财年开始进行。F/A-22战斗机的空重为吨，最大起飞重量27吨，最大飞行速度，作战半径1500公里。F/A-22战斗机的研制和生产总费用达到了700亿美元，出厂价格预计每架为7200万美元，是目前世界上最贵的战斗机。作为第四代战斗机，F/A-22战斗力倍增，而可维修性大大提高。F/A-22将比它所替代的第三代战斗机可靠得多。与F-15相比，F/A-22飞机保障所需的资源明显减少，作战能力却明显提高。这样F/A-22是真正意义上的战斗力倍增器。从F/A-22设计伊始，就注重保障性设计，目的是降低F/A-22的使用与保障费用，由此将使F/A-22飞机20年服役费用只有F-15同样使用年限的一半。过去保障性设计只是在飞机设计全过程的最后阶段才给予考虑；但在F/A-22的飞机部件或系统图纸设计阶段，维修人员就与设计工程师及制造工程师一起，参与飞机部件或系统的设计、制造及维修工作。设计、生产、维修三方在保障性设计方面需要通力合作。生产一线使用的工具，如果对维修保障有用，也推广应用到维修一线。例如，工厂生产线上使用的座舱盖安装吊车，已经应用在部队。F/A-22与F-15相比，可连续出动架次是F-15的两倍，可靠性指标也是F-15的两倍，每飞行小时只需要个直接维修工时，再次出动检修时间是F-15的2/3。此外，部署一个F/A-22中队（24架飞机）值班30天仅需8架C-141运输机，而部署一个F-15C中队则需16架C-141运输机；部署F/A-22中队所需的车间设备（如机轮和轮胎、弹射座椅、飞行员装备等）和飞机备件也都比F-15明显减少。

巧，二，三，四楼的百科是我写的，不信你点最新作者。别要上楼抄袭者，用我原创这个：基本技术数据 全长 全宽 全高 5m空重 13636Kg最大起飞重量 27273Kg超音速巡航时飞行速度 1590km/h高空最大飞行速率 2335km/h海平面最大飞行速率 1482km/h升限 15240m

1870年，化学家门捷列夫在发布元素周期表时，预测了一种神奇的元素。1914年，英国物理学家 亨利·莫塞莱推算出这种元素的一些数据。直到1925年，奥托·伯格在铂矿、铌铁矿中探测到这种元素，并正式命名为—— 铼 。

科学家介绍： 铼是一种银白色的重金属，化学符号Re，熔点3186 ，沸点5596 。它是熔点、沸点最高的元素之一；是地球地壳中最稀有的元素之一，含量预估为十亿分之一，且多数与钼共生。

从属性上看，铼只是一个熔沸点较高、储量很低、有些普通的稀有元素。但是，我却要告诉大家，从现代工业的角度上讲，铼可以说是至关重要！甚至不少地质学家把它比喻成“ 珍宝铼”。

经过询问，几位地质研究员告诉我：铼这种稀散金属，由于它比钻石开采难度更大，因此价格十分昂贵。我查询到：2013年8月，铼平均售价1kg/ 4575$（美元）。大家要知道，当时的金价才每金衡盎司$（美元）。

因为， 铼可以应用在航空、火箭发动机的燃烧室、涡轮叶片、排气喷管、高效能喷射引擎等多项尖端军事、工业领域上 。所以，铼元素的地位可谓十分重要。然而，在上个世界的很长一段时间里，铼一直被束之高阁。

我查阅资料发现：1925-1950年，受限于当时的 科技 ，大家对“铼”元素的认知普遍不够；更因为铼的储量稀少，科学家仅是将其放在实验室进行研究，并没有进行合理、有效地利用。

1950年，因为美苏冷战，喷气式飞机得以迅速发展。洛克希德·马丁公司的工程师在研制飞机发动机时发现：机匣与涡轮叶片间保留较宽的缝隙，涡轮前方温度会比较低，叶片不会因工作高温而产生形变。

不过，工程师们随后发现： 涡轮前温度每增加100 ，发动机功率便会提升15% 。 比如，大名鼎鼎的B-52轰炸机，采用J57发动机时，涡轮温度1300k，推重比为3-4；当换装J59发动机时，涡轮温度1500k，推重比竟然上升到了5-6。

因此，工程师们首先改进了涡轮发动机。新发动机被命名为： 涡扇发动机 ，也就是现在的主流发动机。它可以更加充分地利用涡轮前的高温、风扇旋转的能量，让发动机性能得以进一步提升。比如J59的改进型，涡轮温度1700k，推重比达到了。

随着推重比的增加，涡轮温度升高，工程师们发现，由镍合金构成的涡轮叶片开始逐渐蠕变（变形），甚至与发动机机匣子发生碰撞。此时，作为熔点仅次于钨的铼终于走进了大家的视野。

1970年，麦道公司在F-15的发动机涡轮叶片上，混合了3%的铼，工程师发现：叶片抗高温效果异常良好。2003年，科学家将铼的含量提升到6%，结果F-22的机动性获得了大幅度的提升，达到了惊人的马赫（2410km/h）。

NASA发现： 在合金中，添加铼元素后，合金的高温抗蠕变强度会大大增加。 于是，NASA将铼合金应用在火箭发动机的尾喷管。他们发现，铼合金制造的火箭尾喷管，可以在2200 高温下，反复烘烤10万次而不达到热疲劳。

尝到甜头的NASA于是大手一挥，将阿波罗号的飞船发动机、助推火箭发动机全部采用铼合金，以期增加推力。作为地球上熔、沸点最高的元素之一，铼元素更是被欧洲核物理学家看中， 作为可控核聚变反应炉内壁的备选材料 。

从此，在人类现代工业中，铼终于找到了自己的用武之地。但，正如我前文所说：铼是一种极为稀缺的资源。根据美国地质调查局2015年发布的数据，全球铼储存量约为2500t。其中，智利最为丰富1300t、美国390t、俄罗斯310t、哈萨克斯坦190t。

自此，全球80%的铼元素都被都应用在航空发动机上。据资料统计，仅通用电气、罗尔斯、普拉特三大航空发动机巨头就使用了全球68%的铼产量。因此，西方对铼元素的消耗量是巨大的，每年达到了70t。

尽管我国从1960年就开始探寻金属 铼元 ，但是在50年时间里，一直没有探明大规模储藏。要知道：巧妇难为无米之炊，资源决定了 科技 发展的速度。作为涡轮叶片的主要材料，正是因为铼资源的稀缺，我国在航空发动机领域一直没有很大的突破。

2010年，地质学家在陕西省洛南县中发现大型铼矿，储量约为176t；2017年，地质勘探队在安徽省泾县发现铼矿，探明储量30t，开发条件极为良好。终于，这些探明的铼矿帮助我们工业发展，迈出坚实的第一步。

此前，我国铼资源大多依靠进口，由于数量一直受限，加之自身产量不高，只能优先供给航天火箭的发动机使用。时至今日，铼矿的发现才让我国的航空、航天事业得以飞速发展。

近期，中国科学家宣布：将铼用在航天器的涂层使用。众所周知，航天器在往返太空时，由于与大气层的剧烈摩擦会产生的高温，这对航天器的要求非常高。因此，科学家看中了铼的熔点较高，决定采用铼当作航天器的涂层使用。