2011 年击毙本·拉登行动中使用的隐形直升机仍笼罩在神秘之中

任务至今已十年,以下是我们对这些直升机以及隐形飞机普遍的了解。
A flying Black Hawk helicopter in Iraq.
2007年在伊拉克的普通黑鹰直升机。DOD供图

昨天是21世纪最著名、最令人意外的军事行动之一十周年:2011年5月2日,美军秘密突袭了位于巴基斯坦阿伯塔巴德的奥萨马·本·拉登的住所。

为了从阿富汗贾拉拉巴德抵达该地点,海豹突击队(和一只狗)乘坐两架直升机,行程约90分钟。据美国前总统巴拉克·奥巴马在他的新回忆录《应许之地》中所述,这些直升机是“经过隐形改装的两架黑鹰直升机”。

美国出动了直到当天才为人所知的隐形直升机,这即使对那些不自认为是航空爱好者的人来说也令人着迷。更令人激动的是,其中一架直升机在坠毁后留下了残骸。

《航空周刊》伦敦分社社长托尼·奥斯本说:“回想这十年,这是对美国国防能力的‘黑幕’一次非凡的窥探。”

十年之后,让我们回顾一下我们对这些直升机以及隐形飞机的科学原理的了解。

什么是隐形飞机?

现代飞机,如F-35,通常被称为“隐形”,但更专业地说,它们被称为“低可观测性”飞机。

这个短语指的是几个不同的目标。飞机设计者希望低可观测性飞机对敌方雷达隐形。此外,他们希望它不会产生红外信号或过多的声学噪音。他们还会考虑电子战。低可观测性飞机应该具备干扰敌人的能力,并且不主动发出允许其被追踪的信号。

南加州大学历史学兼职教授、书籍《隐形》的作者彼得·韦斯特维克说:“虽然有多种方式来理解不同飞机上的隐形意味着什么,但‘通常雷达是最高优先级’。”

就雷达而言,它是通过无线电波从目标上反射回来,然后信号会回传到天线。理想情况下,低可观测性飞机不会返回有用的信号。

韦斯特维克说:“在雷达之后,一个常见的次要目标是试图减弱飞机发出的红外信号。‘隐形飞机的重点是雷达,但它们也会有一些减少发动机排气热信号的特性。’也许飞机的排气可以从机身上方排出,红外摄像头就看不到,例如。”

韦斯特维克指出,尽管这似乎是一个明确的现代概念,但其根源可以追溯到20世纪60年代和70年代,以及对美国飞机易受攻击性的认识。“苏联的雷达系统无疑让美国飞机处于严重劣势——这在美国在越南的经历以及以色列在(1973年)中东战争中的经历中都得到了清晰的体现。”

美国隐形飞机的研发确实始于20世纪70年代,其成果便是洛克希德的F-117夜鹰攻击机,以及后来的诺斯罗普B-2轰炸机。在此过程中,洛克希德制造了F-117的原型机“Have Blue”,而诺斯罗普则制造了一架外观奇特的飞机,名为“Tacit Blue”。

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在低可观测性飞机方面,外形是关键。正如韦斯特维克在《隐形》中所述,F-117棱角分明的设计特点是其刻面,即平板。诺斯罗普以在飞行器上采用更圆润的设计而闻名。

F-117通过采用刻面设计来规避雷达,这通常不是一种强大的空气动力学设计。Aaron D. Allmon II / 美国空军

无论如何,不同的设计理念有着相同的目标:降低雷达反射信号。(雷达吸波材料也起着关键作用。)此外,曲线比刻面更具空气动力学优势,因为像高度棱角分明的夜鹰那样,刻面效率较低。“你仍然试图将(雷达波)反射到另一个方向,但同时你也试图让飞机更易于飞行,”韦斯特维克说。“平板在空气动力学上非常低效——鸟类的翅膀呈弧形是有原因的。”

低可观测性直升机难以制造

夜鹰和后来的B-2精神号是第一批低可观测性量产飞机,如今,美国军方飞行着F-22和F-35等战斗机,它们的外形都呈弧形;诺斯罗普·格鲁曼即将推出的B-21“突袭者”轰炸机的渲染图也是如此。刻面设计似乎已经过时了。

但直升机,由于其宽大的侧面、巨大的顶旋翼以及在另一个方向旋转的尾部旋翼,提出了更大的挑战。旋翼机是“吵闹、显眼的机器”,试图对其进行低可观测性改造将非常困难。《航空周刊》的奥斯本说:“让飞机隐形非常困难,事实上,在设计之后再做也非常困难。‘让直升机隐形可能更加困难,因为直升机本身就不隐形。’”

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战略与国际研究中心航空航天安全项目主任托德·哈里森也有同感。“从根本上说,直升机永远无法像B-2轰炸机那样隐形,”他说。

B-2轰炸机。流线型的飞翼在空气动力学上高效且隐形。Devin Doskey / 美国空军

哈里森继续说道:“隐形并非非黑即白——不是说你隐形或不隐形。实际上,隐形有不同的程度。”

照片证据提供了突袭中所用直升机的设计线索,人们在2011年立即对其进行了研究。因为其中一架黑鹰直升机坠毁了——机组人员在离开前将其炸毁——尾部残骸得以保留。

奥斯本评论说,如今看那张照片,与标准黑鹰直升机相比,一些改装是显而易见的。其中一点是,它似乎比黑鹰直升机典型的四片尾桨叶更多。增加一片或多片叶片可以使旋翼转速降低,但仍能达到直升机所需的性能。“但如果转速降低,就意味着更安静,”他说。

他还注意到增加了光滑的、类似整流罩的材料。“他们隐藏了尾部旋翼传动装置的所有复杂部件,”他说。“那些奇特的铆钉——黑鹰直升机的尾轮在哪里下降——所有雷达能量可能卡住然后反射回来的地方,都消失了。”

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“这是一种不同的建造方法,”他补充道。“不是铆钉——而是光滑的、侧面平坦的表面。”再加上雷达吸波材料,有助于降低雷达反射信号,而额外的尾桨等调整则可能使其声学上更安静。

2019年在路易斯安那州的普通黑鹰直升机。Patricia Dubiel / Fort Polk

最终,所有这些改动——我们不可能知道这架飞机其他部分的样子——很可能旨在帮助它躲避雷达并尽可能安静。(权衡可能是它变得更重了。)它可能不是一架完全隐形的直升机,但它可能是一架更隐形的直升机。

黑鹰隐形改装

黑鹰直升机由西科斯基公司制造,该公司是洛克希德·马丁公司的一部分。米切尔航空航天研究所的执行主任道格·伯基认为,一个名为“科曼奇”的已取消的波音-西科斯基直升机项目与此次突袭中改装的直升机可能有关。“关于黑鹰的设想是,他们借鉴了该项目的某些知识,并将其尽可能合理地应用于黑鹰——在形状和涂层方面——以试图降低其信号特征。”

现代隐形战斗机,如F-22和F-35,看起来比F-117更光滑。Savanah Bray / 美国空军

伯基说:“再加上遵循一条他们提前规划好的、进入巴基斯坦的谨慎路线,将会有所帮助。最终,考虑到形状、涂层材料和其他改动,将有助于使直升机更低可观测,但它不会真正隐形。“他们只是尽可能地降低了风险,”伯基说。“而且我认为很多东西很可能来自‘科曼奇’项目。”

西科斯基公司的一位代表在被要求置评时,将《Popular Science》引向了美国军方。《PopSci》通过电子邮件获悉,美国特种作战司令部的一位公众事务官员表示,“我们没有关于这些飞机的任何可公开信息。”

去年,《The Drive》(《Popular Science》的姊妹网站)发布了其所谓的“首张隐形黑鹰直升机照片”。

它可能看起来像变形金刚

直升机可能不是唯一使用低可观测技术飞行器的。《The Finish》(一本关于此次任务和前期事件的详尽的纪实报道)作者马克·鲍登在其2012年的著作中写道,一架名为RQ-170“哨兵”的无人机也发挥了关键作用。他在书中指出,它拥有一台“高功率镜头,可以提供袭击的实时视频流”。那架无人机“远不如直升机神秘”,而且“哨兵”无人机以从阿富汗坎大哈起飞而闻名。

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在突袭十年后,除了奥巴马的叙述和鲍登的报道外,还出现了其他关于此次任务的书面记录。在《没有容易的一天》一书中,马克·欧文(真名是马修·比森内特)写了他作为海豹突击队员的经历和参与此次任务的经历。他提到,在他乘坐的直升机里,他们“坐在地板上或离开前在当地体育用品店买的小折叠椅上”。拆下座位是为了减轻飞机的重量。而《Esquire》杂志有一篇“漫长而悲伤的文章”,讲述了“击毙本·拉登的人”——文章中,这位海豹突击队员将直升机比作“汽车人”。

最后,此次突袭中低可观测飞机的用途有一个曲折之处。人们通常理解的隐形是指一个国家可以躲避敌国的侦测,但这次行动中发生了不同的事情。CSIS的哈里森问道:“我们为什么要使用隐形直升机?“不是为了躲避本·拉登——他没有雷达。是为了躲避我们的伙伴,巴基斯坦人。”

“有时,你使用隐形是为了躲避你的伙伴,”他继续说道,“因为你可能无法信任他们不会泄露你的行动,或者他们可能在得知你的行动之前就对你的行动不满意。”

 

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技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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