了解航空工业发展史的朋友都知道，二战末期德国推出的梅塞施米特Me-262战斗机是世界上第一款投入实战的喷气式战斗机，首次使用了翼身融合设计，并意外的获得了一定的隐身能力，成为现代隐身战机的鼻祖。有一些找爹党甚至鼓吹世界上第一种隐形战斗轰炸机F-117就是剽窃了Me-262的技术，理由是F-117在气动布局上使用的翼身融合设计，部分机翼和V型双垂尾设计或多或少有一些Me-262的影子，这种说法看似有些道理，其实很牵强，从F-117解密的发展细节来看，和德国梅塞施米特Me-262并没有直接关联，其技术应用也远比Me-262要复杂的多得多。不过不可否认的是，自Me-262之后，人类就开始对战斗机隐身奥秘开始不断的探索，美国人在该领域走在世界前列，不仅仅是率先推出了F-117，其隐身技术探索在二战后就已经展开了，摸索中推出的SR-71、D-21都是比较有代表性的产品。本文我们从F-117的发展历程来了解一下美国隐形技术的发展动态。
F-117标志着世界航空发展史真正迈进隐身时代
大隐隐于空：隐形技术发展简史有关谁是世界上第一种隐形飞机存在两种说法，第一种就是我们上述所讲到的二战末德国推出的梅塞施米特Me-262战斗机，第二种则历史跨度更大，需要追寻至一战时期德国的"兰普勒-鸽式"侦察机。这两款飞机，Me-262突出的特点是采用翼身融合设计，产生了意想不到的雷达隐身效果；"鸽"式则突出的视觉隐身效果，特殊蒙皮制造的机翼，在400米的高度视觉上看到该飞机就如同没有机翼一样。
两种不同思路的隐身效果代表着同时期人类对隐身的认知和理解，不过鉴于当时的技术发展水平，这些理解和认知多少显得有朦胧。时间轴穿梭在二战后，随着雷达技术的迅猛发展，反雷达探测成为隐形技术发展的核心，各大军事强国在该领域开始孜孜不倦的追寻，美国人的发展最有代表性和前瞻性。
从历史的角度来看，美国和苏联都在占领德国的时候获取到了大量的德国先进军事科技，这其中就包括了梅塞施米特Me-262战斗机，但没有直接的证据表明，美国在后续隐形技术发展中直接借鉴了Me-262的技术。但在美国二战后发展的U-2、SR-71以及D-21等飞行器上都能找寻到一些有关隐身的设计特征，比如U-2锥形机头就有一定的隐身特征，SR-71使用了吸波材料等等。
D-21最初设计就已经考量到降低雷达散射截面
这是一个技术积累发展的过程，在F-117诞生之前，国际上对于飞机的隐身主要是通过翼身融合的方法来改善的，其本质就是通过使得机身、机翼等部件圆滑过渡，消除或减少飞机各部件之间的夹角等具体手段来降低雷达散射截面。同步也在局部构型、吸波材料领域取得了一些技术进步，但整体看在当时的技术条件下，各国尚无法用数学的方式去破解隐形飞机的奥秘，直至乌菲姆谢夫理论的出现，才是隐形技术发展真正取得突破的一个历史转折点。
保密级别堪比"曼哈顿"工程"海弗兰"计划上世纪70年代，在美苏争霸进入一个全新的历史时期后，美国迫切想要获得对苏联占据绝对的技术优势，因而开启了一系列航空科研攻关项目，其中有一个绝密的"海弗兰"研究计划，最终催生了F-117隐形战斗轰炸机。这个研究计划是由美国国防部高级研究计划局提出了的，旨在推动隐形技术开发性预研工作。在当时，美国邀请了诺斯罗普、麦道、费尔柴尔德、格鲁门以及通用动力五大飞机制造商参加项目竞标。
"海弗兰"研究计划保密程度仅次于曼哈顿工程
"海弗兰"研究计划最终催生了F-117的诞生，这个项目美国军方采取了自"曼哈顿"原子弹工程以来，美国历史上最严格的保密措施，其计划研究项目是绕过美国国会拨款程序进行的，在后续的试验中，未来掩人耳目美国军方规定所有的试验都在夜间进行，还专门将试验机的涂成黑色，因此F-117也就获得了"夜鹰"的称号。
充满戏剧性的是，"海弗兰"项目最终中标的竟然是没有被邀请的洛马公司，其提交的设计方案来自于其旗下的臭鼬工厂，提交的产品有一个众所周知的绰号"无望钻石"。这是这个由八个三角形平面体组成的最初模型，成就了F-117的独一无二的隐形性能。
来自苏联的技术：乌菲姆谢夫理论美国人在F-117成功之后承认，F-117设计的理论技术来源于前苏联的乌菲姆谢夫理论，这一点正好有力驳斥了有关找爹党提出的F-117技术来源于Me-262的论调。洛马之所以能中标"海弗兰"项目，归功于其旗下的臭鼬工厂航空研究机构对于来自前苏联的乌菲姆谢夫理论研究。
所谓的乌菲姆谢夫理论是指，1964年苏联莫斯科无线电工程学院首席科学家彼得···乌菲姆谢夫发表的《物理理论中的边缘电磁波绕射方式》学术论文，该论文以修正的麦克斯韦程组为基础，推衍出一组可用来估算给定几何形状边缘电磁波散射的方程式，并示范了如何计算给定任意二维物体外形的雷达散射截面的方法。首次提出了一种比较可行的使用数字方式破解物体外形与电磁波雷达散射面之间的计算方法，为后续优化隐形战机外形设计打下理论基础。
乌菲姆谢夫理论在苏联没有找到伯乐
乌菲姆谢夫在论文中不仅仅是提出了计算的方程式，在示范计算中将其进一步细化到如何计算物体的面与边缘的线，同时还解释了如何使用计算机程序来解析这组方程式的具体方法。该理论在当时由于学术性太强晦涩难懂，而且当时苏联的计算机发展水平也无法在短时间内将其付诸于实践，所以，苏联官方并不认为该理论有什么实际用途，将该理论著述当成纯粹的学术理论刊登在1966年出版的学术期刊上。
乌菲姆谢夫建立了模型，臭鼬工厂的奥维霍尔瑟只是进行了进一步演算
1971年，美国空军系统司令部负责收集国外理论成果的外国技术情报处将1966年刊登的乌菲姆谢夫理论翻译成英文，随即引起了臭鼬工厂数学家兼雷达专家丹尼斯·奥维霍尔瑟的关注，其演算发现利用乌菲姆谢夫理论模型可以分别计算出机翼表面与其边缘的雷达散射截面，将这两组数据结果合并后，就能得出整个机翼的雷达散射截面，以此类推即可准确的估算出整个飞机外形的雷达散射截面。
经过丹尼斯·奥维霍尔瑟的进一步演算，初步将如何计算飞机整体外形的雷达散射截面从理论转换为实践，为后续逆向应用最大限度降低飞机整体雷达散射截面设计打下基础。
飞不起的"无望钻石"号基于丹尼斯·奥维霍尔瑟推演的乌菲姆谢夫理论数学模型，在当时项目负责人本·里奇的支持下，丹尼斯·奥维霍尔瑟以获得最小雷达散射截面为设计核心，设计出了一个由八个三角形平面组成的菱形八面体机体模型，该模型就是后来大名鼎鼎的"无望钻石"号初步模型。之所以取名"无望钻石"，因为菱形八面体外形就如同钻石一样，这样的违反常规设计的气动布局很多人认为根本就飞不起来，所以戏称为"无望钻石"号。
进行地面测试的"无望钻石"号
"无望钻石"号出来后，最先引起了臭鼬内部的反对，其中就包括了里奇的前任凯利·约翰逊，甚至还上演了两人为此打赌25美分的戏码，凯利·约翰逊认为，无望钻石号的设计违反气动常规，根本飞不起来，其所谓的隐身特性也不如其主导开发的D-21侦察机。与此同时，内部还有一部分设计师质疑这种低雷达散射截面构型的飞机如何进行飞行控制。
执着的约翰逊推动了后续室内室外的测试
为此，项目负责人本·里奇让丹尼斯·奥维霍尔瑟在内部逐一解释乌菲姆谢夫理论的技术原理和可行性，并针对如何操纵飞机的问题也提出解决方案，那就是使用F-16战斗机项目已经取得成功的电传操控技术。通过计算机控制电子液压制动器，驱动气动力控制面进行每秒数千次的微调修正，借以抑制由于构型设计带来的俯仰、滚转和偏航三轴先天性不稳定的问题，从而协助飞行员完成飞行控制。
至于凯利·约翰逊提出隐身性能不如D-21的说法，那就用实践来证实。1975年9月14日，约翰逊命人把无望钻石号和D-21的模型分别放进微波暗室进行低可探测性测试，测试的结果表明，无望钻石号的隐形效果要比D-21低了近千倍。随后又展开了室外测试，将两款模型用支撑杆置于空中，而后使用一台雷达车由近到远进行测试，当雷达车距离模型约600米的时候，无望钻石号信号消失。同时还上演了戏剧性的一幕，一只乌鸦落在无望钻石号模型上，雷达再次探测到的信号竟然是一只乌鸦的信号。
测试地面雷达探测到的实质上是一只乌鸦
经过室内室外两个回合的测试，无望钻石号的内部质疑问题被解决了，下一步就是如何将其设计成为一款真正的飞机，毕竟无望钻石号只是一个测试模型。在解决内部质疑问题后，本·里奇找来臭鼬工厂最资深的结构设计师埃德·鲍德温最终设计了一个机长11.58米，机高2.29米，翼展6.68米，重约5.4吨，机翼后掠角72.5度的新型飞机，F-117战斗机的气动布局初步成型。
各种拼凑出来的原型机由于该项目高度保密，美国空军当时只能拿出2000万美元的研制经费（整个项目最终耗资达到65.6亿美元），剩余的研制经费都只能由洛马公司自筹，同时美国空军还提出一个与经费不足相矛盾的要求，那就是在签约后14个月美国空军要拿到两架验证机。俗话讲，一分钱难倒英雄汉。在研制经费少的可怜的大背景下，洛马为了节约研制经费，保持项目的进度，聪明的设计人员想出了一个折中的办法，那就是大量采用现役飞机上的零部件，来保证完后才能美国空军14个月拿出两架验证机的要求。
美国空军要求14个月拿出两架原型机最终造就了各种拼凑出来的原型机
于是就有了新型F-117隐形战机拼凑大王的风骚设计，其验证机使用的成熟产品有海军T-2教练机的J85-GE-4A型无加力型涡轮发动机、YF-16A的弹射座椅和电传操纵系统、F-111的飞控制动器、B-52的惯性导航系统、YF-17的平视显示器以及F-5的起落架等等，除了机体空壳子之外，几乎所有的设备都是来源于现役机型，这也成为F-117发展历程上的一道独特风景线，且对于其综合技战术性能产生先天性的影响。
不仅仅是验证机如此，在后续的量产型上也延续了这一发展思路。之后的F-117战机直接使用或者改装使用了C-130运输机的环境控制系统、F-16A/B的飞控技术和计算机、A-10攻击机的弹射座椅以及F-15的起落架等。
F-117原型机采用的三色涂装
1981年，F-117战机的1号机完后组装随后被秘密送往试飞基地。一个月后，世界上第一款隐形战斗轰炸机F-117正式定型，同年6月18日，首席试飞员哈儿·法拉利启动三色喷涂的1号机发动机，8个月后，2号机由美国空军肯·戴森中校进行了首飞，F-117隐形战斗轰炸机正式诞生。
无微不至的"隐身处理"根据美国人自己测试结果，F-117的雷达散射截面积RCS值比一个普通的飞行头盔的RCS值还要小。其出色的隐形特性主要来源于使用了各种吸波材料表面涂层和独特的多面体外形设计，其中菱形多面体结构设计效果更加显著。
菱形多面体外形设计是识别F-117最直观的手段
F-117外形与众不同，整架飞机几乎全部是由直线构成的，连机翼和V型尾翼都采用了没有曲线的菱形构型。按照机载雷达的和地面雷达的探测角大都处于飞机轴平面的正负30度角范围内的一般认知，设计师有针对性的将飞机大部分表面的倾角都设计成大于30度，如此即可将雷达的电磁波有效的偏转出去，使其无法形成连续的回波，从而避免飞机本身成为一个辐射源，这就是外形设计反雷达隐形的本质。
F-117的机身表面和转折处，设计师专门将其设计成为几个使雷达波集中于平面内的窄波束，避免了像常规飞机那般的全向散射；该设计可以使得两束波之间的微弱信号与背景噪声很难区别。由于波束本身很窄，以至于雷达难以接受到持续的回波信号，从而难以确定有限回波是飞机目标还是瞬变噪声。
F-117锯齿状嵌板特写
在一些诸如座舱盖接缝、起落架、内置弹舱舱门以及发动机维修口和机头激光照射器等小部件设计上，设计人员在这些小部件的边缘也进行外形锯齿状嵌板处理，就是为了让雷达波反射到其他方向，这个锯齿的角度也是有讲究的，可以设计成60度、120度，但绝对不能设计成90度，因为两个相互垂直的面会让雷达波原路返回。因此F-117的锯齿嵌板设计主要方向和机身的窄波束方向是一致的。
F-117同时还对机身两侧的发动机进气口进行了周密的特殊设计，用相距1.5厘米的吸波复合材料格栅屏蔽发动机进气口，防止雷达波直接照射到具有强烈反射特性的发动机风扇叶片上，现代诸如F-22、F-35以及歼-20都采用的是"S"型进气道，正是出于这种考量，俄罗斯苏-57之所以被贬隐身性差，很重要的一个原因就是发动机进气道处理有限。
设计人员对F-117发动机进气道进行特殊处理
此外，F-117还取消了原来的垂直尾翼，采用有一定偏角的全动式V型尾翼，从而有效降低全机的RCS值；除此之外，还有内置弹舱、可伸缩天线等一系列的优化处理细节。正是这众多隐身措施的综合结果，F-117获得了常规飞机从未有过的雷达隐身性能。
从入"无人之境"到折戟科索沃在距离美国五角大楼公布F-117A存在的13月后，1989年12月19日，美国空军第37战术战斗机联队的6架F-117从托诺帕空军基地起飞，途中经历多次空中加油，共飞行18个小时前往巴拿马，正式拉开F-117首次参加实战的战略帷幕。此次主要任务是攻击国防军兵营，借以达到震撼和吓阻士兵的目的，达到美军部队以最小的阻力和伤亡解除其武装的目的；随后任务中的两架F-117A分别在巴拿马里奥阿托军营各自投下一枚907公斤的激光制导炸弹。
F-117首次大规模参加实战是在1991年的海湾战争中，根据战后统计的数据显示，装备F-117的美国空军第37联队在空袭的前三周内，共执行了1271架次的攻击任务，43架F-117A先后投下了超过2000吨的各类精确制导弹药，其整个作战应用中，伊拉克军队的防空雷达系统始终都没有探测到F-117，F-117的隐身性能得到了实战的检验。
折戟科索沃的F-117A残骸
相比前两次的实战行动，F-117凭借其出色的隐身性能，在作战行动中如入无人之境，但在科索沃战争中，F-117隐形战机不可战胜的神话被打破，一架F-117隐形战斗轰炸机在执行任务的过程中被南联盟的地面防空导弹击落。有关F-117如何被击落的说法众说风云，比较靠谱的说法主要有以下几种：①南联盟事先破获了北约的通讯密码，②南联盟掌握了F-117的出动规律，③纯属偶然击落，④苏制米波雷达可以有效探测F-117.
综合上述四种比较靠谱的说法，客观的来分析，F-117折戟科索沃战争应该是由多种因素共同综合作用下的结果，目前国际上也没有一个准确的说法，但经过该战例告诉世人隐形战机并不是无法被侦测到和击落的事实，这也是该战例的主要历史意义。
F-117带给我们什么？回顾世界航空发展史，隐身是人类孜孜不倦追寻了上百年的一个目标，从"鸽"式侦察机的视觉隐身到Me-262意外获得的雷达隐身，科研人员逐步理顺了隐形航空器发展的一个主要思路，那就是从难以实现的"视觉隐身"到技术难度相对较低的"反雷达探测"隐身的路线转变。
F-117确立了美国在隐形战机设计领域技术领先20年的地位
美国人在二战后通过U-2、SR-71、A-12、D-21以及B-1B等机型的研发和探索，逐步在气动外形和吸波材料等领域积累了大量的宝贵经验，在丹尼斯·奥维霍尔瑟看到乌菲姆谢夫理论的价值之后，将一个一直制约突破隐形技术发展的数学解释问题解决，催生了以气动外形设计隐身为主的F-117隐形战机项目，正式开启了人类航空发展史隐形技术新篇章。
讲到这里，F-117的第一个深远影响引申出来了：F-117的成功，为后续美国开发出领先世界几十年的B-2隐形轰炸机、F-22隐形战斗机打下坚实的技术基础。F-117的秘密发展，使得美国率先破解了有关战斗机气动隐形的技术奥秘，凭借F-117积累的宝贵经验，美国创建了一整套隐形战机研发体制，将F-22隐形战斗机的RCS值降到0.01平米，就算是在今天F-22也是隐身战机中隐身性能最好的一款飞机，美国能有此成就，"海弗兰"研究项目功不可没。
第二个，F-117在气动布局上打破常规，为后续飞翼式气动布局普及化应用奠定基础。F-117原型机之所以被称为"无望钻石"号，就是在当时很多飞机设计师眼中，这种菱形多面体构型的飞机根本飞不起来，其和当时掌握的气动知识背道而驰。得益于美国在F-16研制项目中取得电传操控技术的突破，最终F-117成功飞上了蓝天，这也为后来类似B-2隐形轰炸机这种飞翼式气动布局飞机的普及化应用摸出了一条可行的发展之路。
航展上展出的国产YLC-8B反隐身雷达
最后，F-117在科索沃战争中的折戟案例为后续反隐身技术发展起到启蒙性作用。尽管有关科索沃战争中，南联盟是如何实现击落F-117的各种说法繁多，但是有一点可以肯定的是，传统的米波对于这种针对短波段雷达隐身的隐形战机有一定的探测能力。我国早在2013年就已经多次实现某型米波雷达对F-22这种隐身战机的探测与跟踪，用实际行动证实了这种方法的可行性。追根溯源，还是南联盟的那个战例为后续世界反隐身技术发展提供了一个启蒙或者借鉴作用，打破了隐形战机无法被侦测和击落的神话。
