在世界上第一架隱形戰(zhàn)斗機(jī)F117出現(xiàn)之前，飛機(jī)設(shè)計(jì)人員主要是通過(guò)翼身融合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)飛機(jī)對(duì)雷達(dá)的隱形。
如SR71戰(zhàn)略偵察機(jī)和B1B戰(zhàn)略轟炸機(jī)均通過(guò)使飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼等部件圓滑過(guò)渡，消除或減少飛機(jī)各個(gè)部件之間的夾角等手段來(lái)減少雷達(dá)散射截面。
因?yàn)楫?dāng)時(shí)還幾乎無(wú)人知曉關(guān)于隱形的數(shù)據(jù)秘密，無(wú)法應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法破解隱形飛機(jī)之謎。上世紀(jì)70年代初，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局提出了一個(gè)代號(hào)”海弗蘭“的研究計(jì)劃，并邀請(qǐng)諾斯羅普、麥道、費(fèi)爾柴爾德、格魯門與通用動(dòng)力五家飛機(jī)制造商參與競(jìng)標(biāo)。
但結(jié)果卻出人意料，最終拿下標(biāo)的的竟然是最初沒被邀請(qǐng)的洛克希德公司。洛克希德公司能夠后來(lái)者居上一舉拿下這個(gè)項(xiàng)目主要?dú)w功于其旗下一個(gè)名為臭鼬工廠的航空研究機(jī)構(gòu)。
臭鼬工廠在隱形戰(zhàn)機(jī)研制方面的突破，實(shí)際上得益于蘇聯(lián)。1964年，蘇聯(lián)莫斯科無(wú)線電工程學(xué)院首席科學(xué)家彼得烏菲姆謝夫發(fā)表了一篇題為《物理理論中的邊緣電磁波繞射方式》的學(xué)術(shù)論文。
該論文以修正的麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)，推演出一組可用來(lái)估算給定用幾何形狀邊緣電磁波散射的方程式。烏菲姆謝夫在論文中描述了如何計(jì)算給定任意二維物體外形的雷達(dá)散射截面，包括物體的面與邊緣的線。同時(shí)還解釋了如何利用計(jì)算機(jī)程序來(lái)解析這種方程式。
由于烏菲姆謝夫的論文寫得晦澀難懂，而且以當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)計(jì)算機(jī)技術(shù)水平距離把其理論付諸實(shí)踐還有很遠(yuǎn)的距離。所以蘇聯(lián)官方不認(rèn)為烏菲姆謝夫的理論有什么實(shí)際用途，因此把他的著述當(dāng)作純粹的理論刊登在1966年出版的學(xué)術(shù)期刊上。
五年后，負(fù)責(zé)收集國(guó)外工程理論成果的美國(guó)空軍系統(tǒng)司令部外國(guó)技術(shù)情報(bào)處把烏菲姆謝夫的這篇論文從俄文翻譯成英文。該篇論文立即引起臭鼬工廠的數(shù)學(xué)家兼雷達(dá)專家丹尼斯奧維霍爾瑟的注意。奧維霍爾瑟發(fā)現(xiàn)利用烏菲姆謝夫模型可分別求出機(jī)翼表面與其邊緣的雷達(dá)散射截面，再把這兩組計(jì)算結(jié)果合并，就能得出整個(gè)機(jī)翼的雷達(dá)散射截面。以此類推，將能精確估算出整個(gè)飛機(jī)外形的雷達(dá)散射界面。
利用這種數(shù)學(xué)模型，奧維霍爾瑟在項(xiàng)目負(fù)責(zé)人本里奇的支持下，以最小雷達(dá)散射截面為目的，設(shè)計(jì)出由八個(gè)三角形平面組成的菱形八面體畸形模型。這個(gè)模型完全不像是可以飛的飛機(jī)，為此他們給這個(gè)模型取了一個(gè)“無(wú)望鉆石”的名稱。
沒想到這個(gè)模型首先遇到來(lái)自臭鼬內(nèi)部的反對(duì)，其中最主要的反對(duì)者就是美國(guó)飛機(jī)設(shè)計(jì)師本里奇的前任凱利約翰遜。約翰遜對(duì)繼任者本里奇大吼道“你瘋了嗎？這垃圾絕對(duì)飛不起來(lái)”，并里奇打賭25美分，并聲稱他以前領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)的D21偵察機(jī)就已具備更低的雷達(dá)散射截面積。
為了化解來(lái)自公司內(nèi)部的反對(duì)聲音，里奇讓奧維霍爾瑟為臭鼬的設(shè)計(jì)人員逐一解釋烏菲姆謝夫理論的原理。另外，針對(duì)許多資深氣動(dòng)力工程師對(duì)這種低雷達(dá)散射截面構(gòu)型飛機(jī)如何進(jìn)行飛行控制的質(zhì)疑，他們還提出可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制電子液壓制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)力控制面進(jìn)行每秒數(shù)千次微調(diào)修正，借以抑制這種鉆石構(gòu)型帶來(lái)的俯仰、滾轉(zhuǎn)與偏航3種先天不穩(wěn)定的問(wèn)題，協(xié)助飛行員完成飛行控制，這就是所謂的電傳操縱。
在里奇的說(shuō)服下，雖然有越來(lái)越多的人轉(zhuǎn)而支持無(wú)望鉆石構(gòu)型，但主管約翰遜仍然持懷疑態(tài)度。1975年9月14日，約翰遜命人把無(wú)望鉆石和D21模型分別放進(jìn)微波暗室進(jìn)行低可探測(cè)性測(cè)試，結(jié)果表明無(wú)望鉆石在測(cè)試中的低可探測(cè)性表現(xiàn)比D21低了近千倍。
但這畢竟是室內(nèi)測(cè)試，接下來(lái)的是室外雷達(dá)測(cè)試。設(shè)計(jì)人員用一根長(zhǎng)長(zhǎng)的木桿把隱身飛機(jī)的模型支在了空中，用一部雷達(dá)車對(duì)它進(jìn)行掃描。開始雷達(dá)車距離模型100米，雷達(dá)的熒光屏上清楚的顯示著模型的信號(hào)。當(dāng)雷達(dá)車距離飛機(jī)模型大約600米的時(shí)候，雷達(dá)操縱員對(duì)設(shè)計(jì)師說(shuō)“請(qǐng)檢查一下你們的飛機(jī)模型，看一看它是不是掉在了地上”，因?yàn)槟Ｐ偷男盘?hào)在雷達(dá)上消失了。
一位設(shè)計(jì)師打開雷達(dá)車的車門向目標(biāo)處張望，只見飛機(jī)模型安然無(wú)恙，高高的立在那里。這時(shí)恰好有一只烏鴉落在了飛機(jī)模型上?！拔覝y(cè)到他了”，雷達(dá)操縱員高興的說(shuō)，其實(shí)他測(cè)到的只是那只烏鴉，根本不是隱身飛機(jī)的模型。
測(cè)試之后，約翰遜雖然服輸，卻沒有完全消除疑慮，在把25美分硬幣遞給里奇時(shí)還補(bǔ)上一句“直到你親眼看到這玩意兒能飛上天以前別花掉它。
無(wú)望鉆石畢竟僅是一個(gè)雷達(dá)測(cè)試模型，不是能飛上藍(lán)天的真實(shí)飛機(jī)。為此，本里奇找來(lái)當(dāng)時(shí)臭鼬最資深的結(jié)構(gòu)工程師埃德鮑德溫。鮑德溫最后提出的設(shè)計(jì)是一個(gè)最大起飛重量約為5.4噸的新型飛機(jī)。它長(zhǎng)11.58米，翼展6.68米，高2.29米，機(jī)翼后掠角達(dá)到72.5度。
由于隱形戰(zhàn)機(jī)項(xiàng)目是繞過(guò)國(guó)會(huì)撥款程序進(jìn)行的高度機(jī)密的計(jì)劃，美國(guó)空軍只能拿出2000萬(wàn)美元，余下的研制經(jīng)費(fèi)只能由洛克希德公司自籌。
與經(jīng)費(fèi)不足相矛盾的是，美國(guó)空軍居然要求在簽約后14個(gè)月就拿到兩架驗(yàn)證機(jī)。為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)并保證研制進(jìn)度，設(shè)計(jì)人員大量采用了現(xiàn)役飛機(jī)上的零部件。于是F117使用了海軍T2教練機(jī)的無(wú)加力型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、YF16A的彈射座椅和電傳操作系統(tǒng)，B52的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、YF17的平視顯示器，F(xiàn)5的起落架等。之后的F117則直接使用或改裝使用C130的環(huán)境控制系統(tǒng)、F16A/B的飛控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)、A10的彈射座椅、F15的起落架等。
1981年5月，F(xiàn)117一號(hào)機(jī)完成組裝，隨即該機(jī)被空運(yùn)到內(nèi)里斯空軍基地的格羅姆湖秘密測(cè)試中心。
1981年6月15日，世界上第一款隱形戰(zhàn)斗轟炸機(jī)F117正式定型。1981年6月18日，首席試飛員哈爾法拉利啟動(dòng)了噴涂三色迷彩的一號(hào)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。八個(gè)月之后，二號(hào)機(jī)由美國(guó)空軍的肯戴森中校駕駛進(jìn)行了首飛。
F117的外形與眾不同，整架飛機(jī)幾乎全由直線構(gòu)成，連機(jī)翼和尾翼也都采用了沒有曲線的菱形。
F117的RCS值（雷達(dá)散射截面）比一個(gè)飛行員頭盔的RCS值還要小。如此小的RCS值部分是由于F117采用了各種吸波材料和表面涂料。但更主要的是由于它采用了獨(dú)特的多面體外形。一般來(lái)說(shuō)這面雷達(dá)和機(jī)載雷達(dá)的探測(cè)角大都處于飛機(jī)軸平面的正-30度范圍之內(nèi)。所以設(shè)計(jì)師把F117大部分表面的傾角都設(shè)計(jì)成大于30度，這樣就可以將雷達(dá)波偏轉(zhuǎn)出去，而避開輻射源。
設(shè)計(jì)師還把F117A機(jī)身表面和轉(zhuǎn)折處設(shè)計(jì)成使反射波集中于水平面內(nèi)的幾個(gè)窄波束，而不是像常規(guī)飛機(jī)那樣全向散射，這樣就能使兩束波之間的微弱信號(hào)與背景噪聲難以區(qū)別。這種波束很窄，以至于雷達(dá)不能夠得到足夠連續(xù)的回波信號(hào)而難以確定是飛機(jī)目標(biāo)還是噪聲。
在對(duì)待一些小部件的設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)師也做了周密考慮，如座艙蓋接縫、起落架艙門和發(fā)動(dòng)機(jī)維修艙門，以及接頭處的激光照射器邊緣都設(shè)計(jì)成了鋸齒狀嵌板。為了這些鋸齒邊緣與上述某窄波束方向垂直，這樣其反射波就不會(huì)形成另外的波束而與該窄波束方向一致。為了防止雷達(dá)波進(jìn)入進(jìn)氣口，設(shè)計(jì)人員除對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了專門處理外，重點(diǎn)對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。進(jìn)氣口用相距1.5厘米的吸波復(fù)合材料隔斷屏蔽起來(lái)，以防止雷達(dá)波直接照射到具有強(qiáng)反射特性的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片上。
F117還采用了全動(dòng)式V型尾翼，埋入式武器艙，可伸縮的天線等?？傊@一切都是為了減小飛機(jī)的RCS值，以達(dá)到最佳隱形的目的。
F117的整個(gè)研制過(guò)程，美國(guó)軍方可以說(shuō)對(duì)其采取了自曼哈頓工廠建廠以來(lái)最嚴(yán)格的保密措施。為掩人耳目，所有飛行全在夜間進(jìn)行，還專門將試驗(yàn)機(jī)涂成黑色。F117也因此獲得了”夜鷹“的稱號(hào)。
1989年12月19日，美國(guó)空軍第37戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)的6架F117A從波諾帕空軍基地起飛前往巴拿馬，經(jīng)多次空中加油共飛行18個(gè)小時(shí)，其中兩架F117在巴拿馬里奧阿托軍營(yíng)各投下一枚激光制導(dǎo)炸彈。
F117第1次大規(guī)模參戰(zhàn)是1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)。在空襲的前三周，第37聯(lián)隊(duì)共執(zhí)行了1271架次任務(wù)。43架F117投下了超過(guò)2000噸的精確制導(dǎo)武器，伊拉克機(jī)載和地面雷達(dá)無(wú)法探測(cè)或跟蹤F117，F(xiàn)117的隱身性能得到了實(shí)戰(zhàn)的檢驗(yàn)。隨后F117又相繼參加了2001年的阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、2003年的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)。
F117隱形戰(zhàn)機(jī)整個(gè)項(xiàng)目共耗資65.6億美元，先后生產(chǎn)了65架，唯一被擊落的事件發(fā)生在1999年的科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)。F117如何被擊落至今仍眾說(shuō)紛紜。一種說(shuō)法是南聯(lián)盟破獲了北約的通訊密碼。一種說(shuō)法是當(dāng)時(shí)的南聯(lián)盟掌握了F117的空襲規(guī)律。
F117被擊落最主要的意義在于打破了隱形戰(zhàn)機(jī)無(wú)法被偵測(cè)和擊落的說(shuō)法。2005年12月28日，美國(guó)空軍宣布F117于2008年10月前全部退役，替代它的將是B2、F22、F35等新一代隱形轟炸機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)。
2009年2月，F(xiàn)117以隆重的25架編隊(duì)飛行的方式，最后告別了藍(lán)天，結(jié)束了服役生涯。
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