B-2 Spirit 幽靈轟炸機

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B-2 平滑無銳角機身,展現匿蹤設計細節。

B-2 平滑無銳角機身,展現匿蹤設計細節。

B-2 Spirit 隱形轟炸機,它是全世界最昂貴、最神秘的軍機之一。外型像飛碟、飛行像幽靈,連雷達都難以捕捉。但這不只是軍事科技的炫技,而是空氣力學、電磁學、材料科學的極致結合。


雷達散射與吸波塗料:電磁波也有死角

B-2 最引以為傲的匿蹤能力,來自物理課本裡的電磁波反射與吸收原理。傳統飛機表面的轉角、尾翼、外露引擎,都是雷達波的最佳反射面。B-2 透過飛翼式設計,消除垂直結構,機身像一片流線葉片,讓雷達波難以形成清晰回波。

更重要的是,它表面塗有吸波塗層(Radar Absorbent Material, RAM),這種材料內含特殊微結構,能將雷達波能量轉為微弱熱能,類似於聲音在吸音牆上的「消失」效果。吸波塗層主要透過以下幾種物理機制來消減雷達波:

  • 電磁能量轉換:材料內部有微小導電或磁性結構,當雷達波進入時,能量被轉為微弱熱能釋放。
  • 多次內部反射:微結構設計讓雷達波在材料內多次反射、折射,逐漸耗散能量。
  • 相位干涉效應:部分設計可讓反射波彼此相位抵消,進一步降低回波強度。

吸波塗層不是萬能:

  • 極易老化、脫落,維護成本極高(B-2 停飛檢修時間動輒數週)
  • 效果受限於雷達波頻率,低頻雷達仍有機會偵測到
  • 施工困難,尤其對於複雜曲面

因此,吸波塗層通常與機體結構設計、飛行路徑規劃共同配合,形成整體匿蹤效果。


升力、浮力本是一家:飛翼如何讓幽靈飛起來

飛機能飛,靠的是升力,這其實和你小時候學過的浮力很像:本質都是壓力差。

  • 浮力(Buoyancy):物體上下因流體靜壓不同,自然產生淨向上的浮力
  • 升力(Lift):上下翼面因氣流速度差異產生不同壓力,形成淨向上的力

升力 ≈ 空氣密度 × 翼面積 × 氣流速度平方 × 升力係數,B-2 沒有傳統機身和尾翼,整架飛機就是一片巨大的翼面,這種純飛翼設計雖然穩定性差,但最大化了翼面積,又減少了機身本體,大幅提升升力效率,靠電腦即時調整微小翼面,才讓它穩穩地貼著天空滑行。


雙重隱形:紅外、雷達都難以捕捉的排氣設計

多段噴嘴與整流板設計,有效降低紅外與雷達偵測風險。

多段噴嘴與整流板設計,有效降低紅外與雷達偵測風險。

除了外型與塗料,B-2 的排氣系統也是隱形關鍵。最新研究(Nature, 2021)顯示,透過調整排氣口幾何、整流板與多段噴嘴設計,能同時降低雷達截面(RCS)與紅外線熱源(IR Signature)。

B-2 採用扁平化、深藏式排氣口,結合多層冷卻結構,讓高溫氣體不直接暴露,紅外線偵測難以捕捉。同時,下方整流板、噴嘴結構也經過最佳化,減少氣流亂流與雷達反射。


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