雷達有效探測距離和RCS的四次方根呈正比關(guān)系。例如，探測距離縮短一半，RCS就需要減少為原來的1/16比如某型雷達對3平米RCS戰(zhàn)斗機目標的探測距離是200公里那么對0.065平米RCS探測距離為76.7公里四次方率是個理想公式，是僅有很低白噪聲干擾情況下使用功率門限過濾時的探測距離。實際上在戰(zhàn)場ECM環(huán)境下四次方率用于描述對RCS0.1M2的目標不是很合適，探測距離隨目標RCS減小而縮短的速度比理論上要快。四次方關(guān)系是由基本雷達距離公式得出的，是雷達制定距離性能的重要參照之一。局限性是僅考慮了雷達機內(nèi)平均噪聲電平，實際使用中要加入具體的修正，以及虛警率等必須注意的問題。專用的連續(xù)波發(fā)射器可以用到占空比100%，因為發(fā)射器不考慮接收，不需要作1/2時間收，1/2時間發(fā)。機載雷達用的準連續(xù)波實際是高脈沖重復頻率波型，占空比只能接近50%，如狂風ADV用的AI24，其遠距探測即使用高占空比的準連續(xù)波。E=P*G*RCS*L*T/(4*pi3*R4)E:接收能量P:發(fā)射機功率G:雷達天線增益RCS:目標雷達截面積L:信號波長T:目標被照射時間R:到目標的距離相控陣指的是雷達的天線形式，以相位或頻率掃描的電掃描天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械掃描天線。連續(xù)波、單脈沖等則代表雷達的工作體制，代表雷達以何種方式工作，和天線形式無直接聯(lián)系。占空比一般由雷達類型決定，收發(fā)共用同一天線的脈沖雷達占空比在50%以下，收、發(fā)天線分置的連續(xù)波雷達占空比就是100%。戰(zhàn)斗機雷達和大部分搜索雷達為收發(fā)共用的脈沖工作方式，不論采用機械掃描天線還是無、有源天線，占空比均小于50%，大的接近50%，小的只有千分之幾。 美國F-22隱身戰(zhàn)斗機進駐日本沖繩，隱身轟炸機B-2也可駐扎關(guān)島。對隱身飛機作戰(zhàn)問題的熱烈討論，帶熱了一個詞飛機雷達截面積。 雷達截面積是一個人為的參數(shù)，牽涉因素很多，而且因為它關(guān)系到飛機作戰(zhàn)效能，因此所有國家都不會公開自己飛機的精確數(shù)值，或發(fā)表一些模糊的誤導宣傳值，所以人們從報刊或正式文獻上看到的數(shù)據(jù)差別很大。本文將粗略地談一談有關(guān)這個參數(shù)的問題。 雷達截面積（RCS）是什么參數(shù)？ 隱身飛機要盡量減少其向外輻射并能為外界感知的特征信息，所以隱身技術(shù)應包括雷達隱身、光學隱身（可見光、激光和紅外線等）和聲學隱身等方面。最被重視的是雷達隱身，因為雷達是目前遠距離發(fā)現(xiàn)飛機的主要設備。雷達對不同飛機的發(fā)現(xiàn)距離不同，除雷達本身及環(huán)境因素外，與飛機關(guān)系很大。而飛機外形十分復雜，大小不一。為便于對比，所以建立了一個人為的參數(shù)，稱為“雷達截面積”（Radar Cross Section簡稱RCS），也可稱為雷達切面。本來測量或計算出的飛機對雷達波的反射強弱是用電磁學單位，即分貝平方米（dbsm）表示，有時只用分貝（db）表示。為了讓人更好理解，很多資料改用平方米表示。有人通俗解釋為，它表示飛機對雷達波的反射能力相當于多少平方米面積的垂直金屬平板。這個解釋是否精確存在爭議。至于分貝平方米與平方米的關(guān)系，有一個通用的數(shù)學公式：分貝平方米10log平方米。 外界雷達可以從飛機四面八方照射，方位有360，俯仰照射也是360。不同角度照射時，飛機的RCS都不同。如果每1測量一次，飛機的RCS就應該有360360即129600個數(shù)值。但到目前為止，似乎還沒有人進行過這樣精密的測試或計算，一般只有平面的（俯仰照射角可限制在030之內(nèi)）數(shù)值。不同俯仰角照射數(shù)據(jù)更少，往往只限于飛機正上方或正下方。 平面的RCS值一般又分前方（或稱迎頭）、側(cè)方和后方（或稱后向）三大類。而前方的RCS可以是真正0的數(shù)值或前方30、45的平均值。同一架飛機這三種算法所得結(jié)果差別很大。一般資料往往不給出是什么計算條件下的數(shù)值，但多指后兩種。側(cè)方和后方RCS值也是同樣情況。有些資料出于宣傳目的，只用某一方向1的RCS值。從本文后面給出的實測數(shù)據(jù)就可以看出其中奧妙。 飛機RCS與雷達波長有一定關(guān)系。同一架飛機，對于波長較長的雷達，其RCS值就會稍大一些，但兩者并不一定是線性關(guān)系。例如某型飛機對X波段雷達（波長3.2厘米）水平極化，前方45平均RCS是0.4平方米，而對L波段雷達（波長23厘米）,RCS增大到0.8平方米。 更為復雜的是，在試驗室內(nèi)或室外，一部雷達對同一種飛機測量RCS值時重復性差，這表明RCS是一個隨機變數(shù)，需要測量很多次再用統(tǒng)計方式表達。當然，實際上測量次數(shù)也不可能太多，否則科研費承受不了。所以飛機的RCS值并非一個十分精確的參數(shù)，變化幅度有可能達到0.5甚至1平方米。而對于計算機模擬作戰(zhàn)來說，有雙方飛機的較全面的RCS數(shù)值是很必要的。 與RCS有關(guān)的主要因素 飛機的RCS值是由飛機上許多散射中心或稱局部散射源決定的。這些散射源分布在飛機機體的各部分，是一個三維的分布。如要減少RCS，必須將各散射源弄清楚，先著手改進最強的反射源。飛機主要散射源有五種。 鏡面反射如機身側(cè)面、外掛架、垂直尾翼等產(chǎn)生的反射； 邊緣散射飛機表面不連續(xù)處引起的散射，如機身機翼及尾翼的連接處以及翼面前后緣等； 尖頂散射如機頭前端、空速管、副油箱前端等處引起的散射； 凹腔體散射主要為座艙、進氣道、尾噴管等處產(chǎn)生的很強的散射； 蠕動波散射入射波經(jīng)過物體后部又傳播到前面來形成的散射，各種外掛物可能對一定波長的雷達產(chǎn)生這種散射。 此外還有飛機表面各種不連續(xù)處，例如飛機上各檢查口蓋邊緣。即使其表面對氣流來說是光滑過渡，但由于介質(zhì)不同，導電性能不同或有縫隙，都會產(chǎn)生散射。 當然飛機的幾何尺寸大小是一個基本的決定因素，尺寸越大RCS也越大。如果飛機外露的物體尺寸與雷達波波長相近或者是雷達波長的倍數(shù)，都可能會形成一個強散射源。所以隱身飛機外面一般都沒有什么外露物體，更沒有現(xiàn)役飛機那些貓耳朵式的小進氣口。 根據(jù)測試，現(xiàn)代新式戰(zhàn)斗機各散射源對前方RCS的“貢獻”比例約為：各種平面1020%；進氣道1525%；翼面前緣3545%；座艙1025。當然，這種影響大小與各部分的位置、尺寸、設計考慮以及是否采用隱身技術(shù)有關(guān)。一般來說，翼面前緣、進氣口（含進氣道）和座艙是需要特別關(guān)注的部位。 RCS的測試及表達方法 飛機RCS的測定可以用直接測量方法，也可以用理論計算方法。前者還可分為兩種：直接用飛機進行室外測量和電磁波暗室測量。關(guān)鍵在于是否有合適的測試設備和手段。 當然，也可用幾何外形相似的模型來進行測試，但最好是和飛機一樣大小的1:1比例模型，否則要考慮“比例效應”。例如擬測試10厘米波長雷達的飛機RCS，模型只有原飛機一半大小，則測試要用5厘米波長雷達。所以當模型太小時，例如1：10，如模擬3厘米波長雷達，試驗時要用0.3厘米波長雷達。這種雷達不好找，就不好進行測試。當然，實在沒有合適的雷達，將測試結(jié)果作理論修正也是可以的。 與此同時，模型表面反射雷達波的特性要與飛機相同或很相近。所以木制模型外表要貼金屬片。另外測試所用模型可分用和不用雷達吸波涂料兩種，這就可以知道用或不用涂料的效果。如果要模擬的飛機除使用吸波材料外還用雷達吸波結(jié)構(gòu)（RAS），則模型的制造就更復雜了。例如B-2飛機的機翼前緣除表面有吸波材料外，內(nèi)部為吸波鋸齒形結(jié)構(gòu)。一般遇到這情況只好不模擬雷達吸波結(jié)構(gòu)的作用，所得數(shù)值還要進行這方面的人工修正。 沒有條件測試RCS時，也可用計算方法求得。根據(jù)目標尺寸與雷達波長的關(guān)系，通常分為三個區(qū)：低頻區(qū)、諧振區(qū)和高頻區(qū)。目標在各區(qū)的雷達波反射特性不同?，F(xiàn)代飛機受到的主要威脅是厘米波雷達，因此應關(guān)注飛機在高頻區(qū)的RCS數(shù)值。目標在高頻區(qū)的雷達散射特點是散射的獨立性和局部性，即可以忽略各部分散射的相互作用。這一特點為飛行器等復雜目標RCS的計算提供了方便，即可以先進行各部分單獨計算，再求其總值。目前，幾何光學法（GO）、物理光學法（PO）、幾何繞射理論（GTD）、物理繞射理論（PTD）和等效電磁流法（MEC）等高頻分析方法已發(fā)展得比較成熟。其中幾何光學法和物理光學法是最常用的方法，計算結(jié)果與實測結(jié)果相當一致。 美國在研制F-117前即已發(fā)展出一套計算方法，到設計B-2時更為完善。蘇聯(lián)也有自己的計算法。近年俄羅斯研發(fā)出一種計算復雜形狀物體電磁波散射的數(shù)學工具。例如對具有全部外掛導彈武器的蘇-35，將其分解為局部的小型反射體，同時考慮電磁波的邊緣繞射和表面電流，即可求出蘇-35全機的RCS值。 測出飛機的RCS后表示方法有三種，即極坐標法、直角坐標法和表格法。如果把飛機作為一個點來考慮，它的RCS值只用前方、側(cè)方和后方各一個數(shù)字表達即可。但實際上該方式不夠全面。較科學的表示方法是用飛機作中心的極坐標圖。在俯仰角變化不大的條件下，不同照射方位角的RCS值可以清晰地表示出來。如果俯仰角改變不大，這種極坐標圖隨俯仰角改變而引起的變化很小。但很多時候，為簡便起見用普通直角坐標表示，橫坐標表示照射方位角，縱坐標表示RCS。此外也可以用表格的方法來表示。 實際上常見的資料只給一個數(shù)字，也不附加其它說明。一般理解，這是飛機前方RCS值。但到底是前方一定角度的平均值或某一點的特定值，就只好靠猜想了。 RCS值對作戰(zhàn)效能的影響 隱身機遂行對地攻擊任務效果很好，因為對方雷達發(fā)現(xiàn)距離大大縮短，往往可達到突襲的功效。但雷達發(fā)現(xiàn)飛機的距離與RCS的1/4次方成比例。即將飛機的RCS降低90后，雷達對它的發(fā)現(xiàn)距離只降低44。即使將RCS降低99%，例如RCS原為10平方米的飛機，通過隱身技術(shù)減少到0.1平方米，雷達發(fā)現(xiàn)距離也只減少68%，即原來發(fā)現(xiàn)距離是100千米，現(xiàn)在則是32千米。所以隱身技術(shù)只能減少飛機一半或3/4的被雷達發(fā)現(xiàn)距離，其作用也不宜估計過高。 不過在設計飛機時貫徹隱身概念，盡可能結(jié)合隱身要求來考慮則是可行和值得的。目前各國對現(xiàn)役飛機進行“準隱身”的改進很普遍，一般不需要改動飛機結(jié)構(gòu)，主要是在座艙蓋、翼面前緣、進氣口、進氣道等處下功夫。 另一方面，現(xiàn)代防空系統(tǒng)中用光學、聲學探測目標的設備正在發(fā)展，雷達的組網(wǎng)和雙基雷達的使用已脫離理論階段，被動式雷達已在不少國家服役。所以為對抗隱身飛機，各國技術(shù)部門都在暗暗使勁。 在空戰(zhàn)方面，隱身性能只對超視距作戰(zhàn)起作用，雙方接近到目視距離就不靈了。所以隱身飛機RCS的降低必須達到一定值，使得對方飛機雷達的發(fā)現(xiàn)距離減少到飛行員對空中戰(zhàn)斗機平均有效視距以內(nèi)（1015千米），這樣才能充分發(fā)揮隱身的威力。 在實際作戰(zhàn)中，隱身飛機也要考慮很多具體戰(zhàn)術(shù)問題。例如美國已決定將F-117全部退役，說明該機對波長較長的地面警戒雷達效果還不太好。飛機的RCS在垂直機翼前緣方向有一個強峰值，即約前方60處峰值RCS高達20dbsm(100平方米)。即使在峰值附近約10處，平均值也達到約0dbsm（1平方米）。因此它必須在出返航過程中通過航線安排來避免將此峰值對準敵防空雷達。在對南斯拉夫作戰(zhàn)時，F(xiàn)-117是通過一種地面任務規(guī)劃系統(tǒng)來實現(xiàn)這