军用飞机涂装设计发展研究

王钟毓，段卓毅，耿建中，董强

航空工业第一飞机设计研究院，陕西 西安 710089

人类航空发展至今已逾百年，飞机设计制造水平早已今非昔比。涂装承担着文化展示、美观美化、视觉伪装等诸多任务，也经历着巨大变化。本文将主要从军用飞机方面介绍百年来航空涂装设计的发展演变，为未来的涂装设计提供借鉴和参考。

1 飞机涂装设计的起源与初步发展

世界上第一架军用飞机莱特A型于1909年装备美国空军，执行侦察任务。战争需求是飞机技术发展的重要推动力之一。第一次世界大战（简称一战）期间，飞机便开始作为重要的战术工具参与战争。为达到从上俯视时与地面的植被融为一体以降低敌机的发现概率、提高敌机的瞄准难度的目的，多数参战国将参战飞机的上表面涂上橄榄绿色的漆装，成为了最早期的涂装设计。

由于技术水平和战争理论等的限制，一战时飞机仍主要从事侦察等辅助任务。到了第二次世界大战（简称二战）期间，飞机的战略战术价值更加地凸显出来。作为提高飞机生存性的重要手段，军用飞机涂装设计开始得到重视和系统性的研究。军用飞机涂装迷彩的基本理论初步奠定。机种、季节、作战地域和任务类别都是影响迷彩涂装方案的重要因素。如夜间任务飞机多采用黑色涂装；舰载机下部涂为浅灰白色、上部涂为深灰色；轰炸机上表面涂为军绿色，下表面涂为天蓝色等。这些涂装设计都旨在提高目视隐身性，提高敌我识别区分度。

美空军P-51野马经典的机头鲨鱼头图案涂装体现了极具侵略性的尚武精神，提高了士气，震慑了敌军，如图1所示。

图1 美军P-51“野马”战斗机Fig.1 USAF P-51 Mustang fighter

日本零式战斗机机身采用与日军军服颜色相近的墨绿色，如图2所示。在机身中部涂装对比鲜明的血红色“太阳”图案，反映了日本人的武士道风格。

图2 日军零式战斗机Fig.2 Japanese Zeros fighter

2 现代飞机涂装设计的发展

科技的进步深刻地影响着战争的模式和战法，进而决定了武器装备的发展要求与方向。雷达和导弹的应用对空战模式的影响是颠覆性的，由此空战开始向超视距发展。涂装设计的重要性曾被设计师所怀疑，然而随后发生的数次现代战争经验却证明即使在新的技术环境下，涂装设计仍是重要的设计工作。空战情况瞬息万变，超视距并不能保证发现及摧毁，视距内作战能力仍是重要要求。好的涂装设计对于提高军用飞机生存力仍有着重要意义。为了降低可视度，打碎飞机轮廓线使之与背景相融，军用飞机常常需要喷绘两种以上不一样的色彩。涂装的不同色彩交接可以以曲线或折线为主，掺杂以条状色块、点状色块、不定形色块等。涂料采用低反光率的隐身涂料。迷彩常见以灰色、蓝色为主的双色或多色混搭，并通过在亮光处涂装暗色，在阴影处涂装亮色的方式减少整机色差。在飞行实践中摸索发现，不同颜色色调的差别在5000m以上时基本无法分别，目视效果为浅灰色或者深灰色；地表色差从7000m的高度也无法辨别，看上去呈现灰蓝色效果。飞机在飞行时，下表面因背光呈现阴影，与明亮的天空背景对比鲜明。因此，机身下表面常涂装白色等浅色以减小色彩对比度。

除了从目视隐身角度出发考虑的色彩搭配设计外，不同国家在涂装设计方面也有着一些不同的传统样式。图3展示了典型的苏联/俄罗斯军用飞机涂装设计方案，涂装方案的迷彩色、俄罗斯国旗、飞机编号、所属部队标志及制造商标志的布置都有一定的章法。在具体的涂装迷彩的选择方面，由于国土横跨欧亚，地理地貌种类繁多，作战环境差异较大，俄罗斯规定，各地空军根据其空军基地驻地及所负责战略方向制订不同的涂装计划并采用不同的迷彩方案。

图3 俄罗斯苏-33 涂装示意Fig.3 Russian SU-33’s painting design

与其他种类的军品设计流程相似，各国军用飞机涂装的设计都有一整套的军用标准，包括涂装颜色、字体、徽章、编号等都进行了详细的规定。如美军的《联邦色彩标准》，简称为FS标准，通过FS加5位数字的表示法对各类涂装颜色进行了区分。FS36081的首数字3表示这种颜色是亚光类，则是这个颜色的色彩代码；而FS16081则是6081色的光泽类，首数字1表示光泽颜色。次位数字则是不同的色系的分类，如4为绿色系5为蓝色系等。美军驻欧洲空军基地主要的三种迷彩涂装代号分别为FS34102浅绿、FS34092绿和FS36081深舰灰。A-10“雷电”II对地攻击机使用的便是这三种颜色的搭配，如图4所示，另外还有白色为主的雪地迷彩方案[2]。

图4 美军A-10战斗机涂装示意Fig.4 US air force A-10’s painting design

美国空军主力战斗机的主流迷彩涂装主色调是天灰色。根据机型的不同，又有诸多小分支。如F-16的“埃及”I迷彩涂装、F-4G的“高地”II迷彩等。涂装设计的标准并非拍脑袋的结果，而是在长期实践中摸索出来的。实际上，美国人在涂装设计方面也曾经走过不少弯路。如美国空军曾计划在刚刚装备部队的F-15上涂装“可以与蓝天融为一体，地面目视无法发现的天蓝色涂装”。然而这一“创新性”十足的创意却没能经受住实践的检验，它忽视了欧洲经常出现的灰雾样天气，使得使用天蓝色涂装的战机在天空中反倒“光彩照人”，成了活靶子。最终在一片嘲讽声中， F-15战机又换回了原先的土灰色迷彩涂装。

美国空军的F-16飞机涂装在飞机涂装设计历史中也非常经典，如图5所示。F-16经典涂装由三种深度的灰色混合搭配，机翼、后机身、平尾涂装为深灰色，前机身、腹鳍的外表面、垂尾涂装中灰色，机身和尾翼的外侧、翼下外挂物都涂浅灰色。从目视隐身的角度讲，这种方案“打碎”了飞机的外形轮廓，无论是哪个角度都有着较好的背景相融性，减少了被目视发现的概率。从美学角度讲，这种涂装硬朗协调，威猛肃杀，也不失艺术美观性。

随着飞行实践的增多和人们对于涂装设计认识的深入，传统涂装呈现出体系化、规范化发展的趋势。与此同时，有别于传统思路的新的涂装设计技术也蓬勃发展起来。数码迷彩便是其中得到了最多关注的一种，如图6所示。“数码迷彩”就像电视屏幕那样，将飞机划分为一个个的小方格，这些方格类似于肉眼可见的最小单位“像素”。相比于四色或六色迷彩，数码迷彩将飞机轮廓更加“碎片化”，更加难以与周围环境区分和识别。不少国家已经开始了将这种起源于陆军装备的迷彩方式应用于空军的尝试。

图5 美军F-16战斗机涂装示意Fig.5 USA F-16’s painting design

图6 数码迷彩Fig.6 Digital camouflage

可以说，战斗机轰炸机等前线作战飞机的涂装设计从诞生开始就一直在千方百计地降低可视度，提高飞机与环境的相容性。然而还有一类特殊飞机的涂装发展方向却是反其道而行，一直在追求更大的色差和更大的背景对比度。它就是教练类及救援、表演类军用飞机，如俄罗斯雅克-130教练机，如图7所示。红色光波长，穿透力强，醒目易引起人的注意力；白色反射率高，与灰色的天空、大地背景反差大；搜索救援及医疗类飞机偏爱采用可视度高的橙色和白色搭配；靶机常常采用红色作为主色调；教练机及表演类飞机普遍采用上白、下红的机身涂装，翼尖涂红色等醒目色方便指挥员或观众观察飞机起飞和着陆或在空中作特技时飞机的飞行姿态。在飞行坡度过大时，教练员可以通过观察翼尖的位置及时地指导学员调整姿态，避免事故的发生。

图7 俄罗斯雅克-130教练机Fig.7 Russian Yak-130

3 军用飞机涂装功能及设计宗旨

军用飞机的涂装设计经历百年发展历程，其发展脉络大致可梳理出一张路线图：1900—1920年，没有系统的涂装理论，涂装全凭飞行员喜好；1920—1950年，开始认识到飞机涂装对增加生存率的重要性，产生系统的涂装设计理论；1950—1990年，针对不同使用环境，提出更加细化的涂装方案，涂装设计精细化、规范化；1990年至今，在涂装设计方面进行大胆尝试，提出“数码迷彩”“模块化迷彩”等新概念。不同国家因为不同的地理环境、使用需求和文化传统发展出了不同的设计理念和标准。但万变不离其宗，总的来说，军用飞机的涂装主要有以下六大功能[3]。

（1）隐身示假，提高生存力

隐身和示假可以有效地提高军用飞机在战场上的生存力。军用飞机的迷彩涂装可以打破飞机轮廓线，模糊飞机与背景环境，增加敌方辨识难度，在激烈的空战或空袭任务中占得先机。

（2）区别机种任务

现代空军的任务日益多元化、复杂化，执行不同任务的飞机对涂装有着不同的需求。对于空中优势战斗机（如米格-29、F-16、F-22）来说，近距格斗是重要的空战任务之一，因此，常常使用不同深度灰色进行搭配涂装。高空高速截击机如F-15和苏-27的核心使用要求是在高空截击作战，高空背景色较灰暗但阳光在机身的反射散射却非常强，因此，此类飞机常采用暗灰色的涂装设计。强击机、攻击机如A-10、强5飞机担负低空对地搜索攻击任务，常采用与地表环境相近的深绿、土黄、土灰等颜色。高空高速侦察机及其他主要在夜间执行任务的轰炸机如SR-71、B-2等机型常常采用具有吸收雷达波能力的黑色吸波材料。执行投放核弹任务及进行核爆试验观测任务的飞机为减少飞行员所受辐射量，需要增强反射，因此，多采用银色的涂装。另外，在执行一些特殊任务或在特殊环境下使用时，也可进行临时地特殊涂装处理。

（3）保护飞行员眼睛

随着飞机性能的提升和任务复杂度的增加，飞行员执行任务的时间和强度都有所增加。在长时间飞行状态下，光照度和色彩等因素对推迟飞行员视觉疲劳时间，保障飞行员执行任务能力有着关键的影响。因此，座舱盖前端的飞行员主视区常常采用低反射率的暗色涂装。

（4）反射日光辐射

对于高空长航时飞机来说，日光的强烈辐射会对机场内的电子设备产生威胁，过高的温度也不利于任务设备的稳定工作。因此，此类飞机可采用高反射率的白色或银色涂装。

（5）文化的展示

不同国家民族有着不尽相同的文化和审美，涂装就成为了展示本国空中力量的文化窗口。对各个国家的飞行表演队来说，国旗图案和原色常常是重要的涂装设计参考要素，如法国飞行表演队红、白、蓝三色涂装、意大利飞行表演队红、白、绿三色涂装。美国“雷鸟”飞行表演队和俄罗斯“雨燕”飞行表演队在国旗基色上绘制了图案作为标志性涂装。这类涂装设计美观、醒目，具有鲜明的民族特色，在飞行表演中展示了本国军事装备的风采，极大地拉近了军队与本国观众的距离。

（6）弘扬军威，鼓舞士气

二战时期，盟军的王牌飞行员常常会在飞机上喷涂飞行员姓名及击落敌机的数量等特殊的标记和图案。中国战场著名的“飞虎”队曾在P-40上绘制了著名的虎鲨涂装。这类涂装英气昂扬，弘扬了战斗精神，彰显了国威、军威，既鼓励了本国军民的战斗意志，又打击了敌对势力的嚣张气焰，因此，也成为了军机涂装的传统之一。

4 结束语

涂装设计是飞机生存力、战斗力的重要保障之一。随着空战环境日新月异地变化和对军用飞机能力要求的复杂化、深度化发展，涂装设计也需要与时俱进，及时响应多层次隐身化等更高的要求。作为飞机设计人员，掌握一定的涂装设计知识很有意义。