战斗机伪装色的那些学问
飞机伪装色属于视觉隐身范畴，这是一门运用光线和彩色图案的艺术，目的是使军用飞机在地面和空中难以被发现，被发现后也难以确定其速度、距离和高度。伪装涂装的效果高度依赖环境，主要对人类的肉眼起作用，还有一些电视观测系统。现代伪装涂装的色彩和图案的使用都已经过大量的实验并理论化了，多数国家都对此有明确的规定和独特的涂装，人们往往在没有看到国籍标志前就能确定飞机的所属国家。当然色彩和图案也会随着新理论的推出和作战需求的改变而不断变化。
飞机的伪装涂装始于第一次世界大战前，并一直沿用至今。当然在交战双方有一方掌握了制空权后，对伪装涂装需求减弱，可以采用较简单的涂装或干脆取消涂装，以降低维护成本并减小阻力。
▲采用透明蒙布的德国林克·霍夫曼 R.I 轰炸机。
▲一战时，德国菱形迷彩的福克 D VII 战斗机。
第一次世界大战期间，随着军用航空领域的迅速发展，飞机越来越多地出现在战场和敌后上空，这使得部署在野战机场的军用飞机需要进行伪装以避免被敌机发现后击毁在地面。所以在机身和机翼的上表面涂上了用于模仿大地和森林的颜色，或者缀以黑色或白色斑点的大斑点迷彩，用于模拟林间斑驳的树叶阴影。下表面则涂上用于模拟天空的浅蓝、浅灰或白色，甚至不涂装直接暴露出浅色的织物蒙布。这种伪装涂装的设计思想是：从上半球看，飞机上表面会融入地面背景之中，而从下半球看，飞机下表面又会变成明亮天空的一部分。其实许多大自然的生物，如鸟类、鱼类和海洋哺乳动物也采取了这一伪装策略：背部深灰色，腹部白色。第一次世界大战中，德国人还改装了几架福克战斗机和一架大型轰炸机，将帆布蒙皮换成透明的赛璐璐蒙皮，进行了视觉隐身实验，取得了一定的成功。但是赛璐璐蒙皮也有很大的缺点，在特定角度看并不透明，并且在阳光下闪闪发光。
一战和二战时期的伪装涂装主要针对上半球和正下方进行了优化，深色和浅色间的分界线往往在机身两侧较低的位置，战机在白天进行低空飞行时，相对地面防空哨的倾斜角度很大，此时机身两侧深色的涂装会使飞机的黑暗轮廓在明亮天空背景中显得格外醒目。唯一的解决方法是提高飞机下半球的浅色覆盖面积，或将深浅色分界线上移，或干脆全机涂上接近白色的伪装色。在二战期间英国和日本的一些低空巡逻机就采用了全灰白涂装，在战时这并不是一个好主意，会很容易被在高空的战斗机发现。
针对此问题，美国人在第二次世界大战中进行了有趣的飞机视觉隐身实验，这项实验直到20世纪80年代才得以解密。1942年初美国海军的反潜轰炸机在攻击德国U艇时碰到了问题，在晴朗的天空背景下，潜艇上的对空观察员在很远的距离上就能发现轰炸机，潜艇有充裕的时间下潜规避。美国海军对此深感头痛，并启动了一个秘密项目，代号“耶胡迪”(Yehudi)，目标是降低飞机的可见度。在进行了一系列的试验之后，工程师们找到了独特的解决方案。他们在一架 TBM-3D 的发动机罩和机翼前缘安装了许多灯泡，打开灯光后以机头对准潜艇，可以显着降低飞机与晴朗天空背景之间的亮度差，使飞机融入地平线上的天空中。在理想情况下能将潜艇的对空目视观测距离从20 公里降低到 3 公里，大大缩短了反应时间。一架 B-24 大型轰炸机也进行了类似改装，获得了类似效果。“耶胡迪”灯利用了人眼在 3.2 公里距离外无法区分两个间隔小于 1.2 米的光源的原理，发动机罩和机翼前缘的灯泡形成一个均匀连续的发光面，即使在 B-24 这种大型飞机上，单个灯泡功率也只需 500 瓦。该项目一直持续到 1942 年底，此时美国海军已经装备了完善的机载反潜雷达，可在视距外发现海面目标，于是“耶胡迪”灯停止了进一步发展。
越南战争期间，美国空军体积庞大的主力战斗机 F-4“鬼怪 II” 在很远距离上就能被发现，美国空军又重启“耶胡迪”灯的研究，项目名称“罗盘幽灵”。参加实验的 F-4 采用了上篮下白的涂装，并在机身两侧和下表面安装了 9 个“耶胡迪”灯，使目视发现距离降低了 30%，效果不是很理想，估计是 F-4 浓重的尾烟所致。“鬼怪”机身两侧黑洞洞的进气口也是要注意的地方，但进气道内没有安装“耶胡迪”灯，只是将进气道内壁刷成了白色。在 F-4 上采用“耶胡迪”灯的效果并不是很理想，这些高亮度的灯炮很耗电，并使飞机的红外特征加大。从此之后“耶胡迪”灯技术被束之高阁直到 80 年代才解密。
二战后随着喷气时代的到来，50 年代的喷气式飞机作战高度大大提高，周围常见的环境是天空、白云和雾霾，而不再是低空地面的绿色植被、海洋和沙漠背景。这个时期的许多战斗机选择了不涂装，一是出于防核战光辐射的考虑，二是期望金属蒙皮倒映出周围背景的色彩，使飞机融入背景中去。但弯曲的蒙皮可向任何方向反射阳光，人眼在很远处就能发现闪闪发光的物体。
同时许多军事机构和科研单位开始研究喷气式战机在高空中的最佳伪装色，美国空军经过研究得出粉红色是最佳伪装色的结论，但只有英国人真正使用过这种暧昧的颜色。二战中他们就将一些用于低空作战的“喷火”侦察机涂成粉红色，据说在日出日落的斜阳照射时间出动伪装效果最佳，粉红色“喷火”可完美融入紫色的天空背景中去。
浅灰色同样是有效的伪装色，60~70 年代越来越多的西方战斗机被涂上了被称之为低视灰的颜色。该颜色与多云和雾霾的天空接近，此时远处的景物都蒙上了一层灰色。在低视灰涂装上又发展出了双色和三色低视灰涂装，飞机上表面灰度较深，侧面中灰，下表面较浅，以解决飞机下表面与天空之间的亮度差问题，这也发展成为当今世界各国空军和海军战斗机的标准涂装方案。
而对于在同温层飞行的飞机来说情况又有所不同，这个高度的天空很暗且没有云和雾霾，浅灰色飞机的下表面会被下方云层反射的阳光照得雪亮，在暗色天空的映衬下十分醒目。这也是为什么地面看在同温层飞行的客机是一个小亮点的原因，所以此高度飞行的飞机最佳伪装色是深灰。而在大气层边缘飞行的高空侦察机的涂装最好是黑色，这样才能融入黑色的太空背景中去。所以在现阶段美国空军的装备序列中，直升机、A-10 攻击机和其他在中低空作战的战斗机涂装是浅灰。KC-10、B-1、B-2、B-52 轰炸机以及其他在 15,000 米高度飞行的飞机被涂成深灰色，飞行高度最高的 U-2 和 SR-71 被涂成黑色。
至于为什么将 F-117 涂成黑色是个有趣的问题，因为即使在夜间，黑色的伪装效果也不如深灰色。月亮和星星微弱的光芒总会照亮夜空，使黑色涂装的飞机暴露无遗，更别说在有严重光污染的城市上空，天空中飞机黑色的轮廓就更加显眼了。经研究表明，在有光污染的地区上空，夜间最佳伪装色是灰色，而在没有光污染的地区，白色则是最佳伪装色。在 F-117 试飞阶段洛克希德工程师就进行了涂装的研究，并向美国空军建议把该机涂成标准的低视灰色，并下表面采用浅灰色。而负责 F-117 项目的美军官员却坚持采用黑色涂装，他们认为 F-117 的白天生存力很差，不如涂成全黑色以彻底打消指挥官们在白天使用该机的念头。2003 年一架 F-117 原型机被涂上低视灰，用于研究执行白天任务的可行性。
黑色涂装其实非常醒目，例如军用教练机的涂装需要尽量醒目，以降低空中相撞的风险，并使学员的飞行动作更易被观察。所以世界上多数国家的空军和海军将教练机涂成红白相间、或橙色、黄色的涂装，但英国空军研究发现黑色的飞机比红白相间的飞机更容易被发现，所以皇家空军的教练机都是黑色，加拿大空军也采用了这个成果，将其 T-38 教练机涂成了黑色。
在白天飞行的飞机，其高光部分和阴影部分之间的亮度对比很强烈，这对视觉隐身来说相当不利，人眼对亮度差大的物体十分敏感。在白天水平飞行的飞机垂尾和机背部分亮度最高，机身两侧则较暗，进气口和机腹全都在阴影中，远看呈黑色。为了降低各部位的亮度差，需要把高光部分喷成深灰，把阴影部分喷成浅灰。美国海军在 20 世纪 80 年代开始使用的低视涂装就应用了这一设计原理，全机采用了 3 种不同深浅的灰色，并按区域亮度差异进行了图案的优化。加拿大的 CF-18 和美国空军的 A-10 在此基础上还在前机身下表面绘上了座舱盖的黑色阴影，用于在格斗中欺骗敌飞行员，使其对本机的飞行姿态做出错误的判断。
美国空军在 A-10、F-16 的涂装上也采用了平均亮度的设计策略，但在 F-15、F-22 这类的空中优势战斗机上却采用了另外一种设计理念。美国空军发现在激烈格斗中，战斗机单色灰的上表面总是不能很好地融入当前天空背景中去，单翼颜色的适应范围太小。所以美国空军决定采用双色灰涂装，一种是比多数天空都浅一点的浅幽灵灰，一种是比多数天空都深一点的深幽灵灰。深幽灵灰呈不规则封闭形状喷涂在浅幽灵灰中间，如垂尾、平尾、机翼的中间区域、机背和前机身。这两种深浅不同的灰色搭配在一起可以适应大多数的天空背景，深幽灵灰不规则的形状破坏的飞机的外形轮廓。F-22 的沿用了 F-15 的双色灰涂装，但其上下表面从进气口到尾翼都有一圈灰色轮廓线，上边面的较深，下表面的较浅。该轮廓线的具体作用仍未解密，据推测轮廓线有助于将 F-22 融入天空背景中，其中可能应用了克雷克-奥布莱恩-康斯威特效应，轮廓线可使机身较深的灰色看起来逐渐向轮廓线的浅灰色过渡，使飞机的阴影看起来不那么突兀。
军用飞机的视觉隐身还有一项重要内容就是消除尾迹。富含水蒸气的发动机尾气在冷凝后就会形成尾迹，就像人们在冬日呼吸的雾气一样。拖着长长的尾迹飞行，就等于向敌人显示你的方位、方向和速度。如何消除尾迹呢?要知道尾迹只在高空低温环境导致尾气中的水蒸气凝结时才产生，所以飞行员只需降低高度飞至 6,000 米以下就可以消除尾迹，或者干脆爬升至 15,000~18,000 米，在此处空气干燥，足以吸收尾气中的水蒸气。而对于那些最佳作战性能在 6,000~15,000 米之间的战斗机来说，可以在尾气中掺入氯氟磺酸制剂来减少尾迹的形成。氯氟磺酸可使凝结的水珠分解成更小的超形核水滴，后者难以被看见且更容易被空气吸收。美国空军曾在 B-52 上进行了多次氯氟磺酸试验，但氯氟磺酸具有毒性和腐蚀性，所以一直无法实用化。另外轰炸机为了在全程消除尾迹，需要安装几吨的氯氟磺酸容器，以便在整个任务中持续播撒使用。
B-2 轰炸机也设计有氯氟磺酸系统，其储存罐安装在尾喷管外侧的机身内。在禁止使用氯氟磺酸后，B-2 安装了尾迹激光报警系统，如果检测到有尾迹产生，系统就会提示飞行员爬升。据说现在 B-2 机队升级了新型抗尾迹系统，但细节仍在保密中，也许美国空军还在用有毒的氯氟磺酸，谁知道呢?
未来的视觉隐身技术会怎样?90 年代波音试飞了高度机密的“捕食鸟”隐身飞机，研究了包括视觉隐身在内的多项隐身技术，其中可能包括了类似“耶胡迪”和“罗盘幽灵”灯光那样的主动 LED 蒙皮发光技术，但至今没有透露具体的技术细节。主动 LED 蒙皮发光技术是在飞机的复合材料蒙皮中嵌入 LED 发光元件，根据飞机周围的环境来改变蒙皮的亮度，从而使飞机轮廓更好地融入背景中去，如果采用具有红外发光能力的 LED，甚至还可诱骗红外制导空空导弹