红外隐身技术与发展
红外探测技术和隐身措施
1、红外探测技术和隐身措施红外线波长位于可见光和电磁波之间，从0.75~1000μm（分为近、中、远和极远红外四个子波段），除了具备在介质中传导和辐射、反射等基本特性外，还可对一些活跃金属如硒产生光电导效应。
在红外光照射下，这类金属的导电性会产生改变，利用这一特性可以把红外辐射强弱转化为流过金属导体的电信号大小变化，经放大后在屏幕上显示出来，或作为信号源用于目标分析。
不同类型的物体对近红外线反射特性差别较大，可以据此在转换出的图像上进行区分识别。
自然界的任何物体本身都会产生红外辐射，温度越高，波长越短，对于特定温度范围的物体其辐射的红外波长范围也是一定的，因此可以有针对性地选择合适的感应器进行探测。
此外，大气中红外线传递有3个主要的传递“窗口”——0.75~2.5μm、3~5μm 和8~14μm，分属于近、中、远红外波段，恰好也是各类导弹、发动机的主要热辐射波段，可以透过大气远距离传导。
军事上正是利用了红外线具有的这些特殊效应来实现红外探测，具体实现方式上分为主动和被动两类。
上世纪30 年代首部红外变像管装置诞生，制造红外探测装置变为现实。
之后美、德等国二战期间将第一代的主动红外探测装置用在了战场上，通过自带的光源设备主动产生近红外辐射照射目标区域，然后接收目标返回的红外信号，转换为可视图像进行观察分析。
例如德国研制的车载主动红外夜视仪可用于夜间无灯光条件下隐蔽行进，并通过这种手段避开同盟国的监视，秘密地把V-2 导弹运送到前线。
美国在太平洋岛屿战中，把一种略嫌笨重的主动式红外瞄准具装在了步兵枪械上，取得了夜战中对日军的优势。
由于主动式红外探测器需要携带光源发生装置和电池等，体积和重量较大，而且近红外波段受大气环境中云雾和烟尘干扰较严重，探测距离较短，适用性上受到较大限制，60 年代后其地位逐步被被动式红外探测器即热成像仪所取代。
图6、红外成像系统原理结构及成像原理1964 年，美国人研制出世界上第一部热成像仪，经过不断完善，并在70 年代按照通用化、模块化、组件化思路优化生产后开始大规模装备陆、海、空三军。
红外隐身技术的原理与应用
红外隐身技术的原理与应用1. 简介随着科技的不断发展，红外隐身技术逐渐成为现代军事领域中的重要研究方向。
红外隐身技术利用物体对红外辐射的吸收和反射特性，使物体具备较高的红外辐射抑制能力，从而达到隐蔽目标、提高战场生存能力的目的。
本文将介绍红外隐身技术的原理和应用。
2. 原理红外隐身技术的原理主要基于物体对红外辐射的吸收和反射特性。
以下是红外隐身技术的工作原理：•红外辐射抑制：物体表面的特殊涂层可以吸收或反射特定波长的红外辐射，从而降低物体在红外波段的辐射特征，减少红外传感器和导引制导系统的探测距离。
•热辐射控制：通过选择或设计合适的材料和涂层，可以减少物体表面的热辐射，降低热红外传感器对物体的探测。
控制物体的表面温度和表面热辐射分布是关键的技术要点。
•光学设计：设计物体的形状、纹理和结构，减少红外辐射的反射和散射。
通过光学设计，可以将红外辐射能量尽可能地分散和吸收，提高红外辐射的隐身效果。
3. 应用红外隐身技术在军事和民用领域都有广泛的应用。
以下是红外隐身技术的一些应用场景：•军事领域：红外隐身技术广泛应用于军用飞机、导弹和无人机等载具。
通过减少红外辐射特征，提高作战载具的隐身性能，降低被敌方导弹和监测设备探测的概率，提高战斗力。
•民用领域：红外隐身技术在民用领域也有一定应用。
例如，红外反射涂层可以应用于建筑物外墙和玻璃窗，减少室内空调能耗，提高能源利用效率。
此外，红外隐身技术还有潜在的汽车外观设计和消防救援等领域的应用。
4. 挑战与发展红外隐身技术虽然在军事和民用领域都有广泛应用，但仍面临一些挑战和发展需求：•高温环境下的稳定性：红外隐身技术在高温环境下的稳定性需得到提高，以确保其长期有效性。
•多频段的红外辐射抑制：红外隐身技术需要适应不同频段的红外辐射抑制，以应对不同传感器的探测。
•红外隐身技术与其他隐身技术的综合应用：红外隐身技术与其他传统隐身技术如雷达隐身技术的综合应用还需要进一步研究和探索。
红外隐身技术在军事中的应用
红外隐身技术在军事中的应用摘要：在现代军事中,随着现代军用红外探测和图像处理技术日益发展,其技术的精准性也随着现代军事的发展而更加精确，已成为军事探测和制导武器非常重要的使用手段，从而对军事设施和武器装备的威胁也越来越大。
因此红外隐身技术也成为军事战争中提高目标隐身能力和战斗力的重要技术因素。
关键词：隐身技术军事上个世纪，红外隐身技术经历了三个发展时期，分别为探索时期、技术全面发展时期和应用时期。
80年代开始，红外隐身技术已经在先进国家研制的新型飞机、舰船和坦克装甲车辆等得到了广泛采用。
一、红外隐身技术原理通过降低或改变目标的红外辐射特征来实现降低目标的可探测性称之为红外隐身技术。
它是通过更改结构的设计和应用红外物理原理来衰减吸收目标红外辐射的能量，从而实现目标的低可探测性。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律可知，物体辐射红外能量不仅取决于物体温度，还取决于物体的比辐射率。
温度相同的物体，引起比辐射率的不同导致探测器上将显示出不同的红外图像。
鉴于一般军事目标的辐射都强于背景，所以采用低比辐射率的涂料可显著降低目标的红外辐射能量。
另一方面，为降低目标表面温度，热红外伪装涂料在可见光和近红外还具有较低的太阳能吸收率和一定的隔热能力，以使目标表面温度尽可能接近背景温度，从而降低目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。
二、红外隐身技术在飞机上的应用1.发动机喷管采用碳纤维增强的碳复合材料或陶瓷复合材料，喷口安放在机体上方或喷管向上弯曲，利于弹体遮挡红外挡板，在喷口附近安装排气挡板或红外吸收装置，或使飞机采用大角度倾斜的尾翼等遮挡红外辐射；在尾喷管内部表面喷涂低发射率涂料；采用矢量推力二元喷管、S形二元喷管等降低排气温度冷却速度，从而减少排气红外辐射；在燃料中加入添加剂，以抑制和改变喷焰的红外辐射频带，使之处于导弹响应波段之外。
2.采用散热量小的发动机。
隐身飞机大多采用涡轮风扇发动机，它与涡轮喷气发动机相比，飞机的平均排气温度降低2000C～2500C，从而使飞机的红外隐身性能得到大大改善。
隐身技术现状及发展趋势
隐身技术现状及发展趋势摘要：介绍了隐身技术的重要性以及各种各样的隐身技术的原理及方法，对未来隐身技术的发展做了一些较为深入的探讨和详细大胆的预测，并就隐身技术做出一些总结。
一、隐身技术的概述自1989年美国入侵巴拿马时首次使用F2117隐身战斗机后,隐身技术日益引起世界各国军界的高度重视。
在海湾战争中，各种隐身兵器的精彩表演,尤其是F2117又一次的不凡战绩，令世界各强国对隐身技术刮目相看。
海湾战争后，美、俄等军事强国都加强了对隐身技术的研究，隐身技术因此也获得了长足的发展,被广泛应用于各种武器装备，如隐身战斗机、隐身轰炸机、隐身舰船、隐身导弹等。
随着现代科学技术的不断发展，针对飞行器、舰船等作战装备的探测技术日益完善。
现在，各个军事强国在本土都有强大的雷达网，空中有预警机，在太空还有战略预警系统。
这些系统通过链路构成一张强大的预警网络，对飞机，舰船甚至是导弹的生存都构成了严重的威胁。
所以，武器装备的隐身性能已经成为考量整体战斗力的重要指标。
具有隐身性的装备，既拥有了在战场上赖以生存的法宝，又使得自己在进攻中处于主动的一方，加大了攻击的突然性。
在讲究快速反应的现代战场，隐身技术已经成为决定战争胜负的关键因素。
隐身技术按照战斗平台分，可以分为飞行器隐身，舰船隐身，导弹隐身。
按照隐身的方式手段主要为雷达隐身，并辅之以红外、光学和声波隐身，其中雷达隐身是现代隐身技术的重中之重。
红外隐身在导弹突防中应用较为广泛。
而随着反潜技术的发展，潜艇的声波隐身则是至关重要的一环。
二、雷达隐身技术的关键若用一句话概括雷达隐身技术，就是采取各种手段减小装备的雷达散射截面（Radar Cross Section，一下简称RCS）。
所谓目标的雷达散射截面RCS，就是定量表征目标散射强弱的物理量。
目标的雷达散射截面RCS，越小，雷达接收能量越小，因而使敌方侦察雷达难于对己方目标作出正确的判断，从而达到隐形目的。
RCS不是目标的几何截面积，而是一个与目标产生同等回波的金属圆球的等效截面积，几何截面积、材质和形状对雷达的反射率和反射的方向性都对雷达截面积有影响，所以雷达反射面积可以比几何截面积大，也可以比几何截面积小，就好像在黑夜里手电照射下，一块小镜子可以远比一个蒙面黑衣大汉显眼。
红外技术的发展及其在航空中的应用
红外技术的发展及其在航空中的应用红外技术的发展红外技术发展的先导是红外探测器的发展。
1800年：F·W·赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。
1830年以后：相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。
在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。
19世纪：科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。
它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。
20世纪初开始：测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、发射和反射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。
30年代：首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。
40年代初：光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的这类探测器，其性能优良、结构牢靠。
50年代：半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。
到60年初期：对于1～3、3～5和8～13微米三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。
在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。
60年代中叶：60年代中叶起，红外探测器和系统的发展体现了红外技术的现状及发展方向。
1.在1～14微米范围内的探测器已从单元发展到多元，从多元发展到焦平面阵列。
2.红外探测器的工作波段从近红外扩展到远红外。
3.轻小型化。
非致冷、集成式、大面阵红外探测器方向发展。
4.红外探测系统从单波段向多波段发展。
在红外技术的发展中，需要特别指出的是：60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展，很多重要的激光器件都在红外波段，其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术，使雷达和通信都可以在红外波段实现，并可获得更高的分辨率和更大的信息容量。
在此之前，红外技术仅仅能探测非相干红外辐射，外差接收技术用于红外探测，使探测性能比功率探测高好几个数量级。
激光与红外隐身技术的发展
敌方探测设备难 以发现 或使其探测能力 降低 的综
合性 技术 。隐身 技术 可分 为光 学 隐 身技 术 、 外 隐 红 身技 术 、 激光 隐身 技 术 、 达 隐 身 技 术 等 。本 文 就 雷 激光 隐身 、 红外 隐身 、 容 性 、 展 动 向 、 兼 发 发展 分 析 等， 作进 一 步 的研 究 和探 讨［ 。 １ ］
２ 激 光 隐 身
导武 器 ， 主要 是 半 主 动激 光 制 导 武器 ， 括 激 光半 包 主动 制 导导 弹 、 光半 主动 制导 炸 弹 和激 光半 主 动 激
激光作为一种主动探测信号有许多优点 ， 它具 制导 炮 弹等 ， 目标 实施 激光 隐身 以后可 使 目标 指示 有 亮度 高 、 向性 好 、 色 性 好 、 干 性 好 等 优 点 。 器 照射 到 目标 上 的激光 产 生弱 的 回波 ， 能被 弹上 方 单 相 不
摘
要
激光与红外隐身技术在现代 战争中发挥着越来越重要 的作用 。文 章介绍 了国外激光 与红外 隐身技术 的发展
历程 以及装备 的研制 、 进情 况 ， 出了在现代战争 中发展激光 与红外 隐身技术的优势和重要性 ， 改 指 重点探讨 了几种激光与红 外隐身技术 的性能及其特点 ， 最后论述 了激光 与红外 隐身技术的发展动 向与分析 。 关键词 激光 ；红外 ；隐身 技术
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ａ ｅ ｎ ｆａ ｅ ｔ ａｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｐ ａ ｏ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅｒ ｌ ｓｉ ｈ ｒｔ ｄ ｙ ｓ ｒｃ ｅｌ ｓ ｒａ ｄ ｉ ｒ ｒ ｄ ｓ ｅ ｌ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｌ ｙｍ ｒ ｎ ｒ ｏ ｅ ｔ ｅｗａ ｏ ａ ．Ｔｈ ｒ ｃ ｓ ｆｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｈ ｎ ｅｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅ ｅｏ — ｍｅ ｔｏ ｈ ａ ｅ ｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ｓｅ ｌｈ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｅ ｕ ｐ ｎ ｓｉ ｌ ｃ ｕ ｔ ｉｓｏ ｅ ｈ ｒｄ ａ ｄ ｉ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｎ ｆｔ ｅｌ ｓ ｒａ ｄ ｉ ｆ ａ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｒ ａ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ａｌ ｏ ｎ ｒｅ ｖ ｒｔ ｅｗｏ ｌ ｎ ｓｍｏ ｉ ｃ ｔ ｒ ｔ ｉ ｏ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｅ ｃ ｉ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｈ ｉ ｕ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅ ｅ ａ ｈ ａ ｅ ｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ｓｅ ｌｈ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｋ ｒ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ， ｅｔ ｃ ｎ ｑ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｒ ｐ ｒ ｉ ｆｓ ｖ ｒ ｌ ｅ ｌｓ ｒａ ｄ ｉ ｆａ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓ ｅ ｅ ｓａ ｅａ ａｙ ｅ ｅ ｔ ａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔｔ ｅ ｄ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｔ ｅ ｌｓ ｒａ ｄ ｉ ｆａ ｅ ｔ ａ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｒ ｎ ｎ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｈ ａ ｅ ｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ｓ ｅ ｌｈ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ．
红外探测技术的应用及发展
红外探测技术的应用及发展红外探测技术是一种基于物体辐射的无损检测技术，广泛应用于军事、安防、航天航空、环境监测、医疗诊断等领域。
随着技术的发展，红外探测技术不断进步和突破，取得了许多重要的应用成果。
本文将从应用领域和技术发展两个方面来探讨红外探测技术的应用及发展。
1. 军事领域军事领域是红外探测技术的主要应用领域之一。
红外探测技术可以应用于目标探测、侦察、导航、火力控制、无人机作战等方面。
通过红外探测技术，可以实时监测敌方的动态、侦测隐身飞机和导弹、指导武器系统的打击目标，提高战斗效能和保障作战安全。
2. 安防领域红外探测技术在安防领域有着广泛的应用。
可以用于入侵报警系统、人员检测、烟雾探测、火灾预警等方面。
红外探测技术可以实时监测和识别人员和物体在一定范围内的热辐射，发现异常情况并及时报警，提升安全防范能力。
3. 航天航空领域航天航空领域也是红外探测技术的重要应用领域。
红外探测技术可以用于天体观测、遥感测绘、导航与导弹制导等方面。
通过红外探测技术，可以观测和探测行星、恒星、星系等天体，并进行物质组成、温度分布等的测量，提供重要的科学数据。
4. 环境监测领域红外探测技术在环境监测领域有着广泛的应用。
可以用于气象预测、大气污染监测、气候变化研究等方面。
通过红外探测技术，可以实时监测大气温度、湿度、气体成分等参数，提供准确的环境数据，为环境保护和气候变化研究提供重要依据。
5. 医疗诊断领域红外探测技术在医疗诊断领域也有着重要的应用。
可以用于体温测量、病灶检测、血流监测等方面。
通过红外探测技术，可以非接触式测量人体温度，提高测量的精确度和便捷性；红外探测技术可以检测人体表面的热辐射，辅助病灶的诊断和治疗，提高医疗效果。
红外探测技术的发展经历了几个阶段，从第一代到第四代，不断取得了重要的突破和进展。
1. 第一代红外探测技术第一代红外探测技术主要基于热电效应和热敏材料。
这种技术具有简单、低成本、可靠等优点，但灵敏度较低，分辨率不高，应用受到一定的限制。
红外隐身涂料的研究现状与发展趋势
式 中 ， 为 目标 的辐射 出射度 ； 为 背景 的辐射 Ｍｂ
出射度 。
段具有 较低 的发 射率 ；ｂ在 近红 外波段 有 较低 的 （） 吸收率 ；ｃ 能与 雷 达 、 见 光 和 近红 外 等 波 段 的 （） 可 隐身要 求兼 容 。填 料 的组成 、 度 、 粒 大 小 、 纯 颗 形
１ 红 外 隐 身 原理
目前 红外探 测 的主要 手段 是 成 像 探 测 ， 主 它
要 是利 用 目标 与背 景 的红外辐射 差别 通过 成像 来
探测性。红外隐身涂料是红外隐身技术的主要途
径 ， 既 可用 于 目标 外部 ， 其 又可用 于 目标 内部 的发
收稿 日期 ：０ １ ９ ２ ２ １ 年 月 ９日
用， 对传统作战武器 的生存 构成严峻的威胁 。隐 身技 术 作 为提 高 武 器 系统 生存 和 突 防能 力 ， 已成 为最 重要 、 有 效 的突 防 技 术手 段 。 隐身 技 术 是 最
通过 控制 武器 系统 的信 号特征 ， 使其 难 以被发 现 、 识别 和跟 踪 打击 的技术 。红外 隐身技 术是 利用 屏 蔽 、 低 目标 的发 射率 和 热抑 制 等手 段 来 降低 或 降 改 变 目标 的红外 辐 射 特征 ， 而 实 现对 目标 的低 从
热部件 ， 来降低或改变 目 自身的红外辐射特征， 标 又能使 目标 的 综合 散 射 特 性 与背 景 相 适应 ； 使 且 用方便 ， 工艺 简 单 ， 品种较 多 ， 红 外 隐 身 技 术 中 在
占有 重要 的地 位 。 当前 ， 展具 有 高 性 能 的红 外 发 隐身 材料 或隐 身技术 ， 已成 为提 高武器 生存 能 力 ， 增强 部 队战斗力 的有效 保 障 ． 。 ２ Ｊ
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红外隐身技术总结红外隐身技术于20 世纪70 年代末基本完成了基础研究和先期开发工作,并取得了突破性进展,已有基础理论研究阶段进入实用阶段。
从20 世纪80 年代开始,国外研制的新式武器已广泛采用了红外隐身技术。
本文对常用军用装备的红外隐身技术的途径和方法进行分析,并展望了红外隐身技术的发展趋势。
1 红外隐身采用的技术现状红外隐身技术通过降低或改变目标的红外辐射特征,实现对目标的低可探测性的。
这可通过改变结构设计和应用红外物理原理来衰减,吸收目标的红外辐射能量,使红外探测设备难以探测到目标。
目前红外隐身技术主要采用三种途径:1. 1 降低目标的红外辐射强度众所周知红外辐射强度与平均发射率和温度的四次方的乘积成正比。
因此降低目标表面的辐射系数和表面温度是降低目标红外辐射强度的主要手段。
它主要是通过在目标表面涂敷一种低发射系数的材料和覆盖一层绝热材料的方法来实现的,即包括隔热、吸热、散热和降热等技术。
从而减少目标被发现和跟踪的概率。
几何形状的设计对被动探测没有什么影响,但是红外吸波涂层对降低热发射率具有很大作用。
热发射率包括两部分:热反射率和热发射率。
前者指材料在红外光源照射下反射红外线的强度,后者指一定温度下材料的红外本征辐射强度。
低发射率的材料一般反射率较高;低反射率的材料则发射率较高。
理论上,红外吸波涂层也可用雷达吸波涂层移相对消的原理来降低反射率,但这要求微米级甚至亚微米级涂层,工艺上制造比较困难。
在实际中降低温度比降低热发射率容易,同时降低温度的效果也很明显。
一般采用的方法是: ①尽量减少目标的散热。
如减少目标中部件的摩擦;目标的部件采用低散热量材料。
②采用热屏蔽的方法来遮挡目标内部发出的热量。
尽可能地降低目标的红外辐射强度。
③采用隔热层和空气对流的方法,降低目标发动机中的排气管的温度。
同时将热量从目标表面传给周围的空气。
1. 2 改变目标红外辐射的大气窗口主要是改变目标的红外辐射波段。
我们知道大气的红外窗口有以下三个波段:1～2. 5μm、3～5μm 和8～14μm。
红外辐射在这三个波段外基本上是不透明的。
根据这个特点,可采用改变己方的红外辐射波段至对方红外探测器的工作波段之外,使对方的红外探测器探测不到己方的红外辐射。
具体做法是改变红外辐射波长的异型喷管或在燃料中加入特殊的添加剂;用红外变频材料制作有关的结构部件等。
调节红外辐射的传输过程是改变目标红外辐射特性的手段之一,具体做法是在某些特定的结构上改变红外辐射的方向。
例如在具有尾喷口的飞行器的发动机上安装特定的挡板来阻挡和吸收飞行器发出的红外辐射;或改变辐射方向。
1. 3 采用光谱转换技术采用特定的高辐射率的涂料将其涂敷在飞行器的部件上,以改变飞行器的红外辐射的相对值和相对位置;或使飞行器的红外图像成为整个背景红外图像的一部分;或使飞行器的红外辐射位于大气窗口之外而被大气吸收,从而使对方无法识别,达到隐身的效果。
2 红外隐身材料2. 1 红外低辐射材料用于热隐身材料应具有以下基本特征:具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力;具有合理的表面结构;具有较低的太阳能吸收率;能与其它频段的隐身要求兼容,为此进行的多种红外低辐射材料要求的研究。
国外研究最多的是涂料型红外隐身材料,其次是薄膜材料。
低辐射薄膜材料研究重点是半导体掺杂膜、金属薄膜、塑料光学薄膜、复合膜、碳膜与氮化硼膜。
这些薄膜均有可能达到极低发射率,同时也可通过控制材料载流子密度等参数来制得不同发射率的薄膜。
这种低发射率薄膜可制成热红外迷彩膜,也可用做散热红外隐身膜和透气隐蔽材料。
涂料型红外隐身材料由于使用不改变现有装备的形状、结构,赋予了武器装备各种伪装和隐身功能,已越来越受各国材料科学家的广泛重视。
2. 2 远红外伪装涂料是一种使3～5μm 和8～14μm 工作波段的红外探测设备难以探测造成错觉的隐身技术。
按红外伪装的方式和性质,可分为隐身型和干扰型的两大类。
应用隐身型涂料红外伪装技术可以降低和改变“目标”的热辐射特性。
红外线隐身材料主要采用红外涂层材料。
现有两类涂料:一类是吸收型,通过涂料本身(如使用能进行相变的钒、镍等氧化物或能发生可逆光化反应的涂料)或某些结构和工艺技术,使吸收的能量在涂层内部不断消耗或转换而不引起明显的温升,减少物体热辐射;另一类涂料是转换型,在吸收红外线能量或改变反射方向,或使吸收后放出来的红外辐射向长波转移,使之处于红外探测系统的工作波段以外,最终达到隐身的目的。
此外,涂料中的粘合剂、填料的形态、涂层的强度与涂层的施工技术,已达到实用阶段,并收到较好的隐身效果。
3 军用装备的红外隐身3. 1 飞行器的红外隐身飞机的热辐射,主要产生于发动机、发动机喷口、排气气流等。
3. 1. 1 改进飞机发动机喷口的结构和形状例如将飞机发动机喷口改为二元喷管。
对涡扇发动机,可使主气流与旁通气流有效地加以混合;对其他类型发动机,则利用外界空气在主排气周围提供一个冷的屏蔽。
将喷口构造成椭圆形或矩形,增加排气流的截面积或周界。
可滤掉90 %的红外辐射,这相当于使对方红外探测器距离缩短30 %～45 % ,同时,可使目标受对方红外探测器跟踪的角度范围大大缩小;在燃料中加入添加剂,以抑制和改变喷焰的红外辐射频带,使之处于导弹工作波段之外。
如国外采用的一种特殊燃料,使飞机尾焰辐射移到5～8μm 的大气强损耗波段。
3. 1. 2 减少发动机的红外辐射强度和噪声强度因为发动机排出的高热尾气具有非常明显的红外辐射特征,为了减弱红外辐射特征,可采用隔离、主动或被动冷却及采用特殊材料和吸收材料。
对于反射、吸收或耗散红外辐射能量都能收到很好的效果。
由于隐身飞机大多采用涡轮风扇发动机,它与涡轮喷气发动机相比,飞机的平均排气温度降低200～250 ℃,从而使飞机的红外隐身性能得到大大改善。
所以,涡轮风扇发动机是隐身飞机优选的发动机。
如美国B22 隐身轰炸机采用50 %～60 %的降温隔热复合材料; F-117A 则采用了超过30 %的新型降温隔热复合材料。
3. 1. 3 红外吸收涂料在机身上涂上能隔热和抗红外辐射成份的红外吸收材料,可降低机体的热辐射,减少对方红外探测器发现的概率;或采用闭合回路冷却系统,把座舱和机载电子设备等产生的热传给燃油,以减少飞机的红外辐射;或把热辐射在大气中不能充分传热的部分散发掉。
3. 1. 4 改进飞机发动机燃料在喷焰中加入红外吸收剂,吸收热量,以降低喷焰的温度;或加入添加剂,以改变红外辐射频带,使喷焰红外辐射波长位于大气窗口之外。
3. 1. 5 在飞机与发动机之间采用隔热材料等采用气溶胶屏蔽发动机尾焰的红外辐射也可以达到红外隐身的效果。
3. 1. 6 降低飞机蒙皮温度采用局部冷却和隔热的方法来降低蒙皮温度。
3. 2 地面武器的红外隐身地面武器主要是坦克、装甲车和其他军用车辆等。
由于目标的红外辐射主要来源于发动机及其排出的废气、火炮射击时的炮管、履带与地面摩擦,以及受阳光照射而产生的热。
隐身的方法一般可采用以下措施。
3. 2. 1 抑制发动机和其他高温金属部件的红外辐射可采用绝热复合柴油机,隔热程度可达到45 %～65 %;或使用热效率高的燃汽轮机,可有效地降低坦克、装甲车等车辆上的金属零件的温度;或在燃料中加入可提高燃烧效率的添加剂,改变排出气体的红外光谱分布,使其避开探测器的响应波段之外。
3. 2. 2 抑制发动机排气口温度将坦克、装甲车辆的发动机废气导入发动机冷却空气排放口,两者混合后再排出,以达到降低气体温度的目的;或改变排气口的位置和形状,在排气管表面涂覆金属氧化物和非金属涂料等;或在目标前进方向的外侧挂装裙板,以减少目标的热点数量及热辐射强度,从而降低目标的红外特征。
3. 2. 3 使用反红外涂料坦克、装甲车等车体的面积大,但车体的温度并不高,可在车体表面涂覆特殊红外隐身涂料,以降低红外辐射,达到隐身目的。
3. 3 军舰的红外隐身军舰的热辐射主要产生于烟囱、发动机的烟道、由烟道排出的燃油废气和火舌等。
控制舰艇红外辐射特征的目的是降低不同区域的温度差,从而降低导弹等的识别能力。
3. 3. 1 散热隔热降温通常将烟囱的结构进行改进,方法是将发动机产生的燃油废气分散排出,在烟囱四周喷洒水雾,在烟囱内加装红外辐射挡板,将排放的高温废气分向军舰的两舷,在军舰内经过废气快速回冷系统进行冷却;在烟囱内安装DRES 球或喷射器扩散器,冷却废气;将发动机的排气口设在水线以下;在发动机烟道加装冷空气散热器,在发动机和舱壁之间喷射冷空气;发动机加装热覆蔽(隔热) 罩或发热部位包覆隔热材料。
例如英国的舰艇采用烟道冷却后,舰艇红外辐射降低60 %以上。
德国海军采用海水喷射装置后,可使排气温度由500 ℃降低到60 ℃。
3. 3. 2 采取屏蔽措施降低辐射透过率主要采用的是烟火型红外遮蔽烟幕和水幕。
它的方法是,在红外侦察设备和红外导引头探测方向上,在距舰船的一定位置快速地布设大面积的烟幕或水幕,利用烟幕或水幕中的烟幕微粒或水雾微粒对军舰红外辐射的能量进行吸收或散射,使红外侦察设备接收到目标的红外信号十分微弱,甚至接收不到信号,以达到隐蔽军舰的效果。
采用喷淋水幕技术,将舰艇笼罩起来,达到降温、屏蔽的效果。
如俄罗斯现代级驱逐舰、美国的杜鲁门号航母和英国的海幽灵护卫舰等,都采用了喷淋水幕技术。
3. 3. 3 涂覆特种涂料选取可吸收3～5μm 的红外辐射的隐身材料,在军舰的壳体上涂覆上低发射率的涂料,以降低其远红外波段的辐射。
4 红外隐身技术的发展趋势红外隐身技术的发展方向主要有四个: ①研究全波段隐身技术,即要兼顾红外隐身、可见光隐身、激光隐身,也要考虑到雷达隐身。
②对目标的全方位隐身。
③红外隐身技术的多功能。
④红外隐身措施的低成本。
而这四者中全波段隐身技术是当今研究的主流方向,这种技术主要依靠于优良的隐身材料。
军用装备在战场上可能同时面临可见光、红外、激光和雷达等多波段侦察设备的威胁,因此,对抗多种仪器、探测多波段兼容隐身材料是隐身技术发展的重要方向。
目前,美、德和瑞典等国正在积极研制多波段隐身材料,其研制水平已达到可见光、近红外、中远红外和雷达毫米波四段兼容。
日本已经研制出FS2X 隐身战斗机的原型机,迂在筹划下一代隐身战斗机的初步设计方案(隐身技术与高机动性相结合) 。
美国在多波段隐身涂料技术领域取得重大进展。
俄罗斯研制隐身的轻型多用途第5 代战斗机(L FI ) 和S254 战斗机,与美国J SF (已命名的的F235)相当;苏霍伊设计局的S232 隐身战斗机的验证机于1997 年9 月25 日首飞成功。
此外俄空军还研制一种与美空军B22 轰炸机相似的新型隐身战略轰炸机;俄罗斯的隐身军舰令人瞩目。
英国研制第三代隐身攻击机和隐身装甲战车,还成功研制隐身军舰和一种新型隐身教练水雷。