隐身技术现状及发展趋势
雷达隐身技术的发展及应用

电子科技大学学报Journal of University of Electronic Science and Technology of China雷达隐身技术的发展及应用彭淼2013030304003电子科技大学微电子与固体电子学院电子科学与技术系成都四川610054擅要:在现代战争中,伴随高技术武器投入使用,雷达隐身技术的发展得到了迅速提升,并逐渐成熟,在各类武器装备研制中的应用也越来越多,可以预见在不远的未来,隐身技术必将有更好的发展与应用。
关键词:隐身技术;发展;应用1引言在现代战争中,雷达要在监视和搜索敌方的同时,不被敌方侦察和电子支援系统发现,来消除反辐射导弹和隐身目标的威胁。
从这一层面说,兼具隐身与反隐身特性的雷达才能在现代战场环境中立足。
海湾战争中,联合部队的第一轮打击几乎摧毁了所有伊拉克雷达。
在失去了雷达情报的劣势下,伊拉克的空军的作战能力基本丧失。
因此,雷达及其隐身特性已成为左右现代战争战局的重要因素之一。
此外,由于现代隐身技术被广泛应用于军事领域,雷达低可视目标就此出现,如美国的F-117A,B-2等。
当下雷达在确保自身隐蔽的同时,又要有足以侦测到敌方目标,这样雷达技术就面临了一个新课题——探索反隐身技术。
隐身技术的应用致使战场军事装备偏向隐身化。
由于各种精确制导武器和新型探测系统相继出现,隐身兵器变得越发重要,隐身技术得到各军事强国的积极研究,并取得了重大进展,部分已经投入战场,在战争中显示出巨大威力。
本文在这里加以探讨。
隐身技术,其实质是指运用各种技术、手段、措施来削弱、改变、降低兵器原有的声波、电磁波、辐射等信息特征。
其重点是缩减红外辐射功率和雷达反射功率等。
由于各种精确制导武器和新型探测系统相继出现,隐身技术的研发和应用取得了突破性进展,研制出隐身战斗机、隐身轰炸机、隐身舰船、隐身巡航导弹和隐身装甲车等。
隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战,迫使人们考虑如何摧毁隐身兵器并研究反隐身对抗技术。
雷达波隐身涂料的研究现状和前景

0引言随着军事高技术的迅猛发展,世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强,在立体化、多维化的现代战场上,如果不能有效地隐蔽自己,就可能出现先遭难的结局。
在目前军事探测系统中,雷达是最主要的探测手段[1-2],其发展迅速,分辩率越来越高,已成为间谍卫星的重要探测仪器。
因此,在国防体系中雷达目标特征信号控制是各国隐身技术研究的重点实现且标隐身技术,方法主要是外形隐身技术和材料隐身技术。
外形隐身技术容易使目标的结构性能劣化,而采用隐身材料技术相对简单易行。
隐身材料按其应用形式可分为结构型隐身材料和涂覆型隐身材料。
由于涂料具有使用方便,对武器装备的外形不需任何改动,对设计不提要求,可制成隐身网或隐身罩等优点。
因而雷达隐身涂料在现代隐身技术中具有广阔的发展前景。
1雷达隐身涂料研究现状雷达隐身涂料实质上是一种功能性高分子复合涂料,能够吸收、衰减入射的电磁波,具有将电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的功能,在装备表面涂覆雷达吸波涂料能够有效降低目标的雷达散射截面(RCS)。
目前雷达吸波涂料技术正向薄涂层、宽频带和高效能方向发展,呈现出多类吸波涂料共同发展的良好局面。
1.1铁氧体吸波涂料铁氧体系列吸波涂料主要应用的吸收剂是六角晶系铁氧体和尖晶石型铁氧体[3]。
其吸波机理是自然共振,即在不外加恒磁场的情况下,由入射交变磁场的角频率和晶体磁性的各向异性等效场决定的本征频率相等产生进动共振,从而大量吸收电磁波能量。
目前已研制并广泛应用的有Ni-Zn、Li-Zn、Ni-Cd、Mg-Cu-Zn铁氧体等[4]。
日本在研制铁氧体吸波涂料方面处于世界领先地位,所研制的一种双层结构吸波涂料,在1-2GHz,雷达波反射率衰减可达20dB。
同时,国内铁氧体吸波涂料在8-18GHz频率范围内,全频段雷达波反射率衰减为10dB,面密度约5kg/m2,厚度约2mm[5]。
1.2纳米吸波涂料纳米材料粒子由于粒径极小,比表面积大,处于表面的原子比例增大,增强了活性,在电磁场作用下,原子、电子运动加剧,促使磁化,使得电磁能转化为其它形式的能,增加对电磁波的吸收。
隐身技术及隐身武器装备的发展历程

隐身技术及隐身武器装备的发展历程隐身技术是20世纪发展起来的一门新兴军事技术,伴随着科学技术的进步而日趋成熟。
隐身技术涉及的技术领域十分广泛,已经从最初应用在飞机的可视性控制,拓展到各种武器装备的雷达、红外、声、光、电磁等各种目标特征信号的控制。
隐身技术给现代战争的思维模式和作战方式带来了根本性的变化,隐身与反隐身已成为战争双方争夺信息资源的重要手段。
纵观隐身技术及隐身武器装备的发展历程,可以把它分成3个发展阶段。
起步阶段(20世纪70年代以前)隐身技术发端于视觉隐身。
第一次世界大战时期,德国、法国均开始在覆盖飞机的蒙皮上喷涂伪装色。
在第二次世界大战中,为了对付目视探测威胁和刚刚发展起来的雷达、声纳探测威胁,通过降低武器的目标特征信号进行隐蔽进攻的概念已经逐渐形成,并且在飞机、潜艇等武器中开始应用。
二次世界大战后,地面发射和空中发射的防御性导弹迅速发展起来,导弹与雷达火控系统的结合极大地提高了防空系统的作战效能。
1960年,美国U-2高空侦察机被苏联的SA-2防空导弹击落后,美国开始重视侦察机和巡航导弹的雷达目标特征信号控制技术研究,先后研制了SR-71“黑鸟”高空侦察机、AGM-28B“猎犬”空对地巡航导弹等具有一定隐身性能的武器,为美国隐身技术的发展奠定了基础。
SR-71是美国洛克希德公司为美国中央情报局研制的高空、高速侦察机,可以在27千米高空以3马赫的速度飞行。
SR-71采用了双三角机翼、平底机身的翼身融合隐身外形,飞机表面涂有能吸收雷达波和红外线的磁性吸波材料。
因此SR-71具有一定的雷达隐身性能和红外隐身性能。
(SR-71“黑岛”高空侦察机为美国隐身技术的发展奠定了基础。
)AGM-28B“猎犬”导弹是罗克韦尔公司研制的战略/战术空地巡航导弹,最大飞行速度2马赫,射程960千米。
它采用鸭式气动布局,进气道唇口采用了雷达吸波结构。
发展阶段(20世纪70~80年代)美国是现代隐身技术发展的先驱。
当代潜艇隐身技术的发展

当代潜艇隐身技术的发展林瑛所有军用舰艇中,潜艇可以说是最具隐蔽性和突然性的。
占地球面积70%以上的海洋为潜艇作战、生存提供了极为有利的自然环境。
在二战中,潜艇击沉的舰船数量居各种作战舰艇之首。
在战后几次较大局部战争中(如英阿马岛之战,海湾战争),潜艇无论作为威慑力量还是作为攻击力量也都发挥了巨大的作用。
因此世界各主要海军国家都把潜艇力量放在十分重要的位置,对其发展做了相当大的投入。
冷战期间,美、前苏联两个超级大国间的军备竞赛刺激了潜艇技术的迅速发展,先后出现了几级闻名于世的潜艇经典之作,如美国的“俄亥俄”级(SSBN),“洛杉矶”级(SSN) ,前苏联的“台风”级(SSBN),O级(SSGN),Ak级(SSN)等等。
即使在冷战结束后,在战列舰退出历史舞台,对航母和巡洋舰的发展存在不同争议的情况下,对潜艇的发展,各海军大国却都持积极态度,不断地将当代最新科技成果应用于潜艇之上。
美国正在建造的“海狼”级(SSN—21)、俄罗斯正在研制的“北德文斯克”级(855型)等就是典型代表。
有矛必有盾。
潜艇技术的发展必然促使反潜技术的发展,各种反潜作战平台、反潜作战武器和反潜侦查系统相继出现,形成了水面、水下、空中、陆基、太空多位一体的综合反潜作战体系,给潜艇的作战和生存带来了极大的危胁,也为潜艇发展带来了一个重要的课题——研究潜艇的各种隐身技术,提高潜艇的隐蔽性和生存概率以及作战的突然打击能力。
一、影响潜艇隐身性的主要因素1.结构线型不合理潜艇结构的大小、形状和反射特性决定了潜艇在被声纳探测时的反射截面大小。
一般而言,排水量大,长宽比不合理,非水滴线形的潜艇隐蔽效果差。
下潜深度小的潜艇被探测到的概率较大。
2.辐射噪声潜艇辐射噪声的主要来源是沿着潜艇壳体和附体(如垂直舵和水平舵)的水动力噪声、螺旋桨产生的噪声及艇内各种机械装置产生的噪声,这是被动声纳探测的主要目标。
3.磁性特征潜艇在航行中会引起大地磁场扰动,艇内的机械振动也会使出航前已消过磁的艇体逐渐磁化,形成磁力特有迹象。
浅谈无人机雷达隐身技术

• 132•无人机问世至今已被广泛应用于军事,近年来随着防空力量需求的不断增加,东西方军事强国对现代无人机的研究与应用日趋深入。
而无人机的隐身性能直接影响其生存能力及军事任务完成与否,因此无人机隐身技术备受关注。
本文综述分析了现代无人机雷达隐身技术原理及其发展现状,并进一步探讨了无人机雷达隐身技术的发展趋势。
1 引言科技进步带来了现代通讯技术和雷达探测技术的突飞猛进,战争中敌对双方目标搜索、识别、跟踪、攻击的能力显著提高,攻防速度明显提升。
武器装备平台在现代信息化战争中所处的环境日趋复杂,传统武器系统的生存受到了越来越严峻的考验,时刻受到来自敌对方的电磁干扰以及地面、空中的火力威胁,除此之外,敌方的雷达、红外、激光等探测器还时刻严密监视着己方的一举一动。
现代战争日趋呈现陆、海、空、天、电磁五位一体立体化,在战争中把握先机最重要和最有效的突防战术技术手段,就是发展隐身技术,提高武器系统生存、突防和纵深打击能力。
可以预见,隐身无人机必将成为21世纪军事斗争领域的“尖兵之翼”,在新式战争中担任重要角色,并对未来的战争形态、组织模式以及军事话语权的争夺产生深远影响。
2 无人机的雷达隐身技术信号,达到提高己方飞行器生存能力的目的,此项技术已在美国包括F-15、F-16、F/A-18和F-22在内的多款机型上装备使用;等离子体隐身技术是在目标的表面形成一层等离子云,照射到等离子云上的敌方探测性信号,部分被吸收掉、部分被改变传播方向,从而降低己方目标RCS 实现隐身;有源对消隐身技术的实现机理则是利用电磁波的干涉原理来减弱或消除反射回波,使敌方探测系统无法显示或判断目标的特征;智能蒙皮是采用基于纳米材料、传感器及计算机的具有自诊断、自监控、自修复、自校正和自适应环境变化的新型材料,感知环境及状态的变化,通过改变特性参数实现对外部刺激作出最佳响应,达到隐身目的。
总之,有源隐身技术主要是通过自身发出干扰或者对消信号抵消敌方探测信号来实现隐身,或者有意识改变自身的某些特征信号,使敌方探测产生虚假的信号,进而实现真实目标的隐身和突防。
伪装、隐身、夜视技术

参战方
宣称对方损失
宣称己方损失
美国、 北约
炮辆打各伤9炸3类南辆毁火军、南炮事装军3人甲坦8员9输克门5送和0、车0自打01余行5死3人火。一无架战F-、斗11无伤7A人亡、机。F-1156架战,斗人机员各
南联盟
击落北约各型飞机61架、车、387辆5门坦火克炮、和142辆%的的装防甲空输兵送器,
无人机30架、直升机7架, 有524名官兵阵亡。(防空兵器
声波隐身技术
• 改进发动机结构、采用超低噪
声发动机或辅助机器、设置减 振和隔声装置等措施,使目标 本身发出的噪声尽量减小,减 小目标本身被发现的概率。
(二)隐身技术的军事应用
各种隐身技术的综合运用, 产生了一系列新型的隐身武 器装备。
各种隐身装备
1、已经制造出的 隐身武器装备
• 隐身飞机 • 隐身导弹 • 隐身舰艇 • 隐身坦克
• 超级植物毯 • 高技术迷彩 • 高技术涂料 • 新型多功能伪装网 • 新型气溶胶发生剂等
隐身技术
二、隐身技术
•(一)隐身技术的基本内容 •(二)隐身技术的军事应用 •(三)隐身技术的发展趋势
(一)隐身技术的基本内容
• 隐身技术,又称隐形技术,准
确的用语应该是“低可探测技 术”。它是通过降低武器装备 等目标的信号特征,使其难以 被发现、识别、跟踪和攻击的 技术。
• 改变外形,获得既保证气动升力的要求,
又能获得最小雷达反射面的效果;
• 阻抗加载,产生辐射场,以改变目标本
身的辐射特性,降低雷达信号电磁波散 射截面积,减小武器装备本身的电磁辐 射程度。
红外隐身技术
•采用弱红外辐射发动机、降
温隔热材料、燃料特种添加 剂、改变红外辐射波频带等 措施,对武器装备进行处理, 使敌方难以探测到己方武器 装备的红外辐射信息。
智能隐身材料的研究现状及发展趋势[1]
![智能隐身材料的研究现状及发展趋势[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/79f02a0cbed5b9f3f90f1cf3.png)
智能隐身材料的研究现状及发展趋势
The Sta tus q uo a nd De ve lop me nt of Inte llig e nt Ste a lth Ma te ria ls
■黄亮 姜涛
摘 要:武器装备和人员的隐身对保存战斗力至关重要。智能隐身是隐 身的一个重要方面。而智能材料是实现智能隐身的决定因素。文章概述了 智能隐身材料的研究现状,并对可见光、红外、雷达智能隐身材料和智能蒙 皮做了简要的介绍,最后对智能隐身材料的发展趋势进行展望。
武器装备在不同环境下的伪装要求,采用导电 高分子电致变色涂层(聚苯胺 / 聚二苯胺涂层) 使武器装备表面涂层既呈现不同的可见光迷彩 伪装,同时也可利用其红外发射率不同而达到 夜间或白天红外伪装的目的。
对于有源热源而言,其产生的热量不易散 发,目标高温区极易被敌方的红外探测器探测 到。热电转换材料可以很好的解决这个问题。热 电转换材料利用热电晶体的 Peltier 效应,可以 对高温物体进行制冷,基本原理如图 2 所示。p 型和 n 型半导体的一端与导体相连,可以组成 一个热电偶。在电能驱动下,两种载流子流向热 端,于是,在两种半导体材料的两个接点处形成 温差,产生制冷效果。用热电材料制造的热电转 换装置具有无运动部件、无污染、无噪声、无磨 损、免维护、对形状大小和使用条件的限制小、 适用面广等突出优点,由此可见其作为热红外 隐身伪装材料具有极大的应用前景。
关健词:智能隐身材料 智能蒙皮 中图分类号:E919 文献标识码:A 文章编号:1671- 4547(2008)03- 0007- 05
隐身的根本目的是尽可能的降低目标和背景的可探测特征的差别,使两者一 致或接近。然而,相对于目标而言,背景是十分复杂并且不断变化的,所以使用一成 不变的隐身技术手段很难做到这一点。20 世纪 80 年代中期,人们提出了智能材料 的概念。智能材料是一种能从自身表层或内部获取关于环境条件及其变化信息,进 行判断、处理和做出反应,以改变自身结构与功能并使其很好地与外界协调,具有 自适应性的材料系统。智能材料的问世,标志并宣告了第五代新材料的诞生,在武 器装备隐身化和新军事变革的大背景下,智能隐身材料也因此得到了各国的高度 重视。
2024年隐身材料市场规模分析

2024年隐身材料市场规模分析1. 引言隐身材料是一种能够减少或消除物体在电磁波频段上的反射和散射的材料。
随着军事技术的发展和国际形势的变化,隐身材料在军事和民用领域的需求逐渐增加。
本文将对隐身材料市场的规模进行分析,从多个角度探讨市场的发展趋势。
2. 隐身材料市场概述隐身材料市场是指以隐身材料为主要产品的市场。
隐身材料主要用于军事装备、航空航天器、汽车和建筑等领域。
随着技术的不断升级和应用的扩展,隐身材料市场呈现出稳步增长的趋势。
3. 2024年隐身材料市场规模分析3.1 市场规模的定义隐身材料市场规模是指在一定时间范围内隐身材料产品的销售额或市场价值。
市场规模的计算通常采用以下公式:市场规模 = 单位产品价格 × 销售数量3.2 市场规模的历史发展隐身材料市场的规模在过去几十年里不断增长。
这是由于军事技术的发展,对隐身能力要求的增加以及隐身材料技术的不断创新所推动的。
3.3 市场规模的预测根据市场研究公司的报告,隐身材料市场在未来几年有望继续保持增长。
这主要是由于全球军事支出的增加以及对新型隐身材料的需求不断增加所推动的。
预计到2025年,隐身材料市场的规模将达到XX亿美元。
4. 隐身材料市场的推动因素4.1 军事需求隐身材料在军事装备中的应用越来越广泛。
随着战争方式的变化,军事装备对隐身能力的要求不断增加,推动了隐身材料市场的发展。
4.2 民用需求隐身材料在民用领域也有广泛的应用。
例如,隐身材料可以用于汽车、建筑和通信设备等领域,改善产品的外观和性能,从而推动了隐身材料市场的增长。
5. 隐身材料市场的挑战与机遇5.1 技术挑战隐身材料的研发和生产需要高度专业化的技术和设备,存在技术难题和风险。
解决这些技术挑战将促进市场的发展。
5.2 国际竞争隐身材料市场存在着来自国内外竞争对手的激烈竞争。
加强技术创新和国际合作,寻找差异化竞争优势将是市场发展的机遇。
6. 总结隐身材料市场是一个具有广阔发展前景的市场。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
作为参照,美国的F-15 的RCS为405 平方米,B-1B 为 1.02 平方米,SR-71 为0.014 平方米,F-22 为0.0065 平方米,F-117 为0.003 平方米,B-2 为0.0014 平方米。
雷达的探测距离和目标RCS成四次根关系,也就是说,如果雷达反射面积小十倍,雷达探测距离只缩短一半都不到。
所以,雷达反射面积必须缩小很多,才能达到隐身目的。
换句话说,除非采取隐身措施,简单地缩小飞机的物理尺寸对减小雷达反射面积没有太大的实际效果。
由于RCS的特性,现在军事上常常采用且比较熟悉的雷达隐身技术首先是外形隐身,第二是材料隐身。
1.外形隐身飞行器的外形对RCS影响最大,所以隐身飞机的外形设计是隐身的主要措施,并被证实确实有显著的效果。
任何一架隐身飞行器都是一个复杂的形体,虽然可将其分解成十多个主要的和几十个甚至上百个较小的形体,先分别计算出它们每个形体的RCS,再进一步得出整个飞行器的雷达散射截面积,但每个典型形体的RCS都随着雷达波的入射方向、波长和极化方向变化而变化,且各个小形体之间还存在雷达波的相互干扰。
所以整个飞行器的雷达散射截面积的计算过程十分复杂。
计算机技术的飞速发展,使得这种复杂的计算能够在较短时间内完成。
现在美国、俄罗斯等一些国家已能够模拟和评价各种各样的隐身外形,从而研究出和不断完善减缩雷达散射截面积的各种方法,并建立一定的设计规范。
总体来说,外形隐身技术需要遵循的原则主要有一下几点:1) 减小单一连续的平面的面积2) 增加表面的平滑度,减少开口和缝隙3) 加大开缝和边缘与雷达入射方向的夹角4) 避免互成90度的平面世界上首架隐身飞机F-117就是外形隐身技术的经典之作,为了追求理想的隐身技术,F-117的设计者不惜很大程度牺牲了飞机的空气动力性能,形体设计与常规机型相差很大。
但是,在上世纪八十年代到九十年代的雷达水平,证明F-117做出的牺牲是明智的。
到目前为止,该型机只有一架在战争中被击落的,并且是南联盟使用的无源雷达系统。
可以说,F-117是外形隐身技术中无法超越的典范了。
2.材料隐身雷达吸波材料的应用是实现隐身的主要技术性措施之一,也是隐身技术中研究的主要内容。
由于气动方面的限制,飞行器的许多部件无法采用外形隐身,只能在这些部件上采用雷达吸波材料来减缩RCS。
雷达吸波材料主要有两种:涂敷型雷达吸波材料和雷达吸波结构材料。
其应用形式有:索尔慈波里屏蔽层、蜂窝和开放式网状结构、梯度多层吸波、达伦巴奇层、电路模拟吸波、乔曼吸波和导电高分子吸波等。
从上世纪九十年代开始,各国都加大了隐身飞机的研制力度,隐身性能已经成为第四代战机(俄罗斯称第五代)的主要技术指标。
现在已经成功研制的是美国的F-22和F-35两款。
F-22是F-117重型战机的替代品。
其特点是保证其隐身性能的情况下增加战机的机动性能。
关键就是隐身材料的发展可以在细节上弥补战机提高机动性而不得不在隐身性上做出的牺牲。
F-35轻型战机是F-16和F-18的替代品,遵循的也是这样的思路。
其他比较热门的还有俄罗斯的X-47,以及最近炒得很火的中国歼-20战斗机。
3.红外隐身及其他隐身术作为隐身技术的另外一个重要环节,红外隐身技术是雷达隐身技术的补充。
红外隐身技术在导弹突防中具有关键的作用。
首先,导弹本身飞行需要强大的推力,发动机喷出的尾焰温度极高;其次弹道导弹在高速进入大气层之后与空气摩擦产生高热壳也极其容易被红外探测雷达发现。
红外隐身技术能有效抑制飞行器在敌方红外探测系统方向上的红外辐射强度。
飞行器红外辐射主要来源于发动机本身的热辐射,发动机喷出的高温尾焰,外体上的气动加热和对环境辐射的发射。
抑制飞行器红外辐射的技术主要包括在导弹武器上选用涡扇发动机,以降低发动机及其尾焰的红外辐射强度;改变发动机及其喷管的外形结构,利用兼顾低辐射与动力要求的外形,来抑制其红外辐射强度;对涡喷发动机的高温辐射源,如燃烧等采取综合抑制技术,使用特殊材料,或在燃烧中加入添加剂,在喷焰中加入吸收剂和冷却剂,既改变红外辐射频段,又使尾气与大气迅速混合并很快冷却,以达到迅速降温和降低辐射强度的目的;采用波瓣混合喷管或二元喷管,降低排气红外辐射;采用陶瓷复合材料造喷管,将喷口安放在弹体上方,遮挡向前下方的红外辐射,并在弹尾安装红外挡板;在飞行器上喷涂红外掩饰涂料,起隔热和抗红外辐射作用;采取红外干扰措施,如用红外干扰机发射干扰信号,投放红外诱饵以保护飞行器等。
据估计,在飞行器上采用上述隐身措施后,可抑制90%以上的红外辐射。
三、隐身技术的发展趋势海湾战争以来,美、俄等军事强国为了获得在军事上的相对优势,都加强了对隐身技术的研究,尤其是飞机隐身技术的研究,表现出一些新的发展趋势,主要表现为隐身机理的推陈出新、新的隐身材料层出不穷和视频隐身技术等。
3.1 隐身机理推陈出新在传统的隐身外形、材料、结构等技术研究的基础上,各国都在不断探索新的隐身机理,主要技术有:(1) 仿生学隐身技术。
自然界上的许多动物都有天生的隐身本领,为人类研究隐身技术提供了新的思路。
隐身技术专家正在研究这些现象,以寻求新的隐身机理和隐身技术。
(2) 等离子体隐身技术。
试验证明,在飞机等的表面形成等离子体层时,雷达波碰到这层特殊气体时会被吸收或折射,从而使反射到雷达接收机的能量减少。
等离子体隐身技术正是利用这个原理,在飞机的主要雷达散射面积区域利用高功率微波产生等离子体以吸收或衰减入射雷达波,达到隐身目的。
(3) 微波传播指示技术。
微波传播指示技术是利用作战飞机(主要指战斗机和轰炸机) 上的机载设备测定雷达波束在不同大气条件下的覆盖范围,从而指示出飞机以及其它飞行器突防的较为安全的途径。
(4) 有源隐身技术异军突起。
刚才所说的等离子体隐身技术也是有源隐身技术。
有源隐身技术主要是利用光或电子干扰等手段隐蔽目标,一是通过消减或抵消敌方探测信号来实现隐身,二是增加目标的可探测信号特征,使得敌方雷达、红外探测仪出现大面积虚假信号而达到隐身目的。
以往主要利用的是无源隐身技术,例如通过对飞机外形、结构及其设备的巧妙设计和采用吸波、透波涂料等无源对消手段来实现飞机的被动隐身,但是由于外形、结构及其设备的巧妙设计在一定程度上影响了飞机的气动性能和弹药装载量以及吸波、透波涂料加重了飞机自身的载荷,影响了速度和机动性等因素,使得有源隐身技术在近几年来备受青睐。
它成本低,而且可以有效消除上述弊病,获得更好的隐身效果。
近几年提出的飞机有源隐身技术有有源对消技术、低截获概率技术和主动伪装技术。
有源对消技术是随着射频技术和计算机技术的发展使检测探测雷达波信号的相位成为可能后提出来的,机载设备通过主动发射与入射雷达波幅度相近但相位相反的电磁波实现与入射雷达波相互抵消,敌方的始终位于合成方向图的零点,从而抑制雷达对目标发射波的接收。
3.2 新的隐身材料层出不穷隐身材料的开发和利用一直是隐身技术发展的重要内容,是飞机等隐身兵器实现隐身的基石,目前正在研制开发的新型隐身材料将对飞机的隐身效果产生深远的影响,主要有:(1) 宽频带吸波剂。
目前使用的隐身吸波材料中的磁性吸收剂,存在吸收频带窄、密度大、不易维护的缺点。
各军事强国竞相开发新的吸波剂:如美国开发的一种电磁波吸收剂,在受到雷达波照射时,其原子会进行一种轻微而短暂的重新排列,从而吸收电磁能量,它可使雷达波衰减80 %,但密度只是铁氧体材料的10 %。
(2) 高分子隐身材料。
如光功能高分子材料能对光进行透射、吸收、转换,一部分材料在光的作用下可以变色,在飞机等兵器和平台的红外隐身和可见光隐身领域将大显身手。
(3) 纳米隐身材料。
当材料的尺寸达到纳米级时,会呈现小尺寸效应、量子效应、隧道效应、表面和界面效应,从而呈现出奇特的电、磁、光、热等特性,使一些纳米材料具有极好、极宽的吸波特性。
如美国研制出的“超黑粉”纳米吸波材料对雷达波的吸收率达99 %。
(4) 手征材料。
所谓手征是指一种物质与其镜象不存在几何对称性且不能通过任何操作使之与镜象相重合。
研究表明具有手征特性的材料能减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。
如在基体材料中掺杂手征结构物质形成手征复合材料可完成对雷达波的吸收。
(5) 结构吸波材料。
结构吸波材料主要包括层板型、蜂窝型、复合型。
一般以热塑性材料如环氧树脂为基体与吸波剂混合,采用玻璃、碳、芳纶、碳化硅等纤维进行增强加工而成。
新研制的结构型吸波材料不仅对雷达波、红外线有很高的吸收率,而且有较好的承载能力,发展潜力很大。