隐身技术概述.ppt

隐身技术概述 隐身的基本概念 专业定义 在武器系统研制过程中设法降低其可探测性 使之不易被敌方发现 跟踪和攻击 从而提高武器系统的生存能力和作战效率本质 分析设计对象的目标特征信号并加以控制 降低或改变目标的特征信号 使之相对敌方的侦查系统成为难以探测目标目标的特征信号 是一个广泛的概念 包括视觉 听觉 红外 无线电等等 因此也就有针对各种不同探测手段的隐身技术 当前的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术 隐身技术的主要技术领域 1 特征信号分析分析目标的可探测性特征 包括无线电 红外 光学 声学等 考查其在各种条件下的可观测水平 为设计过程提供评估和优化的基础 2 低可探测技术即目标特征信号控制技术 针对与武器系统面临的威胁环境来有效地控制自身的目标特征信号 使被敌方探测到的概率降到很低水平 几个认识上的误区 1 隐身是完全 看不见 隐身技术只是缩短探测器的有效作用距离 以达到有效压缩敌方反应时间 增加自身在战场上的生存能力和作战能力 2 需要全频段 全空域的隐身能力 不但在技术上无法实现 实际上也是没有必要的 只要抓住主要矛盾 避开不利的使用环境 就可以用较小的代价获得较高的效益 3 隐身措施都是采用最先进的技术 隐身技术的发展 一战时 德国空军曾用透明材料制造过飞机 使地面人员难以发现它们雷达发明以后 1945年美国研制出一种吸收雷达波的涂料 代号为MX 40 据说使用效果很好1954年 U 2 设计时考虑了隐身 如在机身上涂满黑色的可降低雷达波散射程度的 铁漆 涂料SR 71 翼身融合 双垂尾内倾 大后掠边条翼和三角翼 机身表面喷涂 铁漆 并用了许多专门研制的特殊材料和涂层B 1B 蛇形进气道 内装两个加热导流片 新改进的机头雷达罩上 机翼前缘天线罩 翼根整流罩 机翼后缘 高升力装置和尾翼上都涂有雷达波吸收材料 座舱挡风玻璃上采用真空电子镀膜层 头部 机身和平尾侧面涂有雷达波吸波材料 头部和后部雷达天线安装隔框做成倾斜式的 在整体设计上采用翼身融合体结构 但是U 2 TR 1 SR 71和B lB 都不是完全按隐身技术要求设计的飞机 真正的全隐身飞机是美国现已投入使用的F 117A战斗机和B 2隐身轰炸机 F 117A 1988年11月 美国军方宣布了长期处于保密状态的最新式战斗轰炸机F 117A和战略轰炸机B 2的有关资料F 117是高亚音速隐身战斗机 翼展13 2m 机长20 1m 机高3 78m 正常起飞重量23 8t 外形为后掠翼前三点起落架布局 垂尾采用V字形双垂尾 并采用了吸波材料 机身的上表面是由许多块平面组成的多面体 把雷达波以各种角度向飞机上半部天空中散射 各种措施使得F 117A的雷达散射截面积很小 为l 10m2 1 l00m2 洛克希德公司F 117A B 2 B 2隐身轰炸机 美国诺斯普罗公司 采用了新型的飞翼气动外形 没有平尾 翼身融合 整个飞机的外形呈光滑曲线以求达到最佳的隐身效果 大量采用石墨碳纤维材料 锯齿状雷达散射结构 蜂窝状雷达吸波结构 雷达吸波材料涂层 进一步缩小了雷达反射截面积 据称 B 2A在正常探测距离下的雷达反射截面积与一只小鸟相当 轰炸机的所有燃料和武器系统全部设计在机体内 因此外形异常 干净 机体使用了隐身材料 有些地方还涂有吸波材料 这些都有效地实现了良好的隐身性能 诺斯普罗公司B 2 其他机种 在发展F 117A和B 2两种隐身军用飞机的同时 美国还把隐身技术用于其他的机种 甚至用于导弹武器 80年代初 美国着手研制先进技术战斗机 ATF YF 22和YF 23 最终YF 22胜出 其生产型定名为F 22 联合攻击战斗机 JSF 在发展隐身飞机的同时 美国正在研制隐身导弹 F 22 作为美国下一代的主力战斗机 必须保持优异的机动性 同时可以适当降低全向隐身的要求 F 22采用连续可变曲率的复杂大弧面 但飞机的基本布局还是比较常规的近似菱形的机头锥截面和机身 达到 以角代面 机头锥侧面尖利的折缝在气动上起到了类似F 18的前缘边条的作用 整个机身侧面的折缝在电磁上也起到类似B 2的扁平 尖利边缘的作用采用弯曲的进气道 以增加入射雷达波的反射次数 并在每次反射中吸收掉一点能量 最终的回波就会削弱很多后期研制的联合攻击战斗机 JSF 也有类似的特征 菱形截面的F 22前机身 F 35联合打击战斗机 常见的隐身技术 缩小雷达反射截面降低红外线信号特征降低视觉信号特征降低听觉信号特征等离子体技术 缩小雷达反射截面 反射 其实是一个简化的概念目标的RCS并不是固定的技术途径有 1 改变飞行器的外形和结构 避免设计出在雷达方向上产生强反射的外形 2 使用非金属材料 3 采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料 4 遮掩或消除剩余的反射 RCS随角度的变化 角度 可能的RCS 降低红外线信号特征 产生 发动机尾喷管 武器系统表面气动加热 阳光辐射或地球辐射的反射及其相关设备的红外辐射途径 非常规喷管外形技术 隔热与屏蔽技术 混合 冷却技术 改变燃烧效果等 降低视觉信号特征 目前正在大力开展特殊照明系统适宜的涂色奇异蒙皮电致变色材料和烟幕伪装等视频隐身技术的研究工作 降低听觉信号特征 噪声源 螺旋桨 旋翼的旋转和涡流噪声 发动机进气 排气 燃烧的噪声 机体空气动力尾流噪声 涡流噪声等信号减缩方法 降低噪声级和改变噪声特性 具体是指降低声响频率范围内的声功率 修改噪声的频谱特性 幅值和频率 以增加噪声通过大气 大气 水界面和海里时的噪声衰减 对噪声采取遮挡和吸收措施 等离子体技术 等离子体 气体在某种外在因素的激发下 电离生成密度近似相等的自由电子 正离子和少量负离子而形成的第四态物质 理论研究和实验结果表明 等离子体对雷达波具有十分显著的吸收 耗散效果 优点 吸波频带宽 吸收率高 隐身效果好 使用简便 使用时间长 价格便宜 不影响飞行性能 由于没有吸波材料和涂层 大大降低了维护费用 此外 俄罗斯进行的风洞试验表明 利用等离子体隐身技术还可以减少飞行器飞行阻力30 以上 难度和问题 这是一项十分复杂的系统工程 包括大气等离子体技术 电磁理论与工程 空气动力学 机械与电气工程等学科 研究此项技术必须首先做好各学科之间的交叉 配合的研究 所需电源功率很高 设备庞大 外形尺寸与雷达散射截面积 隐身技术对现代空中作战