《隐身材料的应用》PPT课件.pptVIP

隐身材料与技术StealthMaterialsandTechnology 管洪涛 云南大学物理学院材料系 DepartmentofMaterialsScienceandEngineeringYunnanUniversity 2020 3 26 2 第六章隐身材料的应用 6 1民用产品中的应用隐身材料在民用方面有哪些应用 6 2建筑上的应用隐身材料在建筑上的应用 6 3军事上的应用军用隐身技术有哪些 其隐身原理如何 6 4反隐身技术原理及应用目前有哪些反隐身技术 其应用如何 6 5可见光隐身技术 2020 3 26 3 发展历程 最早的个人防护服出现于20世纪60年代 是由金属丝和衣物纤维混合编织成的织物 最初产品手感较硬 衣物厚 重量大 纤维难以混合均匀 效果较差 而且还会有放电现象 70年代 出现镀银纤维 屏蔽效果改善 但手感不好 成本高 70年代末期 出现镀镍或镀铜纤维 性能好 价格低廉 80年代 出现多元素 多离子织物 频段增加 性能增强 6 1民用产品防护 1 防护服 2020 3 26 4 6 1民用产品防护 1 防护服 上海有喜实业公司 十月妈咪 品牌防辐射服 2020 3 26 5 生产方法 防辐射服的生产途径主要有三种 1 将织物纤维浸渍于抗静电剂中 2 用导电物质直接在织物上涂层 3 在织物纤维中嵌入导电纤维 生产工艺 1 混纺 2 交织 6 1民用产品防护 1 防护服 2020 3 26 6 忠告 防辐射服的性能有限 而且使用寿命很短 最多半年 目前的颜色有绿色 咖啡色 黑色等色调 绿色效果差 寿命短 黑色的比较好 多为镀金属纤维 对电磁波的作用为反射 而不是吸收 造成二次电磁污染 购买时要注意布料的生产日期 防辐射服的生产工艺有两种 混纺 交织 混纺工艺简单 效果差 最好选择交织产品 6 1民用产品防护 1 防护服 2020 3 26 7 发展方向 1 将纳米磁性材料做成涂层 涂覆在织物表面 形成导磁层 目前的问题是磁性材料与织物的结合牢度问题 2 将纳米磁性材料与粘结剂混合制成悬浮液 将织物纤维浸渍于溶液中 形成导磁纤维 问题是粘结剂的选择 3 分别制备导电纤维和导磁纤维 然后将两者混纺 4 将导电或导磁织物浸渍于磁性流体中 值得兼备介电损耗和磁损耗织物 5 在纤维或织物表面涂覆一层手性材料 或者将织物浸渍于含有手性材料的粘结剂中 目前问题是选择合适的手性材料和粘结剂 6 1民用产品防护 1 防护服 2020 3 26 8 手机辐射的主要影响是人的中枢神经系统 国内外已出现部分手机防辐射贴片 日本电磁通 德国大哥大放辐射晶片 美国Easy Tone易通卡 台湾贴易通IC健康卡 北京TM电磁消 青岛康乐防辐射卡 经测试 没有达到国家标准的要求 产品对电磁波的防护多为反射屏蔽 很少有吸收 而且其作用也仅限于卡片尺寸大小的面积内有效 手机辐射最好的防护就是打电话时防护 时间 地点 深圳市吸波王防辐射科技有限公司 手机防辐射挂件 6 1民用产品防护 2 手机防护 2020 3 26 9 2020 3 26 10 电脑的电子配件在工作时会释放出一定波长和频率的电磁波 机箱设计 1 机箱的设计是防止电磁辐射的关键 采用全铝合金材料 可以吸收高低频电磁波达70 以上 2 机箱前挡板作无缝光驱设计 后挡板密合度要高 3 机箱的基座和外壳合为一体 后板边采用防辐射设计 4 机箱内框边缘安装弹点 使侧板与机箱固定紧密 由此阻挡电磁泄露 引导机箱内的电磁波向机箱两侧运动 并相互抵消 6 1民用产品防护 3 电脑防护 2020 3 26 11 电脑的电子配件在工作时会释放出一定波长和频率的电磁波 使用时防护 1 电脑放置于人活动较少的房间内 远离其它电器 2 选用低辐射显示器 人体与显示屏距离不小于75cm 3 连续操作时间不宜过长 一般1h休息一次 4 选戴质量合格的护目镜或选用电脑屏幕防护罩 5 电脑附近摆设一盆仙人掌 吊兰 蟹爪莲等防护植物 6 1民用产品防护 3 电脑防护 2020 3 26 12 2020 3 26 13 6 2建筑防护 1 会议室 装饰性电磁屏蔽室 屏蔽型保密会议室 不锈钢板覆盖墙壁内表面 采用屏蔽玻璃窗 2020 3 26 14 对于会议室的防护多采用不锈钢板或镀锌钢板进行电磁屏蔽防护 在室内墙壁上铺贴0 5 1mm厚钢板 窗户采用铝合金窗框 使用屏蔽玻璃 可自然采光 屏蔽门采用单开式或者电动气密式屏蔽门 装配内外把手 通风窗采用蜂窝状截止波导窗 防止电磁波泄漏 6 2建筑防护 1 会议室 2020 3 26 15 6 2建筑防护 2 办公室 现代的办公室很流行格子间 1 私密 2 安静 3 产生一个很严重的问题 电脑辐射 各个位置辐射的电磁波在格子中间叠加 辐射程度增大 2020 3 26 16 解决方法 1 在格子位置涂覆吸波材料 降低辐射剂量 2 改成开放式办公室 科技降低电磁波的干涉作用 6 2建筑防护 2 办公室 2020 3 26 17 可采取的措施 1 电气 电子设备密集的工业区远离居民区 2 在发射天线强度达到15V m的地方设置绿化带 足够宽度的绿化带对电磁辐射的吸收频带宽 吸收好 无任何负作用 3 改变发射天线的结构和发射角度 减少对人群密集地区的辐射强度 4 根据电磁辐射的强度和频率范围设置 吸波墙 以铁粉 石墨等为吸波剂 5 采用建筑吸波材料 6 2建筑防护 3 建筑物 建筑吸波材料目的 将具有吸波功能的混凝土材料用于建筑行业 以减少高达建筑物对电磁波的反射作用 提高广播 电视等的播放质量 2020 3 26 18 建筑吸波材料 1 低成本吸波建筑材料 2 高性能吸波建筑材料 3 防辐射建筑涂料 应用于普通建筑上的吸波材料主要有 铁氧体 氧化铁 日本TDK公司研制的CuNiZn铁氧体在130 540MHz频段内的损耗性能为 10dB 天津大学研制的建筑吸波材料在8 18GHz内的损耗可达 13dB 反射率小于 10dB的带宽为10GHz 6 2建筑防护 3 建筑物 2020 3 26 19 2 高性能吸波建筑材料 主要应用于对吸波要求较高的建筑物中 微波暗室 保密室等 日本TDK公司研制的系列吸波材料 铁氧体 碳 导电纤维 电介质 在30 4000MHz频段内的损耗性能为 20dB 英国的WalkerWaveTechnology公司生产的MAC8101吸波材料在0 5 5GHz内的损耗可达 15dB 厚度仅为6mm 电子科大邓龙江NiCuZn铁氧体在30 1000MHz频段内的吸收性能为 12dB 在50 800MHz内损耗为 15dB 6 2建筑防护 3 建筑物 2020 3 26 20 6 2建筑防护 3 建筑物 2020 3 26 21 混凝土型吸波建筑 铁氧体型吸波建筑 2020 3 26 22 铁氧体材料的吸收性能随频率增加而逐渐降低 2020 3 26 23 3 防辐射建筑涂料 一般是在普通建筑涂料中加入吸波剂 并要求施工方便 不易脱落 性能好 成本不能太高 一般采用的都是多种金属粉和铁氧体粉混合 日本目前已有20多家防辐射涂料生产厂家 日本海尔兹化学株式会社 波鲁斯系列磁性涂料 PLS A20 PLS A50 在50Hz 40GHz频段内有很好的损耗 在1 18GHz频段内损耗性能达到 20dB 6 2建筑防护 3 建筑物 2020 3 26 24 隐身材料在军事上的应用主要是为了降低军事目标的雷达散射截面 RadarCrossSection RCS 雷达散射截面 是度量目标在雷达波照射下所产生回波强度的物理量 简称为RCS 一般用符号 来表示 RCS的大小用一个各向均匀的等效反射器的投影面积来表示 该等效反射器与被定义的目标在接收方向单位立体角内具有相同的回波功率 6 3军事防护 1 雷达散射截面 2020 3 26 25 目标的雷达散射截面定义为 其中 表示目标至接收天线的距离 表示在接收机处散射波的功率密度 表示在目标处入射波的功率密度 6 3军事防护 1 雷达散射截面 2020 3 26 26 根据相关电磁场理论 功率密度正比于电场强度的平方 由此我们得到雷达散射截面的另一定义为 目标在单位立体角内向接收机处的散射功率密度与入射波在目标处的入射功率密度之比的4 倍 其中 表示目标至接收天线的距离 表示在接收机处散射波的电场强度和磁场强度 表示在目标处入射波的电场强度和磁场强度 2020 3 26 27 雷达散射截面 目标在单位立体角内向接收机处的散射功率密度与入射波在目标处的入射功率密度之比的4 倍 单站雷达 单基雷达 双站雷达 双基雷达 2020 3 26 28 雷达散射截面的单位为 m2 平方米 由于目标的雷达散射截面与方位角有关 通常用平方米的分贝数来表示 6 3军事防护 1 雷达散射截面 结合公式 当入射波的回波功率只有1 10时 RCS减少10dB 当入射波的回波功率只有1 100时 RCS减少20dB RCS减少30dB 则表示入射波的回波功率只有1 1000 2020 3 26 29 雷达散射截面的影响因素 1 目标材料的电性能 2 目标的几何外形 3 目标被雷达波照射的方位 4 入射波的波长 5 接收天线的性能 6 3军事防护 1 雷达散射截面 RCS与方位角的关系 2020 3 26 30 隐身最早是应用于军事上 用于降低目标的RCS 美国是起步最早 投资最多 收效最大的国家 早在20世纪50年代 美国就开始对多种型号的侦察机采用了隐身技术 第一架 准隐身飞机 1955年8月的U 2高空侦察机 Lockheed 实际上 隐身技术是被发明的 而不是被发现的 6 3 1军事防护 2 飞机 最初的飞机设计师根本不相信飞机可以降低其可探测性 因此都热衷于设计体型较小的飞机 并声称越小越难被探测到 U 2机型很小 最初设计目的是为了降低可观测性 而实际上飞机的可探测性与飞机的大小没有任何关系 海鸥与八哥体型相近 但海鸥的RCS是八哥的200倍 蜜蜂的体型小于麻雀 但蜜蜂的RCS是蜜蜂的16倍 2020 3 26 31 U 2高空侦察机 2020 3 26 32 2020 3 26 33 第一架 隐身飞机 20世纪60年代的SR 71 黑鸟 战略侦察机 黑鸟 于1964年12月试飞 1966年1月交付使用 1990年退役 黑鸟 全身93 是由钛合金构成 最高时速可达3529公里 飞行高度可达30000米 机身表面涂覆一层隐身涂层 最初的隐身涂层均为黑色 后来才出现其它颜色的隐身涂层 黑鸟 保持了一项引以为豪的记录 从未在执行任务时被击落 美国宣称 黑鸟 SR 71 总是被追赶 从未被击落 但有40 的飞机是在飞行过程中由于意外而破坏 而且该飞机在降落时会由于油箱的热胀冷缩而漏油 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 34 SR 71 黑鸟 战略侦察机 2020 3 26 35 以下是一段著名的SR 71与洛杉矶塔台的对话 请求60000英尺高度的空域使用权 over 大约是18000米 这是多数战斗机的升限 民用飞机基本无法做到 但对于能爬升到三万米的SR 71来说则是轻而易举 沉默了片刻 传来了塔台调度员略带惊奇和嘲讽的声音 你打算怎么爬升到那个高度 沉默 片刻 飞行员回复 我们不打算爬升到那个高度 我们要下降到那个高度 over 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 36 20世纪80年代 里根政府开始执行 黑色 计划 其中最著名就是洛克希德公司 马丁 LockheedMartinCo 生产的F 117战斗机 F 117于70年代开始设计 1981年6月18日第一次试飞成功 F 117综合采用了外形设计和隐身材料 其雷达散射截面只有0 01m2 其采用了独特的钻石型外形 而表面使用的隐身材料至今仍然保密 F 117采用了多种的吸波和透波材料 在隐身方面取得了很大成功 但隐身材料和独特的外形限制了其飞行性能 当飞机起落架放下时 其隐身性能会受到严重影响 而且阴雨天也会对飞机的隐身性能产生很大的影响 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 37 1981年6月18日第一次试飞成功1990年4月21日在内利斯空军基地首次公开展示 2020 3 26 38 到目前为止 美国共研制了三代隐身飞机 还有一种说法 称F 22为第四代机 国际上公认 达到 四超 能力 即 超音速巡航能力 超高过载机动能力 超性能隐身能力和超视距攻击能力 可称为 四代机 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 39 飞机的隐身主要包括雷达隐身和红外隐身 雷达隐身又包括结构设计和隐身材料 飞机的结构设计主要在机身 机翼和发动机部位 飞机的红外隐身主要在发动机部位 6 3军事防护 2 飞机 1 机身常规飞行器的雷达散射除了来自头部以外 主要来自侧面 常规飞机的机身侧面都是采用圆剖面 使得侧向回波强度很大 隐身飞机必须在机身的整体设计上对飞机的外形做调整 隐身飞机的侧面多采用 机体 边条 结构 多采用平直机身 F 117A采用独特的多面体外形设计 歼 20采用菱形机头和平直机身 大大降低了机身的雷达散射截面 2020 3 26 40 美国F 117A采用多面体外形 中国歼 20采用菱形机头和平直机身 采用高达66 7 的后掠角 为了将雷达波大幅偏转出去但明显影响飞机的机动性能 2020 3 26 41 美国F 117 俄罗斯 苏霍伊 T 50 美国B 2 2020 3 26 42 B 2外形设计为前缘后掠 后缘为大锯齿形 没有机身和尾翼 整个飞机像一个巨大的飞翼 没有外挂物突出在机身外面 在机身的前后缘 进气道口采用了隐身材料 整个机身涂覆黑色的隐身涂层 6 3军事防护 2 飞机 2 机翼飞机上隐身最重要而且数目最多的部件是飞机的机翼 平尾和立尾 这些部件是决定飞机雷达散射截面大小的重要因素 隐身飞机在考虑机身侧向融合设计的同时 通常采用双立倾斜垂直尾翼 SR 71 黑鸟 采用了向内倾斜的双垂尾设计 在机翼前后缘 边条 升降副翼等部位使用了 Ironball 蜂窝结构隐身材料 并做成锯齿状 YF 22尾翼部位的立尾与垂直方向外倾27 外覆隐身涂层 2020 3 26 43 采用向内倾斜的双垂尾设计并采用蜂窝结构隐身材料 2020 3 26 44 YF 22尾翼部位的立尾与垂直方向外倾27 2020 3 26 45 J 20采用了融合机身 外倾的双垂尾结构 大大降低雷达散射截面 机身材料蜂窝状碳纤维蜂窝吸波结构 表层由陶瓷材料构成 2020 3 26 46 2020 3 26 47 F 35机身两侧没有紧固件 大大减少了零部件数量 降低了RCS F 35表面覆盖了一层新型材料 是一种由聚合物材料制备的薄层 可以直接贴在蒙皮上 而不需要涂敷 2020 3 26 48 6 3军事防护 2 飞机 3 发动机发动机部位的隐身一直是隐身飞机的技术重点和难点 发动机部位不仅要雷达隐身 还要具备红外隐身技术 1 进气道和发动机隐身关键是要了解雷达波进入进气道进行传播的原理 当雷达波长大于进气道宽度的2倍时 雷达波不能进入进气道 而是被散射回去 当雷达波波长小于进气道宽度时 雷达波进入进气道 被隐身材料吸收 如果进气道隐身不好 发动机风扇和涡轮的正面暴露在入射的雷达视线之中 2020 3 26 49 F 117的进气道没有多少弯曲 主要靠进气口上的格栅形成雷达屏障 网格状的格栅可以使足够的空气通过 以保证发动机的正常工作 进气道的网格结构尺寸很小 可以使入射电磁波向后向散射 降低被雷达发现的概率 2020 3 26 50 B 2采用弧顶平底尖边的飞翼外形 把发动机深深地埋在飞翼结构里 飞翼的上表面采用扁平的进气口和弯曲的进气道 可以保证入射的雷达波无法从上方直接照射到发动机的正面 2020 3 26 51 F 22采用了弯曲的进气道 还采用了Caret进气口 有利于发动机的稳定供气 同时避免了侧面的直立平面 可以将入射电磁波向后向散射 对发动机和进气道起到了很好的雷达隐身效果 2020 3 26 52 YF 23采用翼下进气口和向上的弯曲进气道 进气口隐身设计比F 22的Caret进气口还要先进 进气口前的机翼下表面是平整的 也没有空隙 突板等容易强化雷达反射的东西 拆掉发动机可以明显看到弯曲的进气道 2020 3 26 53 YF 23的进气道 2020 3 26 54 非必要绝不在机身表面开口 是当前隐身飞机设计必须遵守的原则 2020 3 26 55 F 35的进气口前部有一个明显的鼓包 称为DSI进气口 即无分离板超音速进气口 DiverterlessSupersonicIntake DSI 可以引导高速气流进入发动机 同时避免了雷达波直接进入进气道 2020 3 26 56 X 32的进气口位于机头下部 相当于机头进气 很容易被雷达探测 进气口内使用了一种特殊的结构 雷达屏障 吸波叶片 大部分雷达波被叶片阻挡 不能进入进气道 进入的雷达波被进气道壁上的隐身材料所吸收 2020 3 26 57 2 尾喷管隐身尾喷管是散射雷达波的腔体 又是温度很高的部件 必须兼顾雷达隐身和红外隐身 降低目标的红外辐射主要有三种方法 1 改变飞行器本身的红外辐射特征 即使飞行器的红外辐射波段处于红外探测器的探测波段之外 2 降低红外辐射强度 即降低与背景的热对比度 使红外探测器探测不到足够的热量 主要通过降低辐射体的温度或者使用红外涂层降低飞行器的红外辐射功率 3 模拟背景的红外辐射特征 使飞行器与背景的红外特征相协调匹配 或者通过改变飞行器各部位红外辐射的相对值和相对位置 来改变飞行器易被红外探测器所识别的红外图像特征 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 58 2020 3 26 59 F 117机身的迷彩颜色具有很好的红外和可见隐身效果 2020 3 26 60 2 尾喷管隐身尾喷管是散射雷达波的腔体 又是温度很高的部件 必须兼顾雷达隐身和红外隐身 1 向尾喷管内喷射冷却气体或液体降温 SR 71 黑鸟 2 将尾喷管向上倾斜 防止雷达波反射 F 117 3 在尾喷管口处安装叶片 是长波难以进入 F 117 4 采用红外隐身技术 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 61 SR 71的机身采用的是钛合金 飞行过程中温度会升到很高 Lockheed的工程师修改了SR 71的油路设计 可以利用油料的流动带走一部分热量 起到红外隐身效果 但由于热胀冷缩的影响 SR 71在降落时会漏油 导致40 的SR 71都是在飞行过程中由于自身原因而坠毁 2020 3 26 62 SR 71和F 117都采用了向尾喷管内喷射液体的隐身技术 可使尾喷管附近高度电离 产生较好的隐身效果 2020 3 26 63 传统的尾喷管为圆形 2020 3 26 64 F 22的尾喷管采用了矩形形状 这样的结构有利于红外隐身 但技术难度非常高 2020 3 26 65 F 35锯齿形处理的尾喷管对X波段和Ku波段雷达有隐形效果 2020 3 26 66 F 117的尾喷管向上倾斜 可以避免雷达波直接照射到涡轮 F 117的尾喷管内安装有垂直叶片 可以防止长波进入 高频电磁波通过叶片进入尾喷管后 经多次反射而损耗 通过吸入冷空气 与热喷流混合 可以降低红外辐射信号 利用泡沫材料在喷流四周形成保护罩 对发动机和喷流进行防护 利用添加剂降低喷流温度 消除机内热量散射到机身外面 美国已经发现 将钨 钠 钾 铯等易电离的金属粉末喷入尾喷管 高温加热后就形成等离子区 可以强烈吸收雷达波 中国研制的歼 20通过喷流冷却喷口 垂尾 平尾 尾撑向后延伸 可遮蔽发动机喷口的红外线辐射 6 3军事防护 2 飞机 2020 3 26 67 中国J 20也采用了锯齿形尾喷管 对X波段和Ku波段雷达有隐形效果 2020 3 26 68 传统的坦克并没有考虑隐身 因此坦克上存在众多的雷达波反射器 其次坦克上存在诸多垂直于雷达威胁方向的车体表面 炮塔表面 炮筒是坦克上最长的圆柱体 它对雷达波的散射截面存在影响 上世纪90年代 毫米波灵巧弹药研究引起了世界各国的极大兴趣 使得坦克车辆同时面临雷达 可见光 红外和激光等多种侦查装备和技术的威胁 因此坦克的低可见度 LO 技术显得非常重要 坦克的LO技术包括伪装和隐身两个方面 6 3军事防护 3 坦克隐身 2020 3 26 69 1 坦克伪装技术坦克伪装是指利用各种表面涂层 坦克特征信号屏蔽层及伪装网等手段 使坦克具有与其所处背景接近或可以相互混淆的外观信号特征 坦克伪装的主要手段是使用伪装涂料 目前常用的有迷彩涂料 毫米波隐身涂料 热红外涂料 全频段隐身涂层等 法国的地面武器专业集团曾研制过一种伪装迷彩 用于 勒克莱尔 号坦克 颜色为白色和灰色 勒克莱尔 号坦克的炮筒也由最初的圆形改为长方形 最新型坦克外表多采用四色迷彩 炮塔由平面构成 取消了曲线设计 炮塔两侧向底部倾斜 表面涂有隐身涂层 使用热电吸波材料 6 3军事防护 3 坦克伪装 2020 3 26 70 2020 3 26 71 英国的挑战者 2型主战坦克 长期在阿富汗的沙漠地带作战 2020 3 26 72 1 坦克伪装技术坦克伪装技术最初的颜色为绿色 后来发展到迷彩色 目前英国正在研发一种新型的 电子迷彩 系统 英国最大的国防承包商BAE系统公司 使用一种电子墨水 E ink 技术将坦克周围的地形图像投影到坦克车身上 降低被发现的概率 作用原理 坦克外部机身安装电子传感器 将周围环境影像收集到 电子迷彩 系统 经过处理后 在坦克外壳 重现 周围环境的颜色 由于系统是同步进行 坦克外壳的图像会随周围环境的变化而变化 BAE公司称 几年后就可以将该技术应用于部署在阿富汗的英国军队 目前 英国 美国 法国 俄罗斯等都在开展相关的研究工作 6 3军事防护 3 坦克伪装 2020 3 26 73 坦克外壳正在安装 电子墨水 材料 2020 3 26 74 目前隐身技术 电子墨水 技术 2020 3 26 75 2 坦克雷达隐身技术坦克对付雷达隐身的手段就是降低车辆反射回雷达方向的电磁波能量 目前坦克车辆的雷达散射截面多为10 15m2 为达到较好的隐身效果 坦克的雷达散射截面应远远小于10m2 坦克在设计初期必须考虑适当的外形设计 以降低雷达散射截面 缩减RCS的一个重要方法就是减小外露部件的数量 对于必须外露的部件要进行外形设计 使其与炮塔表面形成的角度为钝角 可以降低朝向雷达波方向的电磁反射 目前的坦克装甲车多设计成大而扁平的形状 炮筒也由最初的圆形改为长方形 安装向车身内倾的侧面裙板 这样可以将入射的雷达波反射至地面 6 3军事防护 3 坦克雷达隐身 2020 3 26 76 法国的 勒克莱尔 号隐身坦克 主要采用了迷彩颜色和隐身涂层 内倾的侧向裙板 2020 3 26 77 法国的AMX 30B3坦克的旋转炮台及潜望镜外壳均采用了多面体外形 同时其坦克炮的炮管也采用了非直角的平面外形 英国Alvis公司的 武士2000 步兵战车 法国AMX 30B2DFC坦克 均采用了外形设计兼顾吸波涂层的隐身技术 坦克整体外观平整 外挂设备很少 其侧面装甲皆向内倾斜 6 3军事防护 3 坦克雷达隐身 车身侧面特制裙板的较低部分带有附加遮蔽橡胶板 用以覆盖车轮 2020 3 26 78 3 坦克红外隐身技术除了雷达隐身外 坦克隐身必须兼顾可见光和红外隐身技术 坦克的红外隐身主要集中在以下几个方面 1 降低坦克的表面温度 抑制坦克的表面热辐射 2 减少其体积大小 降低辐射程度 3 抑制其内部热辐射源的热传递 4 对其发动机所排放废气的热辐射进行抑制 坦克一般采用融热发动机 并在燃料中加入添加剂 同时改进冷却系统和循环通风系统 并在排气管附加挡板 以降低其热辐射强度 法国 勒克莱尔 号坦克的屏蔽和对抗装置可发射 烟雾弹 遮蔽可见光 近红外和远红外光 还可以形成红外假目标 6 3军事防护 3 坦克红外隐身 2020 3 26 79 3 坦克红外隐身技术伪装涂料是实现坦克对热红外 雷达波等多波段隐身的主要方式 目前的研究方向主要有两个 1 研制红外雷达波兼容隐身涂料 既能吸收雷达波 又可降低红外辐射性能 2 将高性能的雷达吸波涂料和辐射量较低的材料复合成一体 使其同时兼顾雷达吸收和红外隐身 北京航空材料研究院 BIAM 将雷达波吸收材料与红外低辐射材料复合 在一定厚度范围内可以同时兼顾雷达和红外隐身 通过调整复合材料的厚度 可以将其应用于不同频段 红外低辐射材料一般采用铝粉 2020 3 26 80 3 坦克红外隐身技术 1 国外已研制出聚苯乙烯隐身薄膜 为电致发光材料 经与环境系统结合后 可以发出多种背景颜色 起到很好的隐身效果 2 国外新近研制的热红外隐身涂层 全波谱隐身涂层等 能够吸收探测和寻的波束 降低坦克自身的辐射能量 该涂层可以使坦克外形轮廓变得模糊 减小或消除坦克目标返回至探测或寻的系统的信息 3 法国研制出坦克用新型雷达伪装材料 材料基体为聚乙烯和乙丙二烯共聚物 所用吸波剂为直径3 20 m的镍粉 当添加量为15 25 时 在8 12GHz内具有很好的吸收性能 2020 3 26 81 隐身船舰包括隐身舰艇和潜艇 其实质就是通过采取多种综合措施 消除或削弱水面船舰或潜艇在航行时所伴随的暴露特征 船舰隐身主要包括雷达隐身 红外隐身 电磁隐身和声隐身 1 雷达隐身船舰雷达隐身通常采用外形技术 隐身材料技术和阻抗加载技术 船舰的主船体和上层建筑的外壁是入射雷达波的最大反射源 目前各国采用的首选措施是采用船体外板的倾斜设计技术 1 尽量倾斜外部结构 围起甲板上的设备 以降低朝向雷达威胁方向的雷达波反射 2 将烟囱四壁和桅杆倾斜一定的角度 以减少入射波的直接反射 通过外形设计 可以使船舰各个方向的散射截面降低10dB左右 6 3军事防护 4 船舰雷达隐身 2020 3 26 82 1 法国1995年7月列装的 拉菲特 级护卫舰 综合采用了多项隐身技术 是最具代表性的 部分隐身 军舰 其雷达散射截面小于1000m2 舰上暴露的部位大多由倾斜的多面体构成 桅杆采用围壁式结构 舰上的外部设备一律隐蔽 并涂敷雷达吸波材料 其雷达反射截面比传统设计减小了60 以上 RCS值小于30dB m2 2 在现代船舰设计中 桅杆已开始采用棒状或筒状等结构形式 并向集成式桅杆发展 从而大大提高全舰的隐身性能 3 美国洛克希德公司于1985年研制 海影 隐身舰采用了类似于F 117A隐身飞机的由许多小平面构成的外形结构 舰上涂敷了能吸收雷达波的隐身涂层 并采取了能够控制水下噪声和红外辐射的措施 2020 3 26 83 法国 拉菲特 级护卫舰 雷达波的强散射截面 2020 3 26 84 1 雷达隐身结构型吸波材料和等离子体隐身技术在船舰上已经得到部分应用 目前的等离子体隐身技术有两种方式 1 用等离子体将船舰全身包裹起来 即全等离子体隐身技术 2 将等离子体隐身与外形隐身 材料隐身相结合 即局部等离子体隐身技术 全等离子体隐身技术 是指用强电离放电 等离子体发生器或涂覆放射性同位素等方法产生足够的等离子体将船舰全身包裹起来 利用等离子体对入射电磁波的吸收和散射作用 减小雷达散射截面 该方法不涉及船舰本身的外形要求 可实现全隐身效果 缺点是该方法需要产生大量的等离子体 目前的技术还不成熟 6 3军事防护 4 船舰雷达隐身 2020 3 26 85 局部等离子体隐身技术 是指将等离子体隐身技术与外形隐身技术和材料隐身技术相结合 对船舰上的大面积结构采用外形隐身 而大量的容易产生反射的小型设备或平面结合处采用等离子体隐身 从而实现船舰的隐身 该方法可以发挥各种隐身技术的优势 使各种技术综合应用 互相弥补各自的不足之处 可兼顾船舰的总体性能和机动要求 目前船舰上多采用局部等离子体隐身技术 另外 英国Plessey公司已推出多种船舰用的挂片和隐身涂料 日本的TDK NEC等公司 美国的波音 洛克希德 Emerson Cuming公司等都已生产出多种吸收雷达波的隐身涂料 我国研制出的隐身涂料也已成功应用于潜艇指挥台外壳 水面舰艇两舷以及天线桅杆等部位 6 3军事防护 4 船舰雷达隐身 2020 3 26 86 美国 海影 号隐身战舰 外形做成楔形 全身涂满雷达隐身涂料 设置声波吸收器和主动声波抵消器 不用传统动力 采用超导体电磁推进 2020 3 26 87 2 红外隐身船舰对外界有着很强的红外辐射 任何部位都可以成为红外辐射源 红外隐身一般采用热抑制 低反射涂料 屏蔽红外信号等方式 1 降低红外辐射强度就是降低船舰与周围环境的热对比度 使对方接收不到足够的能量 在船体表面涂敷绝热材料 减弱对太阳能的吸收和辐射 船体采用隔热层 降低船舰在某一方向的红外辐射强度 在机舱 烟囱等发热部位表面黏贴绝热隔热层 一般由泡沫塑料或者镀金属塑料膜等隔热材料构成 重点控制发动机排气管及其附近部位 将内燃机和辅助设备的排气管道安装在吃水线以下 6 3军事防护 4 船舰红外隐身 2020 3 26 88 红外隐身一般采用热抑制 低反射涂料 屏蔽红外信号等方式 2 改变红外辐射特性改变船舰表面的红外辐射率 降低红外辐射能量 在船体表面涂覆吸波和绝热材料 减少船舰的对外辐射和反射 采用红外隐身材料进行屏蔽 降低红外辐射 在船体上采用复合材料 降低船体的红外信号特征 该复合材料由铝粉作为填充剂 低红外发射率 高漫反射率 低比重 以低发射率的钛酸丁酯为粘结剂 还可以将冷空气吸进内燃机排气管 将排出的燃气加以冷却和稀释 该技术可以使德国的 斯普鲁恩 级驱逐舰在3 5 m波段内的红外辐射信号降低95 以上 6 3军事防护 4 船舰红外隐身 2020 3 26 89 瑞典的 维斯比 轻型护卫舰采用了很多新颖的LO技术 采用非常规的烟囱设计方式 烟囱的尾气出口设计在船舰的尾部 废气从舰尾直接排放至海上冷却 大大降低船舰的红外辐射特征 另外 维斯比 护卫舰是世界上第一个按照全隐形规范 由碳纤维制造的战舰 上层建筑采用了碳纤维强化塑料建筑 武器系统隐藏在舱体内 舰体外采用雷达隐身材料 主机被隔音罩围起来 基座上装有弹性机座 以降低辐射到水中的噪音 推进系统不用螺旋桨 而使用两台喷水推进装置 也就没有了螺旋桨产生的空泡噪声 2020 3 26 90 瑞典 维斯比 级轻型护卫舰 2020 3 26 91 中国022型隐身导弹快艇 2020 3 26 92 3 电磁隐身船舰的电磁隐身主要针对于磁性水雷 船舰由钢铁建造 在航行过程中被地球磁场磁化 在其周围产生电磁场 船舰的水下电磁场是一种特征信号源 必须设法降低至不足以引爆磁性水雷的程度 采取措施 安装电磁保护装置 屏蔽装置以及电场补偿系统装置 1 在航渡或潜伏状态时 使电子设备处于静默状态 2 需要开启电子设备时 必须采取电磁场屏蔽措施 3 船舰内铺设若干组固定线圈 在线圈内产生消磁电流 补偿掉船舰自身的感应磁性 6 3军事防护 4 船舰电磁隐身 2020 3 26 93 4 声隐身声隐身是提高潜艇隐身性能的主要措施 潜艇的噪声源主要有三种 机械噪声 螺旋桨噪声 水动力噪声 1 降低噪声的有效措施之一是采用外部涂层 可以减小自身噪声 较弱反射信号 法国 凯旋号 弹道导弹核潜艇 意大利潜艇 法国护卫舰都采用了隔声瓦和消声瓦 2 改进动力装置 改进减速齿轮装置 降低机械噪声 3 改进螺旋桨设计 采用喷水推进装置 降低螺旋桨噪声 4 改进潜艇外形设计 降低