水面舰艇隐身技术

水面舰艇隐身技术技术的产生原因随着科学技术的发展，在现代海战中，物理场探测器和精确制导武器正得到越来越广泛的应用，其战斗效能越来越高，为了对付这种现实的威胁，各国海军正在加紧发展舰艇隐身技术，它通过改变自身物理场，以降低被敌发现和被精确制导武器命中的概率。舰艇隐身技术萌发于雷达发明之后。在二战中，雷达发挥了巨大的作用，于是人们开始研究如何对付它，由此而产生了隐身技术。德国最先在其潜艇上采用了隐身技术，在潜艇的通气管和潜望镜上使用了吸波材料，以达到反雷达探测的目的。此后，美国、前苏联等国家相继开展隐身技术的研究。迄今为止，各国都纷纷研制各种隐身舰艇，如美国的"海幽灵"隐身试验舰，法国的"拉菲特"级护卫舰，以色列"萨尔"5小型护卫舰等。特别是瑞典在"斯米格"号隐身试验船的基础上开发了YS2000全隐身攻击舰，现正在设计和建造，不久的将来，该国将建成世界上第一支全部由隐身舰艇组成的舰队。这些隐身舰艇的问世，标志着舰艇隐身技术日益成熟，同时也预示着未来的海战将是一场"无"战舰的战场。国外关键技术提高舰艇的隐蔽性，就是要降低辐射噪声、可见光、磁场、水压场和温度场等舰艇的物理场。目前的舰艇隐身技术主要集中在雷达波隐身、声隐身、红外隐身、电子特性隐身四个方面。另外随着能够探测舰艇电磁特性的水雷传感器研制的不断开展，降低舰艇的电磁特性也将逐渐成为舰艇隐身的一个重要方面。1、雷达波隐身

雷达探测是一种靠雷达照射目标物体后，接受反射回波来感知目标的探测方法。因此，如何减少物体的回波是这一技术的关键。传统的舰艇由于笔直、规则的外形，大面积的平面，板与板之间的直角连接等形状和结构对雷达波产生强烈的反射，从而增大了雷达反射截面，增强了敌方雷达的探测距离。雷达波隐身技术的着眼点就是降低雷达反射截面，减小雷达探测范围。

（1）隐身技术方法

a）采用雷达吸波材料和涂料

吸波材料的工作原理是消耗雷达照射波的能量，减少雷达波的反射，改变舰艇的雷达反射截面以诱惑来袭导弹攻击舰艇的非重要部位。采用雷达吸波材料是减少舰艇雷达反射截面的最简单措施，这种隐身是比较彻底的，但其技术难度较大，经济性差，国外在这方面投入很高。

b）改进舰体及上层建筑

舰艇的外形设计对降低雷达散射面积有着极其重大的意义。通过改变外形，使雷达照射波改变方向散射空间来减少回波的强度，从而起到降低雷达反射截面积的目的。诸如对军舰舷侧采用倾斜形设计，避免与水面相互垂直，使照射面进行异向反射，以减小回波的反射能量；上层建筑四周及相邻连接处避免直角，尽量采用圆弧过渡，防止产生波的尖角绕射；外露面积尽量减小等。

c）控制甲板移动物体

一艘舰艇的雷达反射截面积是该舰具体形状的函数，舰上移动的人员和装备，都是雷达的反射体，应加以控制。如舰员尽量在甲板内活动，严格控制舰载机的飞行时间等。

（2）国外雷达波隐身的设计原则

a)"角度压缩"原则。即牺牲某些角度如两舷侧的RCS（雷达反射截面积）值，而在其它角度，最低限度地进行RCS缩减。这样既有利于总体设计，也便于隐身技术的实施。以此原则设计的舰艇只是在某些主散射方向上存在较大的RCS值，因此使敌难于探测、跟踪，有利于本舰电子对抗的实施。

b)"外形为主、材料为辅"原则。目前吸波材料吸波性能有限，适用频带窄、环境适应性差、价格昂贵。国外普遍采用外形隐身技术，只有在外形隐身难以实施或需要加强隐身效果时，才采用涂覆吸波材料的方法。

（3）各国海军采用的关键技术

在舰艇雷达波隐身技术方面，国外海军始终坚持大力抓基础研究和试验手段建设。在基础理论方面，根据电磁场原理，相继开发了雷达波散射的估算、仿真系统，已完成了由简单型体的RCS定性估算到全船RCS仿真的定量分析这一质的飞跃。

吸波材料虽然只是雷达波隐身技术的辅助手段，但国外海军仍在下大力气进行研究，吸波材料已从最早的铁氧体材料，发展到纳米材料和生物型材料。

由于吸波材料的局限性，目前国外海军普遍在舰艇外形上大做文章。主要的技术措施有：船体外倾、上层建筑大平面倾斜（7°以上）及整合、避免凹腔和角反射、减少耦合、驾驶室采用金属膜玻璃、严格工艺控制（提高外板和平板的表面平整度）等措施。

淋水幕（雾）技术，将舰艇"笼罩"起来，使之与环境融为一体，达到降温、屏蔽的效果。如俄罗斯的"现代"级驱逐舰、美国的"杜鲁门"号航母、印度的"德里"级驱逐舰、英国的"海幽灵"护卫舰都采用了该技术。

4、控制舰艇自身的电子特性

舰载电子设备的隐身也是舰艇隐身的一个重要方面。为防止对方的电子和磁性探测器探测，控制己舰的电磁辐射特征，国外海军采用的技术主要有：

a)完善无源侦察设备，发展联合信息收集分配系统。如采用GPS接收机完成导航，采用雷达侦察机接收侦知敌情，利用数据接收机接收联合信息分配系

b)采用相应的技术和战术，保证有源电子装备具有低频截获概率特性。当舰艇需要使用主动工作雷达和通信设备时，这些有源设备必须在技术上保证被截获概率低，在战术上保证隐蔽使用。主要措施如YS2000舰的导弹雷达采用小功率的调频连续波雷达，舰载相控阵雷达采用了大量的被截获概率低的技术。舰载通信也要采用保密措施和小暴露的使用方法，目前一些现役舰艇都有雷达通信装备的隐蔽使用规则。

c)降低舰上天线的雷达反射截面。雷达通信等各种无线电设备的天线是雷达反射截面的产生器。降低天线副瓣，减少天线失配反射可减少天线的散射，采用频率选择技术可衰减带外信号，采用天线升降翻转机构使天线向上升起扫描几次后就向下翻转保持隐身状态，以微带天线为主的共形天线技术也是减少雷达反射截面的一个好方法。

5、减少舰艇的电磁特性

由于可探测舰艇电磁特性的水雷传感器目前正处于研制阶段，故降低舰艇电磁特性也成为西方国家研究的一个重点。

舰艇的电磁特性主要有三种：静电特征，即水下电位（UEP）；与腐蚀有关的磁特征；极低频电磁特征。影响舰艇静电特征及与腐蚀有关的磁特征的因素有舰艇湿表面所采用的材料及其分布；由于涂层受损而导致的艇体表面状况的改变；外加电流阴极保护系统及其控制系统的设计。

通过成功地设计舰艇外加电流阴极保护系统，使阴极保护系统最佳化，既可为舰艇提供尚佳的保护，还不会出现明显的静电特征及与腐蚀有关的磁特征。英国的WAL公司最近研制了一新型外加电流阴极保护系统用的组合式WAL

C3P电源和控制器系统，此系统目前正在纳入英国海军两栖登陆舰更换发展计划。

通过采用被动轴或主动轴接地技术可减少轴速极低频电磁特征。在被动轴接地技术中，螺旋桨与其艇体之间通过滑环和轴衬进行电路连接，可减少推进轴与艇体之间的电阻变化，减少防腐保护电流的波动，从而减少轴速极低频电磁特征。在主动轴接地技术中，为使舰艇的轴与艇体之间的电阻尽量小，采用电子部件使轴接地。目前主动轴接地系统已广泛应用于水面舰艇和潜艇，可使舰艇具有接近零的轴速极低频电磁特征。被动轴接地系统由于效果差、效率低，一般用做主动轴接地系统的备用系统。

三、水面舰艇隐身技术的发展趋势

未来海军水面舰艇隐身技术的发展趋势是不断依托高新技术，设计建造全隐身水面舰艇，所采用的技术也将从原雷达波隐身、声隐身、红外隐身、电子隐身等各自为政，转变为各领域技术综合兼顾。目前各国海军着重研究的关键技术有：

1、雷达波隐身方面：

a)雷达波散射对消技术。即利用雷达波的矢量叠加的特性，人为产生一个与目标散射场同频率、同幅度、同极化、反相位的电磁场，两个场相互抵消，从而减少对方探测雷达接收的总电磁场强度，降低其探测效能。该技术分主动对消和被动对消两种。目前各国海军正在探索之中。

b)吸波涂（覆）料、结构型吸波材料及吸波结构。国外海军正在不断改进和提高目前的吸波涂（覆）料的吸波性能、环境适应性能以及拓宽材料吸波的频段，c之同时能降低敌雷达、红外、激光、可见光等不同波段的电磁探测，此