隐形飞机的材料
隐身技术——柔性吸波材料的作用
隐身技术——柔性吸波材料的作用
东莞市万丰纳米材料有限公司为您介绍柔性吸波材料是如何使飞机避免雷达的侦查,从而起到隐身的作用。
在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上面涂复吸收材料,就可以吸收侦察电波、衰减反射信号,从而突破敌方雷达的防区,这是反雷达侦察的一种有力手段,减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。
如美国B-1战略轰炸机由于涂复了吸收材料,其有效反射截面仅为B-52轰炸机的1/50;在0H-6和AH-1G型眼镜蛇直升机发动机的整流罩上涂复吸收材料后可使发动机的红外辐射减弱90%左右。
在1990年的海湾战争中,美国首批进入伊拉克境内的F-117A飞机就是涂复了吸收材料的隐形飞机,它们有效避开了伊拉克的雷达监测。
据悉,瑞典海军近年来研制成功的世界上第一艘隐形战舰已投入使用,美、英、日、俄等国均已研制出自己的隐形坦克和其他隐形作战车辆。
此外,电磁波吸收材料还可用来隐蔽着落灯等机场导航设备及其它地面设备、舰船桅杆、甲板、潜艇的潜望镜支架和通气管道等设备。
隐身材料
甚低频 (超长波)
低频 (长波)
中频 (中波) 广播段
高频 (短波)
甚高频 (超短波)
特高频 (分米波) 雷达频率
超高频 (厘米波)
极高频 (毫米波)
亚毫 米波 红外线
音频 视频 微波段
频率 3 kHz 30 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz
F-117A
F-117A
F-117A是美国前洛克希德公司研制的隐身攻 击机。是世界上第一种可正式作战的隐身战斗 机。设计始于70年代未,1981年6月15日试飞 成功,次年8月23日开始向美国空军交付,共向 空军交付59架。F-117A服役后一直处于保密之 中,直到1988年11月10日,空军才首次公布了 该机的照片,1989年4月F-117A在内华达州的 内利斯空军基地公开面世。F-117A自装备部队 以来参加了入侵巴拿马、海湾战争、科索沃战 争、阿富汗战争、伊拉克战争等多次实战行动, 战果显著。2008年退出现役。
就是“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能 力”和“超视距打击”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ J-20
J-20
F-22
F-22
F-35
F-35
F-35b
T-50
T-50
RQ-170无人侦察机
X-47b
B-2
法国 神经元
2013年11月21日,中国“利剑”隐身无人 作战攻击机成功进行了首次试飞.
RAH-66隐身武装直升机
2006年,Pendry在Science 上发文指出,可 以利用负折射材料可以设计出“隐形斗篷”。 在负折射率材料中,折射率的材料入射到具有 负折射率材料的界面时,光的折射与常规折射相 反,入射光线和折射光线处在于界面法线方向同 一侧,也就是说,在这种材料中,光出现了异常 传播,出现了扭曲的现象。要实现材料的隐身, 最关键的技术就是制造出能扭曲可见光波的材料, 只要制造出性能合适的材料,“隐形斗篷”将可 能实现。而这种材料,正是具有负折射率的超材 料。
初中九年级物理:雷达和隐形飞机
雷达和隐形飞机一、雷达雷达是利用电磁波发现目标,并测定其位置的电子设备。
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器和电源等组成。
其中,天线是雷达实现天空域、多功能、多目标扫描的技术关键;信号处理器是雷达的核心组件。
雷达发射出的无线电波碰到飞机会被反射,并重新被雷达接收,通过处理即可显示飞机的方位。
二十世纪五十年代,国际上便研制出脉冲多普勒雷达,可以探寻超音速飞机。
其中用到的一个重要原理就是多普勒效应,即反射回来的无线电波的频率会随飞机移动状态而变化。
二、隐形飞机的原理隐形飞机被形象地喻为“空中幽灵”,它们行踪诡秘,能有效地躲避雷达跟踪。
从原理上来说,隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到,它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。
隐形飞机之所以能“隐身”,主要是通过降低飞机的电、光、声这些可探测特征,使雷达等防空红外探测器不能够早期发现来实现的。
采用两种技术,便能够减少雷达接收到的有效信号。
隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。
1.外形设计上隐形首先,隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,这样可使散射的信号偏离力图接收它的雷达。
飞机在外形设计上采用了非常规布局,消除小于或等于90°的外形夹角,发动机进气口置于机身背部或机翼上面,采用矩形设计并朝上翻。
2个垂直尾翼均向外斜置,机身与机翼融为一体,使飞机对所有雷达波形成镜面反射,减小雷达回波。
例如,SR-71“黑鸟”飞机和B-1隐形轰炸机采用的弯曲机身;贝尔AH-1s“眼镜蛇”直升机最先采用的扁平座舱盖;在海湾战争中发挥重要的F-117A“大趋势”隐形战斗机采用的多面体技术;美国波音F-111实验机上的任务自适应机翼等。
这些飞机的造型之所以较一般飞机古怪,就是因为特种的形状能够完成不同的反射功能。
飞机隐身涂层ppt课件
激光隐身技术采取的主要手段
•
实现激光隐身技术的途径主要有外形技术和
材料技术,其中外形技术是通过目标的非常规外形
设计降低其雷达散射截面(LRCS);而材料技术
是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂层
使其对激光的吸收率大,反射率小,以达到隐身的
目的。因为外形设计只能散射30%左右的雷达波,
且很难找到LRCS与气动力学俱佳的外形,因此要
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• 隐身涂层要求在尽量宽的频带内,用尽量 薄的涂层,尽量轻的材料,所得到涂层的 吸雷达波能力最强,即追求薄涂层、宽频、 强吸收的效果。
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• 按材料损耗机理,吸波材料可分为电损耗 型和磁损耗型。电损耗型包括电阻型和电 介质型两种。
• 按吸收机理,吸波材料可分为吸收型和干 涉型两类。
• 按化学成分,吸波材料可分为无机吸波材 料和有机高分子吸波材料。
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• 材料的红外辐射特性决定于材料的温度和 发射率。红外隐身材料也可相应分为两类: 控制发射率的材料和控制温度的材料。
• 红外隐身涂层具有低发射率,高反射率, 在红外线辐射频段才有良好的隐身效果。
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• 红外隐身涂料的构成一般由填料和黏结剂两部分 组成。
• 目前用于热红外隐身涂料配方中的填料大致分为 如下几类:金属填料、着色填料、半导体填料等。
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测试方法
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红外隐身涂层隐身测试 雷达波反射率测试
激光后向散射特性测试
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一 红外隐身涂层隐身测试
• 我们主要从三太方面检验红外隐身涂层隐 身效果:
• 1是可见光和近红外波段反射率检测 • 2是8~14μ m波段发射率的检测 • 3是材料的导热系数测量
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隐身技术
pi材料在战争的应用
pi材料在战争的应用
在战争中,pi材料可以应用于许多领域,如军事工程、航空航天、战术装备等。
以下列举了一些可能的应用:
1. 护盾:pi材料可以用于制造防弹护盾或防弹车辆车体,能够有效抵挡子弹、炮弹等来自敌方的威胁。
2. 隐身技术:pi材料具有良好的隐蔽性能,可以用于制造隐形飞机、隐形战舰等军事装备,减少雷达信号的反射和被探测的可能性。
3. 装甲材料:pi材料可以用于制造坦克、装甲车等军用车辆的装甲板,提供更高的抗爆炸和抗冲击能力。
4. 无人机:pi材料可以用于制造无人机结构,减轻飞行器的重量,提高其机动性和航程。
5. 能源储存:pi材料可以用于制造高性能电池材料,提供给军事装备、通信设备等高能耗设备供电。
6. 伪装:pi材料可以用于制造伪装服和伪装网等军事用品,使士兵更好地隐蔽自己的位置。
7. 通信设备:pi材料具有较低的电磁波反射特性,可以用于制造无线电天线和隐蔽通信设备,提高军方的通信安全性。
总之,pi材料在战争的应用范围广泛,能够为军事领域提供更高的安全性、隐蔽性和战斗效能。
纳米作业一
一、纳米材料用于隐形飞机的隐形原理:雷达和通信设备工作时会发出电磁波,表面会反射电磁波,运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线,以及物体(如飞机)会反射照射向它的雷达波,这样,就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比,容易被敌人发现。
通过多种途径,设法尽可能减弱自身的特征信号,降低对外来电磁波、光波和红外线反射,达到与它所外的背景难以区分,从而把自己隐蔽起来。
这就是“低可探测技术”。
吸波材料是指能吸收投射到他表面的电磁波能量,并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量,一般由基体材料与吸收介质复合而成。
其中,纳米吸波复合材料具有吸波频带宽、兼容性好、质量轻、厚度薄等特点,是一种很有发展前景的吸波材料。
纳米吸波复合材料可分为结构性和涂覆型两种。
1.结构型纳米吸波复合材料:原理:是将吸收剂分散由特种纤维(如石英纤维、玻璃纤维)增强的结构复合材料中所形成的结构符合材料,以具有承载和吸收雷达波的双重功能,从而体现隐身。
2.涂覆型纳米吸波复合材料:原理:是将吸收剂与粘合剂混合后涂敷于目标表面形成吸波复合涂层,将这种涂层涂敷于表面即制成涂覆型纳米吸波复合材料。
现在的隐形飞机已开始有选择的采用纳米吸波材料,即将纳米粉均匀的分散到飞机表面涂料当中,增强吸收雷达电磁波的效率,利用吸波材料吸收大部分的雷达波。
二、什么是量子遂穿效应?按照经典理论,总能量低于势垒是不能实现反应的。
但依量子力学观点,无论粒子能量是否高于势垒,都不能肯定粒子是否能越过势垒,只能说出粒子越过势垒概率的大小。
它取决于势垒高度、宽度及粒子本身的能量。
能量高于势垒的、运动方向适宜的未必一定反应,只能说反应概率较大。
而能量低于势垒的仍有一定概率实现反应,即可能有一部分粒子(代表点)穿越势垒(也称势垒穿透barrier penetration),好像从大山隧道通过一般。
这就是隧道效应。
量子隧穿效应 (Quantum tunnelling effect) ,是一种衰减波耦合效应,其量子行为遵守薛定谔波动方程。
“隐形飞机”是指什么样的飞机
“隐形飞机”是指什么样的飞机
1、隐形飞机是指一些通过低可侦测性技术而难以被雷达侦测的军用航空器(亦称“军用飞机”,简称“军机”)。
这种说法是对具备低可侦测性军机的泛称,并非严格的军事学分类,其指涉范围包括但不限于战斗机。
典型的隐形飞机机身涂有雷达波吸收材料(Radar-Absorbing Material,RAM),能吸收雷达信号,且通过特殊的外型设计来降低雷达反射。
此外,设计时也考虑到抑制飞机本身所发出电子信号、热能和噪音。
2、隐形飞机所运用的基本原理
用雷达寻找飞机有点像在黑夜里用手电筒找人。
这个人如果想要不被找到,有三个方法:
1、穿上反射光波能力较差的衣服,比如粗糙的黑布衣服。
2、,把身体变得透明。
3、他可以躲在一面和地面呈一定角度的大镜子后面,镜子把手电筒的光反射到“天上”去,拿手电筒的人就看不到了。
飞机要躲避雷达的探测,也主要有三种方法:
1、采用反射雷达波较少的材料涂在飞机的表面。
2、可以采用“透波材料”,也就是对雷达波“透明”的材料。
3、方法就是躲在“倾斜的镜子”下面,飞机通过特定的外形设计,可以让多数雷达波反射不到雷达接收机的位置。
揭秘“铁球漆”:美军极密磁性隐身涂料,半世纪前乌龙式送进中国
揭秘“铁球漆”:美军极密磁性隐身涂料,半世纪前乌龙式送进中国D-21残骸在北京小汤山的中国航空博物馆内,有一件神秘的飞机残骸。
这件残骸,是1970年代初期在云南缴获的一架美军坠毁的无人侦察机。
当年,中国空军曾经多次击落美军“火蜂”无人机,然而这架无人机的先进性却远远超过“火蜂”。
这就是美国当年高度保密的D-21高空高速侦察机。
D-21无人机是美军给中国送来的大礼,其中最有价值的就是隐身技术。
这时候,甚至连F-117A“夜鹰”隐身战机还没首飞,但“夜鹰”关键的隐身黑科技却提前好几年就给中国送来了一手样品。
这个黑科技,就是F-117A使用的隐身涂料——“铁球漆”。
F-117A“夜鹰”美国隐身科技在半世纪前就获大量成果F-117A“夜鹰”是人类名义上第一种隐身战机,原型机YF-117A 在1981年才首飞。
然而事实上,美国军方很早就已经将隐身技术用于飞机设计,最典型的就是U-2、A-12和SR-71侦察机,以及D-21无人侦察机。
早在1960年代,美国就已经在隐身研究方面获得了许多成果,包括折线式外形、隐身涂料甚至离子隐身技术。
这些技术概念经过几十年发展,至今仍应用在新一代隐身飞机上。
其中最重要的一项,就是用于飞机外表的隐身涂料。
M-12(A-12变型机)搭载的D-21无人机隐身涂料,人类在雷达应用于战争后不久就开始研制了。
最早的隐身涂料是纳粹德国发明的,是一种含有石墨颗粒的外层涂料。
这种涂料在外表形成的涂层,可以在一定程度上吸收雷达波,减少自身的反射信号。
这种隐身涂层最早应用于德国潜艇的通气管外壳,以规避英军雷达的搜索。
后来,隐身涂料也被用于德国Ho-229飞翼式战斗轰炸机,这种飞机酷似当代的B-2轰炸机。
这些相关技术在二战后后来都流向了美国军方。
在1960年代问世的A-12和SR-71高空高速侦察机,首先应用了一种新式隐身涂料。
这种隐身涂料在美国空军一直处于保密状态,直到本世纪初才解密。
这种涂料就是“铁球漆”,将二战德国涂料中的石墨颗粒,换成了铁制微粒,不过其中的技术含量却远远不止于此。
隐形战斗机的材料原理是
隐形战斗机的材料原理是隐形战斗机的材料原理是指通过特殊的材料、设计和技术,使战斗机能够减少其对雷达、红外线和声纳等探测系统的反射和辐射,从而降低被探测和追踪的概率。
这种技术被广泛应用于第五代战斗机,如美国的F-22猛禽和F-35闪电II、中国的歼-20等。
一、隐身涂层材料隐形战斗机的主要材料之一是隐身涂层。
隐身涂层通常由复合材料制成,其中包含金属、陶瓷、橡胶和导电聚合物等材料。
这些材料具有特殊的反射特性,能够减少雷达波的反射和散射。
此外,隐身涂层还能够吸收红外线和声波等能量,减少对红外和声纳探测系统的辐射。
它还具有防水、耐高温和耐腐蚀等特性,能够保护飞机表面免受恶劣环境的侵蚀。
二、飞机外形设计隐形战斗机的外形设计也是实现隐形性能的重要因素。
它采用了低可探测的飞机外形,具有平滑的曲线和各种边缘角度,从而减少雷达波的反射和回波。
此外,战斗机还配备了内置式武器舱,将武器和外部挂架隐藏在机身内部,减少了外部悬挂物对雷达探测的敏感性。
三、进气口设计隐形战斗机的进气口也采用了特殊设计。
进气口通常被放置在飞机的顶部或底部,以减少对雷达的敏感性。
同时,进气口还配备了特殊的内外盖板技术,能够在飞行时调整进气口尺寸和形状,以获得最佳的进气性能。
四、传感器技术隐形战斗机还配备了先进的传感器技术,用于探测和跟踪敌方目标。
这些传感器通常采用雷达、红外线和光学等技术,能够实时获取敌方目标的信息,并与飞机的导航和武器系统进行集成。
通过使用隐身材料和传感器技术的组合,战斗机能够在探测和跟踪中保持较低的雷达截面和红外辐射。
综上所述,隐形战斗机的材料原理主要包括隐身涂层材料、飞机外形设计、进气口设计和传感器技术等方面。
这些技术的综合应用,使得战斗机能够在敌方的雷达、红外线和声纳等探测系统中减少被探测和追踪的概率,提高了其隐蔽性和生存能力。
对于现代战争中的空中优势争夺具有重要意义。
隐形飞机原理
隐形飞机原理引言隐形飞机是指具有较高的隐身性能的飞行器,使其能够在雷达、红外和可见光等多种传感器探测下减少被发现的可能性。
本文将介绍隐形飞机的原理及相关技术。
1. 隐身技术分类隐形技术主要分为几个方面:吸波材料、减少雷达截面积、减少红外特征和降低声纳信号等等。
1.1 吸波材料隐身飞机通常使用吸波材料来减少雷达反射。
这些材料能吸收或散射入射的电磁波,从而减少被雷达探测到的可能性。
吸波材料一般由碳纳米管等复合材料构成,它们具有较高的导电性能和电磁波吸收特性。
1.2 减少雷达截面积隐形飞机通过设计外形和表面来减少雷达截面积。
采取的措施包括:斜面设计、减少棱角、使用低反射涂层等。
这些措施可以使飞机在雷达波束扫描时减少回波信号。
1.3 减少红外特征为了减少被红外传感器探测到的可能性,隐形飞机还采取了减少红外特征的措施。
例如,使用涂层材料来减少红外辐射,采取热量隔离技术等。
1.4 降低声纳信号隐形飞机还采用了一系列技术来降低声纳信号,以减少被声纳传感器探测到的可能性。
这些技术包括:隔音设计、使用减噪材料等。
2. 隐形飞机的工作原理隐形飞机的工作原理是基于减少被探测到的几个关键方面:2.1 雷达隐身隐形飞机采用了吸波材料和减少雷达截面积的措施,从而减少被雷达发现的可能性。
吸波材料能够吸收入射的雷达波,降低回波信号。
同时,通过设计外形和表面,减少雷达截面积,使得飞机在雷达波束扫描时更难被探测到。
2.2 红外隐身隐形飞机通过减少红外特征来降低被红外传感器探测到的可能性。
采取的措施包括使用涂层材料减少红外辐射,以及热量隔离技术等。
2.3 声纳隐身隐形飞机采用一系列技术来降低声纳信号,减少被声纳传感器探测到的可能性。
这些技术包括隔音设计和使用减噪材料等。
3. 隐形飞机的应用隐形飞机的应用领域主要包括军事和民用领域。
在军事领域,隐形飞机可以增强战斗机的隐蔽性和打击能力,提高对敌方的突然袭击能力。
在民用领域,隐形飞机可以应用于民航和无人机等领域,提高飞行器的安全性和隐私保护。
军事战争中的材料剖析
10 掺杂高损物吸波涂料:这类吸波涂料由导电纤维与 高损物 ( 如炭黑、陶瓷和粘土等 ) 和树脂组成。其中导电 纤维长度是雷达波波长的一半 , 涂层的厚度最好是雷达波 波长 1/ 4 的奇数倍。
11 稀土元素吸波涂料 :是新开发研制的一类吸波涂料 , 以稀土磁性材料为吸收剂。另外稀土元素常作为添加剂加 在其它吸波涂料中 , 用以调节吸波涂料的电磁参数。
2.羰基铁吸波涂料
2.羰基铁吸收剂是目前最 为常用的雷达波吸收剂之 一 , 它是一种典型的磁损 耗型吸波材料 , 磁损耗角 可达 40 °左右 , 与高分 子粘结剂复合成的吸波涂 料具有吸收能力强、应用 方便等优点。但是由于羰 基铁吸收剂存在着比重 大 , 在涂料中体积占空比 一般都大于 40 % , 因此 导致这种吸波涂料仍存在 面密度大的缺点。 近期欧洲GAMMA 公司研制 了一种新型吸波涂料 , 这种 吸波涂料采用以羰基铁单丝 为主的多晶铁纤维作为吸收 剂 , 可在很宽的频带内实现 高吸收率 , 由于这种吸收剂 体积占空比为 25 % , 因此 重量可减轻 40 % ~ 60 % 。
铁氧体吸波涂料
1.铁氧体吸波涂料因为价 格低廉 , 吸波性能好 , 即使在低频、厚度薄的情 况 下 仍 有 良好 的 吸 波 性 能 , 在米波至厘米波范 围内 , 可使反射能量衰 减 17 ~ 20DdB , 从 50 年代至今仍被广泛应用。 按微观结构的不同 , 铁 氧体可分为六角晶系铁 氧体、尖晶石型铁氧体 和稀土石榴石型铁氧体三 类。
由于单一的吸收剂一般很难满足吸波涂料对宽频带吸收的 要求 , 因此 , 在实际应用中常通过对涂层进行设计 , 采用 多种吸收剂以满足宽频带的吸波要求。
服役中的隐形飞机
“Spirit 幽灵”
隐身材料和隐身技术
大众科技报/2003年/06月/17日/隐身材料和隐身技术邵学文 大家可能对在两次海湾战争中出尽风头的隐身战斗机F—117A记忆犹新,它的英文名字是stealthy aircraft,又可译成隐形飞机。
据报道,在第一次海湾战争中,参战的44架F—117隐身战斗机先后执行了1600架次空袭任务,本身无一机损失,这一辉煌的战绩完全归功于隐身技术和隐身材料的使用。
隐身技术是为了减少目标物的雷达、红外、光电、目视等观测特征而在设计中采用的一项高技术综合体。
隐身技术的研究起源于20世纪60年代的U—2和SR—71间谍飞机,这些飞机主要靠本身机载电子干扰和对抗设备,或采用投掷金属干扰箔和黑色涂料隐蔽等手段保护自己,现代隐身技术主要包括红外控制技术和雷达波吸收技术等。
红外控制技术该技术是为了逃避红外传感器发现目标,采用的主要方法是降低飞机的红外辐射。
具体措施为,降低发动机的喷口排气温度和改变喷口方向,使发动机排气更干净,烟道气更淡;采用喷气或气动雾化式装置,使燃油充分燃烧,以减少红外喷泄;在燃油中加入添加剂如二茂铁及其衍生物,提高燃烧速度,充分利用热能,减少排气中的红外辐射;在飞机表面涂盖放射性同位素如钋等,使放射出的高能粒子在飞机周围形成等粒子屏以达到屏蔽和吸收红外辐射等。
雷达波吸收技术雷达是利用无线电波发现目标及位置的装置,其工作原理是雷达的发射机不断产生高频脉冲形成微波波束,当波束遇到目标物时,其中一小部分反射回来被吸收后,就会显示目标物的距离、方向、高度及图像等。
雷达为了能发现目标,要求有强的目标反射,而回波强度将取决于目标尺寸与工作波长之比。
如何使雷达失去监视作用呢?一方面采用散射、干涉等手段破坏雷达所发散的波束,如通过设计飞机独特外形使电磁波散射。
F—117战斗机的外形像一个堆积起来的复杂多面体,大部分表面都向后倾,具有大后掠机翼和V字形双重尾,这种外形能使雷达波改变反射方向,产生散射,使敌方雷达难以捕捉。
科普——什么是吸波材料
第八章隐身技术及隐身材料简介§8.1 雷达隐身技术及吸波材料§8.1.1 雷达隐身技术现代军事技术的迅猛发展,世界各国的防御体系被敌方探测、跟踪和攻击的可能性越来越大,军事目标的生存能力和武器系统的突防能力受到了严重威胁。
因而,武器的隐身得到了广泛的重视,并迅速发展,形成一项专门技术——隐身技术(stealth technology)。
它作为一项高技术,与激光武器、巡航导弹被称为军事科学上最新的三大技术成就。
隐身技术是指在一定范围内降低目标的可探测信号特征,从而减小目标被敌方信号探测设备发现概率的综合性技术。
现代隐身技术按目标特征分类,可分为可见光隐身技术、雷达或微波隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术和声波隐身技术,其中雷达隐身占60%以上,因而雷达波隐身技术是当前隐身技术研究的重点[1]。
雷达隐身涂料的发展使得隐身目标的战场生存能力和武器系统的突防能力得到了极大的提高,并在近十年的局部战争中发挥了重大作用,影响了现代战争的模式和概念。
早在20世纪30年代,荷兰就首先将吸波材料用于飞机隐身[2]。
其后,德、美等国也将吸波材料用于飞机和舰艇。
到60年代,美国将吸波材料用于U-2、F-117等飞机上。
80年代中后期相继面世的美国隐形飞机无疑代表了吸波材料实际应用的巨大成就。
其中,最有代表意义的是F-117、B-2、F-22等隐形飞机。
F-117隐身战斗机成功并系统地运用了各种缩减雷达散射截面的措施,使其RCS值减小到0.025m2;B-2隐形轰炸机的RCS值为0.1m2;而人的RCS值为1m2[3]。
雷达隐身技术的核心是缩减目标的雷达截面积(RCS)。
减少武器RCS值的途径主要有三条:(1)外形隐身技术。
通过外形设计来消除或减弱散射源,特别是强散射源。
(2)阻抗加载技术。
通过加载阻抗的散射场和武器的总散射场互相干涉来减少RCS。
(3)材料隐身技术。
通过材料吸收或透过雷达波来减少RCS值。
隐身材料
战斗机隐身涂层一、隐身机理信息化战争中, 武器平台的高度信息化和电子化, 使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。
它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外, 其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下, 使其生存能力和战斗能力面临极大挑战,这样其隐身性能就显得尤为重要。
而隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。
实现隐身的方法:1)缩小雷达反射截面;2)降低红外线信号特征;3)等离子体技术。
其中缩小雷达反射截面的技术途径: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。
二、隐身涂层隐身涂料的分类:防红外线隐身涂料;防雷达波隐身涂料;防激光探测隐身涂料等。
以防雷达波隐身涂料为例介绍相关技术:涂敷型吸波涂料实质上是一种高分子复合涂料。
它是以高分子溶液或乳液为基料,把吸波剂和其它附加成分分散加入其中而制成。
如美国研制的系列铁氧体吸波涂料,主要成分是锂镉、镍镉和锂锌铁氧体,它在厘米波段到分米波段,可使雷达波反射衰减达20dB。
日本研制的铁氧体和氯丁橡胶或氯磺化聚烯等吸波涂料,当涂层厚度为(117~215)mm时,对(5~10)GHz的雷达波反射衰减达30dB。
目前国外正在研制超薄层、宽频带、高效能的吸波涂料,例如放射性同位素吸波涂料。
它利用钋210(210P0)和锔242(242Cm)等同位素射线产生的等离子体来吸收雷达波,在(1~20)GHz的宽频带内雷达反射波可衰减20dB。
美国伯奇博士研制一种名为ATRSBS的化合物(一种席夫氏碱盐),它吸收雷达电磁波后即转化为热能,起到雷达隐身之作用。
近几年来,国外开发了一种四针状氧化锌晶须ZnOw(Tetrapod-Shaped Zinc Oxide Whisker),ZnOw是四针状晶体,四根针从正面体的重心向三维方向展开,这在数十种晶须中是独一无二的,由于其导电性能优异和典型的四针状三维结构,不仅可用作抗静电材料、微波发热体材料,而且更是电磁波吸收体,在雷达工作的(5~18)GHz波段由它可吸收高达20dB的电磁波(即99%以上),是一种综合性能良好的雷达隐身涂料。
讲解美国隐形飞机所用到的隐形涂料
讲解美国隐形飞机所用到的隐形涂料讲解美国隐形飞机所用到的隐形涂料讲解美国隐形飞机所用到的隐形涂料最近讨论最多的话题是美国无人机RQ-170被伊朗截获,隐形飞行到底用的什么隐形呢,其中有一种涂料是必不可少的:隐形涂料和所谓之隐形涂料,是我们看不到的吗?为了解决大家的疑惑,中国涂料人才网来给您讲解下隐形涂料也叫雷达吸波材料雷达吸波材料是最重要的隐身材料,其中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要,国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。
(1)结构型雷达吸波材料结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料,它既能承载作结构件,具备复合材料质轻、高强的优点,又能较好地吸收或透过电磁波,已成为当前隐身材料重要的发展方向。
国外的一些军机和导弹均采用了结构型RAM,如SRAM导弹的水平安定面,A-12机身边缘、机翼前缘和升降副翼,F-111飞机整流罩,B-1B和美英联合研制的鹞-Ⅱ飞机的进气道,以及日本三菱重工研制的空舰弹ASM-1和地舰弹SSM-1的弹翼等均采用了结构型RAM。
近年来,复合材料的高速发展为结构吸波材料的研制提供了保障。
新型热塑性PEEK(聚醚醚酮)、PES(聚醚砜)、PPS(聚苯硫醚)以及热固性的环氧树脂、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和异氰酸酯等都具有比较好的介电性能,由它们制成的复合材料具有较好的雷达传输和透射性。
采用的纤维包括有良好介电透射性的石英纤维、电磁波透射率高的聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维、陶瓷纤维,以及玻纤、聚酰胺纤维。
碳纤维对吸波结构具有特殊意义,近年来,国外对碳纤维作了大量改良工作,如改变碳纤维的横截面形状和大小,对碳纤维表面进行表面处理,从而改善碳纤维的电磁特性,以用于吸波结构。
美国空军研究发现将PEEK、PEK和PPS抽拉的单丝制成复丝分别与碳纤维、陶瓷纤维等按一定比例交替混杂成纱束,编织成各种织物后再与PEEK或PPS制成复合材料,具有优良的吸收雷达波性能,又兼具有重量轻、强度大、韧性好等特点。
为什么隐形飞机会隐身?
为什么隐形飞机会隐身?
隐形飞机是指使用减少散射和把电磁波的反射降到最低的飞机或者飞
行器。
它的原理主要是利用以下几种技术:
一、抑制静电散射
为了降低飞机在外界电磁波沿着机身传播时可能产生的散射,研制人
员将在安装绝缘涂层和复杂的集成结构等设计上做出极大的努力。
通
常情况下,可以通过外部施加油漆和吸引剂来降低散射,从而提高隐
身性。
二、降低电磁波反射
为了降低电磁波从机身反射,通常使用吸收材料,如碳纤维、氟替硅
脂或皮卡贝尔材料等作为隔热层。
这些吸收材料可以吸收和消散电磁波,进而减少来自外部的反射,达到隐身的目的。
三、层状电磁导体
层状电磁导体,即使用多个特制的导体层,以抑制外界传入的电磁波。
通过将该材料固定在机身上可以屏蔽电磁波,有效隔绝周围电磁波,
使飞机在外部看不出来。
四、电磁设计
在电磁设计中,不同的部件被特殊设计,以达到最低的散射和反射率。
例如,飞机的驾驶舱上百余个细小的部件需要被精确设计以降低散射
和反射,这使得在外部观测时隐身效果更佳。
总之,隐形飞机能够隐身,主要是依靠上述技术,抑制散射和反射,
使其可以更加隐蔽,有利于其执行任务时不被发现。
隐形飞机材料
隐形飞机材料所谓飞机隐形,并不是像中国古代神话中描绘的隐形草一样,只要拿在手中,别人就看不见了。
它是指通过各种手段,尽量降低飞机被敌方雷达、红外辐射等探测系统发现和跟踪的可能性。
其中吸波涂料在飞机隐形功能上起到的作用仅次于飞机的外形结构,按其功能又可分为雷达吸波涂料、红外吸波涂料、可见光吸波涂料、激光吸波涂料、声纳吸波涂料和多功能吸波涂料。
目前的隐身飞机都是对雷达和红外探测具有一定的隐身性。
至于光学方面,无非是通过机身尺寸,体积以及颜色的一些设计来进行,最多只是让你发现距离稍微近一点罢了。
隐形对于一般人来说都不陌生,虽然这些说法大多数来自小说和神话,但是在现实生活中也不乏隐形的例子。
比如说变色龙就能够通过改变自己的颜色来进行隐形。
人们通过研究仿生学,并且应用了最新的技术和材料,终于在庞大的飞机上也实现了隐形。
从原理上来说,隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到,它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。
隐形飞机在现阶段能够尽量减少或者消除雷达接收到的有用信号,虽然是最为秘密的军事机密之一,隐形技术已经受到了全世界的极大关注。
让我们看看隐形飞机在设计上遵循的规律。
隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。
首先,隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。
例如,SR-71“黑鸟”飞机和B-1隐形轰炸机采用的弯曲机身;贝尔AH-1s“眼镜蛇”直升机最先采用的扁平座舱盖;在海湾战争中发挥重要的F-117A“大趋势”隐形战斗机采用的多面体技术;美国波音F-111实验机上的任务自适应机翼等。
这些飞机的造型之所以较一般飞机古怪,就是因为特种的形状能够完成不同的反射功能。
其次,隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料,吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。
雷达吸波材料分两大类,一类是谐振型,一类是宽频带型。
其中谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。
令人惊叹的“海雀”
公里 /小 时 。其 飞 行 高 度 也 没 有 上 果— — 当它 飞行 到 1 0米左 右的 高空 宅 区里 面 ,而 不用 担 心 会 造成 扰 民 , 5
力驱动 隐形 飞机— — “ 雀 ( uf ” 海 P f n) i
尽 管 使 用现 今 最 先 进 的 锂 电 池 , 急情 况下 ,飞机 还可 以进 行强 迫性 紧
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二 、广泛的应用前景 超静音的特性使得 “ 海雀”具备 了潜在的特殊军事功能 ,可以作为特 种部队和其他部队执行秘密军事任务
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高 ,而它们产生的热量却很低,这就
意味 着 它们在 执行 军事 任务时 的热 信
溉 念 飞机 ,使 用 了碳 纤 维 复合 材 料 , 右 的 航 程 。研 究 人 员正 计 划 在 未 来 受全部负荷的冲力 ,而不仅仅是缓冲
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所谓材料技术,就是采用吸波材料,使飞机不反射或少反射雷达波,降低其RCS,“迷盲”对方雷达,从而提高飞机的生存能力和突防能力。
这里所说的吸波材料是靠雷达波在材料中感生的传导电流,产生磁损耗或电损耗,以衰减雷达波,进而减少目标的RCs。
这些材料包括铅铁金属粉、不锈钢纤维、石墨粉、铝箔、炭黑、陶瓷电解质和铁氧体等,它们可以以添加剂的形式引入飞机的表面涂层中,也可以直接加入到橡胶、树脂等高分子粘合剂中,制成具有隐身性能的复合材料板材或飞机结构。
据报道,美国F-117A飞机的表皮涂层中就使用了至少6种以上的吸波材料;而B-2隐形轰炸机的机身和机翼则都直接采用了吸波材料结构。
所谓阻抗加载技术,就是根据电磁波干涉原理,产生以附加波来抵消入射波,以实现隐身的一种技术。
最常见的一种方法是在机身上适当地“开口子”或“拉槽”,人为地产生一些“谐振腔”,这些谐振腔会在入射波的激励下自动产生以抵消入射波的附加波:另一种做法是通过飞机内部的专门装置来产生附加波,该附加波的空间分布与飞机周围散射(反射)电磁波的分布相同,幅值相等,但相位相反,因而附加波和散射电磁波可以相互抵消。
等离子体是由电子、正负离子、中性气体分子和原子等粒子混合而成的物质。
是继固体、液体、气体三种形态之后的第四态物质。
等离子可以通过专门的等离子体发生器来产生,也可以通过物体表面涂敷放射性同位素来产生。
不管何种产生方式,只要飞机表面形成一层具有足够电离密度和厚度的等离子体,雷达辐射的电磁辐射就会有一部分被等离子体吸收,另一部分则在等离子体层中发生绕射,或改变传输方向,而不产生有效反射。
这就是所谓的等离子体隐身技术。
近年来,等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。
为了对付性能越来越高的雷达侦察系统,除了上述几种技术以外,最近两年,一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。
该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法,来抑制飞机本身的电磁辐射,降低被雷达侦察到的概率。
采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。
红外隐身技术,降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。
这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现,或者被红外制导导弹“盯梢”,从而给飞机招来灭顶之灾。
红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射,减小飞机与背景之间的温差,使红外探测系统看不见或看不清。
现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右,是飞机上最强的热辐射源。
降低尾喷管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。
为此,飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管,加大尾喷管和冷空气的接触面,以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合,.降低红外幅射。
这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B-2隐形轰炸机上。
除了使用矩形二元尾喷管外,有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力,加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。
飞行员在使用飞机发动机加力时,高温燃气中普遍缺氧,加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧,常常随燃气射流排到大气中去。
剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧,形成高温尾焰,其红外特征异常明显。
因此,可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机,如,美国的F-117A、B-2隐形等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。
为了对付性能越来越高的雷达侦察系统,除了上述几种技术以外,最近两年,一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。
该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法,来抑制飞机本身的电磁辐射,降低被雷达侦察到的概率。
采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。
红外隐身技术,降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。
这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现,或者被红外制导导弹“盯梢”,从而给飞机招来灭顶之灾。
红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射,减小飞机与背景之间的温差,使红外探测系统看不见或看不清。
现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右,是飞机上最强的热辐射源。
降低尾喷
管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。
为此,飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管,加大尾喷管和冷空气的接触面,以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合,.降低红外辐射。
这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B - 2隐形轰炸机上。
除了使用矩形二元尾喷管外,有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力,加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。
飞行员在使用飞机发动机加力时,高温燃气中普遍缺氧,加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧,常常随燃气射流排到大气中去。
剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧,形成高温尾焰,其红外特征异常明显。
因此,可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机,如,美国的F-117A、B-2隐形轰炸机就采用了这种发动机。
此外,用机身、机翼或尾翼遮挡尾喷管,让尾喷管的红外辐射更具方向性,使红外探测器不能从地面探测到飞机,也不失为一种红外隐身的有效方法。
当飞机以超音速飞行时,其表面因受到空气强烈摩擦而发热,使飞机表面温度急剧升高。
这种现象叫做空气动力加热。
有资料表明,当飞行速度达到3倍音速时,飞机表面温度可达到300℃。
在作战飞机表面涂敷红外隐身涂料,则可以有效地降低机体的红外辐射强度,进而提高飞机的红外隐身特性。
如美军的A-10等战斗机、攻击机的表面就都涂有这种红外隐身涂料。
声波隐身技术。
让耳朵难以觉察低空飞行曾一度被认为是飞机实施突防的重要手段,然而,飞机在飞行过程中,发动机通常会发出130~160分贝的轰鸣声。
不见其人,先闻其声,这也往往使得飞机过早地被发现。
因此,声波隐身技术对于低空突防的飞机来讲是一个十分重要的问题。
事实上,飞机的噪声源除了发动机外,还包括机体附面层气流起伏引起的结构振动等。
要降低这些噪音,飞机声波隐身技术目前采用的主要措施有两项,一是采用低噪声发动机,如,F—117在跑道上滑行时,600米以外的人几乎听不到它的声响:二是采用像B-2轰炸机那样的锯齿形后缘,降低飞机在高速飞行时引起的轰鸣声。
可见光隐身技术,让肉眼不易发现在“二战”初期,德军战斗机的标志十分醒目,色彩鲜艳,可是他们很快意识到这并非明智之举。
因为他们发现,盟军的飞机大多采用深绿、褐、灰或蔚蓝色,这些颜色常常和蓝天、大地等背景混为一片,找起来着实费劲,于是,德军战机很快改为由四五种颜色组成的密集网伪装图案,这就是早期的飞机可见光隐身技术。
可见,迷彩油漆是飞机上使用最早的可见光隐身材料。
事实上,很多情况下,人们在寻找空中飞机时,首先见到的往往不是机身,而是拖在飞机后面长长的尾迹——“拉烟”。
拉烟是喷气燃料燃烧后的残渣与水蒸气的混合物。
解决拉烟问题的有效办法是采用新型燃油喷嘴,使燃油充分燃烧,或在燃料中添加氯氟黄酸等抗凝剂,消除或减弱飞机的冷凝尾迹,这些技术已被美国B-2隐形飞机使用。
此外,改善飞机外形的光反射特征也可提高可见光隐身性能。
如,将座舱罩设计成多面体,用小平面多向散射取代反射效果与镜面反射相差无几的大曲面反射,从而将太阳光向四周散射出去。
这种技术多用于直升机,最典型的是美国陆军的AH-1S'“眼镜蛇”直升机,该机的座舱为由7个小平面组成的多面体,其隐蔽性明显得到增加。