【最新】隐身技术概述

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
2021/2/2 F-117A战斗机和B-2隐身轰炸机。
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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
(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
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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
• 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。
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诺斯普罗公司B-2
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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。
• 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
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外形尺寸与雷达散射截面积
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隐身技术对现代空中作战的影响
• 极大提高现代作战飞机的突防能力 • 提高现代作战飞机的生存能力 • 改变现代空中突防的战术 • 改变现代空战的战术
• 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。
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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。
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隐身飞机设计特征
• 座舱与机身融合 • 采用翼身融合体结构设计，使飞机
表面尽可能圆滑平坦 • 角椎状机头、多面体机身设计 • 机翼、尾翼隐身设计 • 进气道设计 • 其它外挂设备及机载天线设备
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Q&A
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ห้องสมุดไป่ตู้
• “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。
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角度
RCS随角度的变化
可能的RCS
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洛克希德公司F-117A
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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。
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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。
• 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
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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。
• 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。
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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
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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
• 后期研制的联合攻击战斗机 （JSF）也有类似的特征。
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菱形截面的F-22前机身
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F-35联合打击战斗机
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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
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缩小雷达反射截面
隐身技术概述
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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
2021/2/2 究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术
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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) 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
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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