飞机隐身
隐形飞机的原理

,那隐形飞机的隐形方法就是:
一外形,这个原理很简单,你拿一面镜子,对着自己,如果你可以看见自己,那说明这个波被原路返回了,如果相对于雷达来说,这就是飞机被发现了。但是如果你把镜子的角度偏一偏,就会看不见自己,说明这个波被偏转走了,没有原路返回,相对于雷达来说这个波发射出去,没能原路回到接收机上,那雷达就无法发现隐形飞机了;所以我们知道的隐身飞机,F-117/F-22/B-2的样子都是怪怪的。
三、红外隐身,飞机的发动机是个大热源,非常烫,这样的话红外线探测装置可以在很远的地方就发现飞机。为此,隐身飞机会将喷出的热空气提前与周围的冷空气混合,以降低飞机发动机喷出的气体温度;或者干脆将喷口的位置换到飞机的背上,用飞机自己的机体挡住这个喷口,以便降低红外线探测的距离。同样的,这个降低也是有限度,比如原来温度是900度,现在混合一下,也最多降低到500度,相对于背景温度的几十度甚至零下几十度来说,还是很明显。所以它也只能是降低红外线的探测距离,而不是完全探测不到。
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,使雷达等防空探测器不能够早期发现来实现的。 为了减弱飞机电、光、声这些可探测特征,这种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。在材料使用上,大量采用宽波段吸波性轻质耐热复合材料,并在表面涂覆放射性同位素涂层,通过同位素放射高能粒子,使周围空气形成等离子屏障。在离子与电磁波相互作用过程中,吸收雷达波和红外辐射,整机雷达反射面降到1平方米以下。即使这一点反射,也因通过等离子体的绕射、散射而造成雷达测量上的涂层,第一种反射偏转方法有一个致命局限,那就是雷达相对飞机的位置必须得是固定的,不能变化。还是就镜子来说,虽然偏转了一个角度,你在目前的位置看不到自己了,但是如果你稍微换个位置,就又可以看到自己了,这时的隐形偏转就失灵了。所以飞机还会涂上隐身涂层,这是一种特殊的涂料,他可以将射到自己身上的雷达波全部吸收掉,而不是偏转或者反射回去,这样一来雷达的接收机还是无法收到回波,一样发现不了飞机。但是如果你注意,你会发现我们的收音机都会有FM和AM两个波段,这是因为电磁波不同的波长特性是不一样的,同样的这种隐身涂层也不是万灵的,他只能针对特定的波长吸收,对于不在这个波长段里的雷达波,它一样无效,还是会被发现;
飞机的隐身

• 斜置多面体外形
倾斜双立尾 平板面机身 斜切进气口 斜切翼尖 集中安排反射方向,并避 开雷达威胁区 – 集中安排波峰,降低波峰 间散射强度 – 翼身融合 – 飞翼布局 – 无垂尾设计
• 圆角过渡,消除“角反射
器”
• 遮挡、占位 • 进气道 • 内埋弹舱
– 进气道背负 – S型 – 进气道金属栅网
– 与材料隐身有机结合 – 据称在F-22上获得了85%的
理想导电球体RCS与频率关系
雷达波的极化方式
电场方向称为极化方向
H-H 极化 RCS=0.39m2
V-V 极化 RCS=0.008m2
入射方位角的影响
• 同时与以下三点相关
– 几何形状 – 入射频率 – 极化方式
散射回波的发生方式
• 镜面反射回波与
爬行波回 吸音 – 良好气动设计
– 湍流噪声 – 增升装置、起落架噪声 – 音爆
– 声波隐身对飞机设计的要求 • 发动机风扇气动设计与消音设计 • 射流噪声抑制技术 • 非流线体流动与噪音预测技术 • 流固耦合噪声研究 • 结构振动抑制 • 对民用飞机和直升机尤为重要
红外隐身
• 发动机
– 加力〉不加力 – 涡喷〉涡扇〉涡桨
• 新的问题
内埋弹舱工作时流动复杂 遮挡占位增加气动设计的难度 增加了气动设计的约束 倾斜立尾在纵横向作用上的耦合使得 控制律复杂 – 无立尾时航向控制方式和控制率
反隐身技术
• 长波雷达 • 双/多基地雷达
• 微波武器 • 多探测器
• RCS(Radar Cross Section)
Ss 4 R Si
2
• R——雷达到目标的距离 • Ss ——雷达接收的目标散射的辐射功率密度 • Si ——目标所在位置的雷达发射的辐射功率密度
飞行器隐身技术

进入座舱内。 • 镀膜不影响舱盖的透明度,既保证了飞行员的视野又可以降低RCS值。
F-117座舱盖
控制散射方向,使散射能量集中在雷达威胁区域之外
• 将飞机的主要散射能量偏离雷达的威胁区域,从而来 降低飞机的后向散射能量,降低雷达发现飞机的概率。
• 任一目标的RCS可用一个各向均匀辐射的等效反射器的投 影面积(横截面积)来定义,这个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。
任意形状
相同的RCS
球
RCS的数学表达式
相同
R 任意形状
RCS
球
目标截获的功率
符号定义:
Ii:目标处入射波的功率流密度 Ir:在接收机处散射波的功率流密度 A:接收天线的等效面积 R:表示目标到接收天线的距离 Ω:表示空间立体 Ω=A/R2:从目标看接收天线所张的
• 降低目标和背景的可见光反差
上下表面的迷彩不一致
向下看不见
向上看不清
红外抑制--吸热冷却装置
• 降低目标和背景的热辐射反差 • 分形技术
I like this
3—5微米的喷流热辐射抑制 8--12微米的分形技术
夜间拍摄的红外图象
噪声控制
• 直升机的噪声控制问题 • 低空低速无人机的噪声控制问题 • 潜艇的的噪声控制问题
Es Ei
2
lim
R
4R 2
Hs Hi
2
单站RCS与双站RCS
单站雷达 双站雷达
影响RCS的因素
• 目标材料的电性能 • 目标的几何外形 • 目标被雷达波照射的方位 • 入射波的波长 • 入射场极化形式和接收天
飞机隐身技术

飞机隐身技术隐身飞机自诞生以来,就一直受到各国的广泛关注,各个国家也开始启动了自己的隐身飞机的研发项目,其中包括,德国的“萤火虫”隐身飞机计划,俄罗斯的S-37等,以及其中最引人注目的当属美国开发的第一,第二,第三代隐身飞机。
第一代以F-117和夭折的A-12为代表,F- 117A首次用于实战是在1989年12月了美国对巴拿马的军事行动,遂行轰炸任务,取得巨大成功。
这让隐身飞机被各国所重视。
飞机隐身技术包括雷达隐身技术、红外隐身技术、电子隐身技术、可见光隐身技术、声波隐身技术、电磁隐身技术等,由于现代防空体系中最为重要、使用最广、发展最快的探测器是雷达,因此,雷达隐身技术成为最主要的隐身技术。
雷达隐身技术的核心就是降低目标的雷达散射截面积(RCS)。
目前可采取的RCS减缩手段主要包括外形隐身技术、材料隐身技术及对消技术和等离子体隐身技术。
1 外形隐身技术外形隐身技术就是在一定的约束条件下设计军用目标各部件和整机的外形,使它的RCS 最小,主要理论依据来自目标各部件的电磁散射机理[4],目前采用的主要措施有:①采用翼身融合体,全埋式座舱和半埋式发动机,使机翼与机身、座舱与机身平滑过渡,融为一体;②机翼采用飞翼、带圆钝前缘的V型大三角翼、低置三角翼、平底翼融合体以及活动翼结构等;③努力减少飞机表面能造成散射的突起物、取消一切外挂武器和吊舱,将外挂设备全部置于机内;④借助机身遮挡强的散射源,将发动机进气口设在机身背部,进气道采用锯齿形;⑤座舱盖镀上金属镀膜,使雷达波不能透射入座舱内部;⑥采用倾斜双垂尾或V型尾翼;⑦采用尖形鼻锥;⑧改进天线罩,采用可收放天线等等。
2 材料隐身技术材料隐身技术就是采用能吸收或透过雷达波的涂料或复合材料,使雷达波有来无回、多来少回。
目前主要使用的是雷达吸波材料,此类材料可将雷达波能量转化为其他形式运动的能量,并通过该运动的耗散作用转化为热能。
美国的B- 2A、F- 117A和F- 22等隐身飞机均在金属蒙皮、机翼前后缘、垂尾和进气道等强回波部位大量使用吸波材料来减小RCS。
为什么隐形飞机会“隐身术”?

为什么隐形飞机会“隐身术”?一个飞行器的隐身能力取决于它能否避开敌方的探测系统以及模糊和混淆可能的侦测。
隐形飞机就是利用一系列技术手段来实现这一技术,使敌人在其空中不能发现,从而致使其自身安全。
1、避开敌方探测系统探测系统是隐形飞机无法避免的对手,它们可以在某一时刻准确地将飞机位置反映出来。
为了避免这一弊病,首先要控制飞机上使用的电子设备的发射功率,使其即使被探测也不能被敌方发现。
其次,飞机的形状也应适当的采用流线型的设计,以起到抵抗雷达波的效果。
2、模糊和混淆可能的侦测隐形飞机不仅要对敌方的探测系统进行模糊和混淆,还要对它们自身的发射和传输信号进行模糊和混淆。
另外,它还可以采取一系列特殊的措施,比如根据飞行方向和拐弯的情况,来进行混淆。
最后,采用抗干扰技术,避免所发射的信号被敌方发现。
3、涂层技术涂层技术是隐形飞机的另一个重要技术。
这种技术主要利用特殊的材料,将已配备在飞行器身上的一些电磁设备借助所需的金属等材料进行散射,隐藏其位置,而且它要求由多层涂层组成,从而有效地遮挡受到的电波。
4、使用噪声储存功能使用噪声来屏蔽检测,可以使敌对方探测者发出的脉冲无法通过倔强的噪声而被准确地检测。
另外,它还会分散电子设备之间的数据,使得探测难以发现。
5、烟雾烟雾可以实现泛滥反射,使飞行器的位置变得模糊。
烟雾可以在敌方的探测器上产生模糊的反射,从而使得探测者无法准确发现飞行器的信号和位置,从而实现了隐身的效果。
隐形飞机的隐身“术”技术确实能够提高它的安全性,避免多处危害,即使在被发现的风险下,它仍能确保其安全飞行。
飞机隐身原理

飞机隐身原理
飞机隐身的原理是利用雷达波的反射和吸收特性,以及减少飞机的雷达截面积来达到减弱和干扰雷达探测的效果。
首先,飞机隐身利用反射特性,通过设计飞机的外形和表面材料,使得雷达波在与飞机表面接触时发生散射和折射,使得大部分雷达波不会返回雷达信号源,从而降低被探测到的可能性。
其次,飞机隐身还利用吸收特性,通过给飞机表面涂覆特殊的吸波材料,这种材料能够吸收雷达波的能量,将其转化为热能来分散和吸收雷达波,从而减少被探测到的概率。
此外,飞机隐身还通过减小飞机的雷达截面积来降低被探测到的风险。
雷达截面积是指飞机在雷达波照射下所反射回来的波的面积,截面积越小,就越难被探测到。
因此,飞机隐身会采用各种手段来减小雷达截面积,如减小飞机的尺寸、改变飞机的形状以及设计低反射的边缘等。
总的来说,飞机隐身的原理是综合利用反射、吸收和减小雷达截面积等方法,以达到降低被雷达探测的概率,实现隐身效果。
飞机隐身技术原理

飞机隐身技术原理飞机隐身技术,哇,这可是超酷的一个话题呢!飞机要实现隐身,最关键的一个方面就是在雷达反射上做文章。
雷达是通过发射电磁波然后接收反射波来探测目标的。
飞机要是想不被雷达轻易发现,就得让反射波变得很弱。
这时候,飞机的外形设计就特别重要啦。
比如说,飞机的机身要是设计成那种棱形或者有很多倾斜面的形状,嘿嘿,当雷达波照射过来的时候,雷达波就不会像照射到那种规则的圆形或者方形的物体一样,被大量地原路反射回去。
而是会被这些倾斜面反射到其他方向,这样一来,雷达接收到的反射波就少得可怜啦。
就好像光线照射到镜子上会被反射,但是如果镜子是斜着放的,光线就不会反射到原来的方向啦。
还有啊,飞机的材料对隐身也起着超级重要的作用呢。
现在有很多特殊的吸波材料被应用到飞机上。
这些材料就像是雷达波的“黑洞”一样。
当雷达波照射到这些材料上的时候,它们能够把雷达波的能量吸收掉,而不是把波反射回去。
这多神奇呀。
你可以想象一下,雷达波就像是一群小虫子,本来是想找到飞机这个“目标”的,结果一碰到这些吸波材料,就被吃掉了,根本没法再跑回雷达那里去报告飞机的位置啦。
飞机的发动机尾喷口也是一个需要重点考虑隐身的部分哦。
发动机尾喷口在工作的时候会产生高温,高温就会辐射红外线。
红外线探测器也是能够发现飞机的呢。
所以呢,要想办法降低尾喷口的红外线辐射。
有的设计会把尾喷口进行特殊的遮挡或者是采用一些降温措施。
比如说,让尾喷口的排气和周围的冷空气混合,这样温度就降低啦,红外线辐射也就减弱啦。
这是不是很聪明的做法呀?另外呀,飞机在电子对抗方面也有很多隐身的手段。
飞机可以发射一些干扰信号,这些干扰信号就像是在跟雷达玩“捉迷藏”一样。
它们会让雷达接收到错误的信息,或者是让雷达的信号变得杂乱无章,这样雷达就难以准确地探测到飞机的真实位置啦。
这就好比是在一个很吵闹的环境里,你很难听清楚一个人的声音一样呢。
飞机隐身技术是一个非常复杂而且超级有趣的技术领域。
为什么隐形飞机能隐形

为什么隐形飞机能隐形
隐形飞机经过多年的发展,现在可以被视为一种卓越的科技创新。
它的原理和如何能够瞬间隐身是非常有趣的,我们来探讨一下为什么隐形飞机可以隐身:
1、面向空间无线电波的设计
隐形飞机能够隐身,主要原因在于它采用了特殊的面向空间无线电波的设计,这种设计使得它对无线电波的反射效果很低,致使探测设备无法准确检测到它的位置。
这意味着,当隐形飞机在没有隐藏痕迹(机翼、发动机等)的情况下,它就可以不被发现。
2、声学掩盖技术
隐形飞机能够实现隐身,还受益于一种叫做声学掩盖技术的方法。
该技术的原理是使飞机的声音消失在背景噪音中,被严格的抑制和模糊处理,致使其本身的声音不会被发现或探测。
此外,隐形飞机可以利用特殊的温度再分配技术来模糊它的热像。
3、复合材料制造
为了让飞机更隐蔽,目前把多种材料综合使用,制造出合成航空材料(碳纤维、高强度钢等),该复合材料技术会消除隐形飞机在不同低
频和高频下的反射,让隐形飞机尽可能的表现出空间的无反射效果。
4、模糊处理技术
模糊处理是隐形飞机对身形进行处理,把它变得模糊不清。
这样一来,它就变得不容易被发现,例如,可以把隐形飞机上漆上细微的凹凸痕迹,从而创建出环境,让它和游客、建筑外观等都模糊无比,用肉眼
几乎看不出它是一架飞机。
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飞机隐身
有六大要素:雷达、红外、视觉、噪音、烟雾、凝迹。
等离子体隐身技术也不是完美去缺的, 它也有自己的缺点。
一方面,飞行器等离子体并不是所有部位都能隐身,比如发生器部位就只能暴露在外。
另一方面, 这项技术队电源的功率要求很高, 一般设备很难达到。
就算可以达到.也是极其庞大, 无论从成本角度还是运行控制的角度都不甚合算。
目前, 等离子体的人工制造方法主要有两种:一种是等离子体发生器;一种是在飞行器表面的特定部位涂覆一定厚度的放射性同位素。
有人认为, 后者与前者相比, 价格昂贵, 而且维护困难。
因此, 应优先考虑第一种生成方法。
当然, 在具体的研究工作中, 应对这种结论加以验证,同时拿出自己的方案和结论.
电子密度和能量都不高, 满足不了低空飞行器的隐身要求。
究其根本原因有两点:一是受物理机理手段的限制, 二是客观原因,即参与电离的气体浓度太高, 电子平均能量受临界击穿电场强度和气体浓度的制约。
推测:由于低空中的气体分子之间太密集, 微粒活动空间太小, 导致自由电子加速运动的
速度只有很小时就与其它微粒相碰撞。
由于速度太小、动能太小而无法激发大量的其它微粒发生电离;高空中的情形则正好相反。
为了满足实际应用的需求,只有制造大功率的等离子体发生器。
不难看出, 这必然伴随着大重、耗能高以及自身无法隐身等缺点。
为了克服这些传统的等离子体发生器无法克服的弊端, 保证飞行器的有效承载力、速度、射程和作战半径等传统性能不受大的影响, 只有另辟新径, 那就是寻求新的电离放电机理和方式, 同时又能正视空气中氮、氧气体中性分子的浓度特点。
飞行速度低, 机动性能差, 载弹量小隐身飞机为了消除镜面反射和红外辐射而采用的特殊外形结构和涂敷材料, 使飞机质量增加, 空气动力性能变差, 机动性能明显降低.此外, 为实现雷达隐身, 取消了外部发射装置和外挂吊舱, 仅靠机地勤保障难度大, 再次出动能力低隐身飞机的技术、结构复杂, 飞机一旦出现故障, 一般机场很难修复, 必须由专业人员在专门的修理基地进行修复。
此外, 为更好地维护B-2的隐身涂料, 要求每架
B-2 飞机均要停放在专门设计的全空调机棚内, 每座机棚造价超过1 300万美元, 每次飞行后的维护时间长达数十小时, 维修工作量大,影响了再次出动能力
防护难。
隐身飞机外表的涂层易老化,尤其在遇到潮湿且盐分很大的海风环境时,其抵抗能力更弱,因为受气候影响大,隐身作战飞机一般都停放在具有调温调湿功能的机库中。
维护难。
隐身飞机的维护是保障其性能的头号难题,尤其是隐身飞机蒙皮的维护存在着一系列棘手的问题。
表面的251涂覆一种具有不同厚度的韧性隐身涂层,每次飞行后,都需要对其表面进行掉屑、划伤和腐蚀等检查,且在两次飞行之间必须对损坏的蒙皮进行修理。
另外,这种韧性隐身涂层每5年要更换一次,以保证其隐身特性。
此外维护费用也是个无底洞。
费用高。
培养一名隐身飞机飞行员所需的费用是培养一名普通飞机飞行员的倍。
隐身飞机造价高,如.$+单
价为++亿美元,#$""%研制费用为+)亿美元,单价
为35))万美元。
载弹量小。
隐身飞机的部分隐身效果来自于隐身涂料,但一
种隐身涂料只能对付一定频率范围的雷达波,要对付
不同频率的雷达波,飞机就要涂上不同的涂料,如#$
""%的隐身涂层就重达"6。
飞机自重增加和为了隐身
而采用内置式武器装载方式,均导致载弹量减小,#$
""%只能挂载+枚2)078的激光制导炸弹。
机动性差。
隐身飞机的隐身能力是以牺牲飞机的飞行性能为
代价的,为了取得良好的隐身效果,也牺牲了自卫性
能,在与防空部队的对抗中完全处于被动挨打的地位。
如#$""%具备隐身能力后,其自身原有的气动性能、
防护能力和作战能力受到很大影响,巡航速度只有
)!0" ,最大飞行速度也只有"" ,飞机升力系数很低,稳定性很差,是美国空军公认的最难操纵的飞机,
以至于被南联盟击伤、击落各!架。
(")设计上先天不足。
首先是雷达隐身不完全,目前所采用的吸波涂料
和非金属结构材料,主要是针对厘米波雷达的,对米波
雷达和毫米波雷达隐身效果较差;其次是在方向上有
局限性,由于外形结构的需要,隐身飞机主要在机头和
容易被雷达探测到的部位采取了吸收和折射雷达波等
措施,其上部隐身能力较差,容易被有正高度差的空中
雷达俯视探测;三是在距离上的局限性,隐身飞机对无
线电波的隐身能力较强,对可见光波段只能依靠夜色
作掩护来避开敌方光学器材的侦察,除了迷彩伪装外,
没有更好的对付可见光的隐身措施。
(#)部署难。
隐身飞机的隐身材料和其他独特的要求需要大量
的维护人员和特殊的机库设施,且因保密、环境因素的
限制,造成部署困难,影响了隐身飞机的作战效率。
($)战术单一。
隐身飞机为了防止电磁信号外辐射而暴露其行
踪,一般不安装机载雷达,在执行任务的过程中,保持
无线电沉默,只能靠热成像仪搜索、瞄准目标。
空袭时
的航线要通过侦察手段事先确定,行动规律容易被敌
方掌握,遭到地面火力的伏击,%&!!#正是因此折戟
南联盟。
.。