浅析进气道隐身技术
隐身技术的主要原理措施
隐身技术的主要原理措施隐身技术,又称为隐形技术,是一种能够使物体不被探测到的技术。
它在各个领域中都有许多应用,包括军事、航空航天、通信、计算机等。
隐身技术的主要原理措施可以归纳为以下几个方面。
一、减少雷达反射信号1.使用吸波材料:吸波材料可以吸收雷达波并将其转化为热能或其他形式的能量。
这样可以大大降低反射信号。
2.减小物体的截面积:通过减小物体的截面积,可以减少雷达波在物体表面的反射。
这可以通过改变物体的形状、角度和曲率来实现。
3.降低反射率:使用雷达反射率低的材料可以减少反射信号。
这可以通过使用低反射率的涂层或材料来实现。
4.减少边缘散射:减少物体表面的边缘散射可以降低雷达反射信号。
这可以通过使用雷达透明材料、边缘切割或边缘弯曲等方式来实现。
二、混乱热红外辐射隐身技术还需要应对热红外探测。
主要的原理措施包括:1.降低热红外辐射:通过选择低辐射率的材料、减少热源的温度或遮挡热源等方式可以降低热红外辐射。
2.混淆热红外辐射:通过使用热红外干扰器、发射干扰源或干扰热红外传感器等方式可以混淆热红外辐射,增加目标的隐身性。
三、抑制声纳探测隐身技术还需要应对声纳探测。
主要的原理措施包括:1.降低声纳反射:通过选择吸声材料、降低结构共振或表面形状等方式可以降低声纳反射。
2.混淆声纳信号:通过使用干扰器、发射干扰源或隐蔽传感器等方式可以混淆声纳信号,增加目标的隐身性。
3.减小水动力噪声:通过优化物体的外形设计、使用水动力垫片或调整潜艇的速度等方式可以减小水动力噪声,降低目标被声纳探测的概率。
四、对抗光学探测隐身技术还需要应对光学探测。
主要的原理措施包括:1.减小目标的可见光反射:通过选择低反射率的材料、使用光学吸收剂或使用反射率低的涂层等方式可以减小目标的可见光反射。
2.混淆目标的光学特征:通过使用光学干扰器、发射干扰源或使用光学迷彩等方式可以混淆目标的光学特征,降低目标被光学探测的概率。
以上是隐身技术主要原理措施的一些例子。
隐身技术及其特点
隐身技术及其特点隐身技术是现代高新技术的产物。
隐身技术,或称隐形技术(StealthTechnology),即“低可探测技术”或“低可观察技术”(LowObservableTechnology),是指在一定遥感探测环境中采用反雷达探测措施以及反电子探测、反红外探测、反可见光探测和反声学探测等多种技术手段,降低飞机、导弹、舰艇、坦克等目标的可探测信号特征,使其在一定范围内不易或难以被敌方各种探测设备发现、识别、跟踪、定位和攻击的综合性技术。
隐身技术不仅要求隐身,还要求隐声、隐光、隐电、隐磁,是一门综合性技术。
一、隐身技术是低可探测技术和反探测技术从本质上说,隐身技术就是你苛探测技术(LowObservableTechnology)。
所谓探测(Detection)是对目标进行观察和测量,对于不能直接观察的事物或现象借用仪器设备进行考察和测量。
对于能直接观察的事物或现象,称之为可观察;对于不能直接观察的事物或现象,若能间接观察,即借用仪器设备进行考察和测量,称之为可探测;若借用仪器设备容易进行考察和测量,称之为易探测或高可探测;若借用仪器设备不易或难以进行考察和测量,称之为低可探测;若供暖和仪器设备也根本不可能进行考察和测量,称之为不可探测。
一般而言,对于直接或间接观察的事物或现象,常统称为可探测或可观察(Observable)。
用于探测间接观察的仪器设备称之为探测设备。
探测技术是对目标进行观察和测量的一种技术,即根据目标辐射、反射、散射的电、光、声、磁能量而发现、识别目标的技术。
主要包括雷达探测技术、光电探测技术、声探测技术等。
低可探测技术是使目标成为低可探测的技术。
对于利用目标自身发出的电磁波、红外线或可见光对目标进行观察和测量的技术,称为无源探测技术(PassiveDetectionTechnology)或被动探测技术,反之,称为有源探测技术或主动探。
则在米波至毫米波范围工作的各种雷达和激光雷达则属主动探测。
隐身技术的基本原理
隐身技术的基本原理
隐身技术是一种通过改变物体表面特征来减少或屏蔽其反射、散射和吸收光线的技术。
其基本原理是利用物体表面的微观结构,引导入射光线在物体表面上发生多次反射、折射和干涉,从而消除或削弱光线的反射和散射,使物体不易被探测到。
隐身技术的主要原理包括:多层反射、吸收和散射抑制、光学迷彩和光学干涉等。
其中,多层反射是一种通过在物体表面上涂覆多层光学薄膜来实现的技术,可减少物体的反射和散射。
吸收和散射抑制则是通过利用物体表面的纳米材料和纳米结构,抑制光线的散射和吸收,从而达到隐身效果。
光学迷彩则是一种通过改变物体表面的光学属性,使其与周围环境融为一体,从而避免被探测到。
光学干涉则是一种利用物体表面的微观结构,通过光的干涉效应来消除或削弱光线的反射和散射,从而实现隐身效果。
总之,隐身技术是一种利用物理学原理来实现物体隐身的高科技技术,其应用领域包括军事、航空航天、通信等众多领域。
随着科技的不断发展和进步,隐身技术的应用前景将会更加广阔。
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进气道的隐身技术
F-35
DSI(无附面层隔道)进气道, 内通道S形,进气道与机身一体 化设计,减小迎风面积。
B-2
背负式进气,外部采用弧顶平 底尖边的外形,内通道S形,进 气唇口锯齿形,反射雷达波
F/A-18E/F
双斜切的进气道唇口(由 上壁和内壁各产生一道激 波),集中反射雷达波
F-22
CARET进气道,双斜切的进 气道唇口(由上壁和内壁 各产生一道激波),集中 反射雷达波
X-32
采用可变进气道导流叶片,在 低速大功率时,阻挡装置叶片 会扭转打开,巡航时,叶片会 收紧,从而减小雷达横截面。
进气道的隐身技术
SR-71
• 中心锥和管道产生一个窄的环形气流通道,使大多 数波长的雷达波不能进入。中心锥高度后掠,反射 的大多数雷达波远离雷达源方向,可获得良好的隐 身效果。
进气道格栅使大多 数雷达波由于过长 而不能进入
F-117
格栅技术就是在进气道内适当的地方安装金属板,迫使进入的雷达 波在内壁和格栅之间多次反射,一方面加强波的衰减,另一方面加 大腔体出口电磁波的散乱程度,使回波强度减小。
超音速战斗机气动隐身设计
现代化战斗机是一个由多方面因素综合作用所构成的整体,每一代战斗机的出现除了代表着在航空技术上所获得的发展之外,更加重要的是对战斗机的战术应用认识上的提高。
战斗机在设计之初所确定的技术指标和使用方式决定了飞机的整体设计特点。
随着科技的发展,在"先敌发现、先敌开火、先敌摧毁"作战思想的牵引下,战斗机已经发展到了以F-22、F-35为代表的第四代,其“超音速巡航、超机动性、隐身、可维护性”的特点已经成为第四代超音速战斗机事实上的划代标准。
战斗机的现代化改进虽然在技术上可以得到一定的发展和完善,但是由使用方式决定的固有设计特点却无法依靠技术改进来进行调整,第二代战斗机无论进行任何形式的改进也无法达到第三代战斗机的标准,以第三代战斗机的设计也根本不可能具备发展成第四代战斗机的基础条件。
因此,面对F-22、F-35 我们应该选择设计满足超音速、高隐身、高机动的第四代战机来与之抗衡,而不能幻想通过对现有机型进行优化改进就能与F-22、F-35为代表的第四代飞机及其他具有类似特点的飞行器进行抗衡和拦截。
由此,我们可以研究分析一下F-22、F-35以及早期阶段的YF-22和被淘汰出局的YF-23,从它们的设计特点上大致勾勒出我们所需要的能与之相抗衡的战机整体布局。
图1 F-22三面图整体上看,F-22、F-35以及之前的YF-22、YF-23都没有采用鸭式布局,主要原因是配平问题和隐身问题。
从配平角度看,为了实现有效的俯仰控制,鸭翼就无法配平机翼增升装臵产生的巨大低头力矩,为了配平增升装臵,鸭翼就要增大,这样对机翼的下洗也会随之增大,反而削弱了原来的增升效果;同时为了防止深失速,还可能需要增加平尾;大鸭翼也很难满足跨音速面积率的要求,这样就增大了超音速阻力不利于超音速巡航。
从隐身角度看,隐身设计的一个很重要的原则是要尽量保证机体表面的连续,而鸭翼恰恰是机身的不连续处,其位臵大小平面形状很难匹配。
隐形飞机进气道分析
隐身飞机的进气道F-22 和F-117、B-2 不一样,不光要求隐身,更要求机动性和超音速巡航性能。
F-22 不光采用了弯曲的进气道(但弯曲程度不及B-2),还采用了介于机侧和翼下进气口之间的所谓Caret 进气口。
这个Caret 进气口不光在水平和垂直方向同时向后斜切一刀,还将矩形的进气道截面扭转成斜菱形的,避免了侧面的直立平面。
Caret 进气口在垂直方向的向后斜切一刀可以和F-15 的楔形进气口相比,在大迎角时具有将迎风气流兜住的作用,有利于发动机稳定供气。
在水平方向向后斜切一刀则避免了唇部和前进方向成直角。
然而,这样复合地斜切,加上进气道侧面和菱形机头的折边相当于边条,对进气口的气流场设计和整个飞机的气动设计要求很高,弄不好要弄巧成拙。
Caret 进气口整个侧悬于机身,和机身的空隙正好作为边界层的泄流道,在机翼上表面开口泄放。
取消的A-12 攻击机的进气口也属于Caret 进气口,当然A-12 没有超巡的要求。
F-22 的Caret 进气口和机身之间有明显的空隙,这就是分离边界层的地方进气口后上方紧靠机身的开口就是泄放边界层的地方对比F-15 的楔形进气口,F-22 的进气口的斜切一刀有异曲同工之妙YF-23 的设计要求和F-22 一样,但更强调隐身和超巡。
YF-23 采用翼下进气口和向上的弯曲进气道。
翼下进气口和机身下截面的形状是吻合的,也是梯形,但摈弃了边界层分离板,而是别出心裁地在进气口前的机翼下表面开了很多小孔,用于吸走边界层,然后向机翼上表面泄放。
机翼上表面气压低于下表面,这是机翼产生升力的道理。
YF-23 巧妙地利用了这个原理,通过孔道将边界层从发动机进气气流中吸除,抽吸到上表面,解决了边界层分离的问题。
不过不知道长期在恶劣环境使用时,会不会这样有孔道堵塞的问题。
边界层分离板的结构彻底消失,消除了一大导致强反射的前向孔穴。
从这一点上说,YF-23 的进气口隐身设计比F-22 的Caret 进气口还要先进。
隐身外形飞行器用埋入式进气道的设计与风洞实验研究
文献[ 5 ] 指出: 埋 人 式 进 气 道 的 进 气 机 理 是 由 开 口侧棱 产 生卷 吸涡 ( 对涡 ) , 靠此 对 涡卷 吸进 气 。本研
究 对平 板上 开 口的埋 人 式 进 气 道 流 场 进 行 数 值 模 拟 ( 来流 马赫 数 为 0 . 6 ) , 得 到 了在卷 吸 涡作 用 下 被 卷 吸
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第 2 5卷
第 2期
空 气
动
力
学
学
报
V0 1 . 2 5. No. 2
2 0 0 7年 o 6月
ACTA AERoDYNAM I CA S I NI CA
J u n. , 2 0 0 7
文章编号 : 0 58 2 . 1 8 5( 2 2 0 0 7 ) 0 2 — 0 1 5 0 — 0 7
理 和 气 动 s弯 概 念 , 其 关 键 技 术 包 含 通 道 中心 线 设 计 、 横截 面 面 积 变 化 规 律 设 计 以及 横 截 面 形 状 设 计 等 , 各 技 术 可
以方 便 地 用 数 学 方 法 加 以描 述 , 整 个 方 法 易 于编 程 实 现 。 并 结 合 一 种 隐 身 外 形 无 人 机 提 出 了埋 人 式 进 气 道 方 案 , 通 过 实 验 得 到 了此 类 隐 身 外 形 飞 行 器 用 埋 人 式 进 气 道 的 气 动 特 性 。结 果 表 明 , 所提 出的埋人 式进气 道方 案可行 , 所 设 计 的模 型 进 气 道 性 能 良好 , 所 发展 的设 计 方 法 合 理 。 同 时 验 证 了 埋 人 式 进 气 道 进 气 机 理 的 正 确 性 , 也 表 明 隐 身外 形 飞行 器 与 埋 人 式 进 气 道 的组 合 方 案 具 有 十 分 光 明 的应 用 前 景 。 关键词: 隐身外形飞行器 ; 埋人式进气道 ; 设计 ; 风 洞 实 验 中图分类号: V 2 1 1 . 4 8 文献 标 识 码 :A
隐身技术的原理与应用
隐身技术的原理与应用隐身技术是一项先进的技术,已广泛应用于军事、航空、航天、通讯等领域。
本文将对隐身技术的原理和应用进行深入探讨。
一、隐身技术的原理隐身技术的原理是通过降低雷达反射面积和减少电磁波反射的方式来减小被侦测的概率。
隐身技术有两种主要的实现方式:一种是吸波材料和涂层的应用,另一种是几何反射的应用。
1.吸波材料和涂层的应用在吸波材料和涂层的应用中,物体会被覆盖上一层吸波材料或涂层,使物体表面的电磁波反射率降低。
吸波材料是一种能够吸收电磁波、减少电磁波反射的材料。
涂层则是直接附着在物体表面的一层材料。
吸波材料和涂层的原理是利用介电损耗、磁滞损耗和电磁波散射三种方式来吸收电磁波。
这些材料能够使电磁波反射率降低好几倍,从而降低被侦测的概率。
2.几何反射的应用在几何反射的应用中,物体表面采用多个平面,将电磁波反射角度改变,使得反射回来的电磁波不会被雷达侦测到。
这种实现方式需要对物体的形状进行设计和优化。
二、隐身技术的应用隐身技术主要应用于军事、航空、航天、通讯等领域,下面将分别进行介绍。
1.军事应用在军事领域,隐身技术被广泛应用于飞机、导弹、舰艇等军事装备上。
采用隐身技术的装备可以避免被雷达侦测到,从而减少敌方的攻击。
2.航空领域在航空领域,隐身技术的应用使得飞机的雷达反射面积减少,提高了飞机的隐身能力。
同时,采用隐身技术的飞机可以更加灵活和难以被侦测到,从而提高了其在战场上的生存能力。
3.航天领域在航天领域,隐身技术的应用使得航天器在进入大气层时,减少了由于空气密度和摩擦产生的高温和压力,提高了航天器的安全性。
4.通讯领域在通讯领域,隐身技术可以有效避免信号被拦截和窃取。
采用隐身技术的设备可以加密数据,避免数据泄露和非法获取。
三、隐身技术的未来隐身技术在未来将继续得到广泛应用和发展,尤其是在航空和军事领域。
未来的隐身技术将更加高效和先进,利用最新的材料、涂层和结构设计,使得隐身装备更加灵活和安全。
无人机动力进排气系统隐身设计分析
航空动力 I Aerospace Power 2019年 第4期Analysis of Stealth Design for UAV Inlet and Exhaust Systems无人机动力进排气系统隐身设计分析■ 郑伟连/中国航发动力所发动机的隐身能力是实现无人机整体隐身效果的关键,主要体现在进排气系统的隐身设计,对此进行分析和归纳,可为无人机动力的隐身设计提供参考。
作战装备的无人化是航空武器装备发展的重要方向,无人机(UAV)呈现出多样化、系列化发展趋势,主要包括无人侦察机(URAV)、无人作战飞机(UCAV)和长航时无人机(HALE UAV)[1]。
无人机在战场中发挥的作用也由过去的空中侦察、信息中继、战场监视等,转变为敌方火力压制、对地攻击、对空作战等。
无人机成为未来战争的核心武器装备的关键是需要保证高的生存率,而提高无人机的隐身性能是提高无人机战场生存率的关键。
无人机动力的隐身能力对无人机整机的隐身能力具有举足轻重的意义,主要体现在发动机的进气和排气系统。
进气系统隐身技术无人机动力进气系统由于处于低温条件下,隐身设计主要考虑雷达隐身。
雷达隐身的本质就是使敌方雷达无法准确地探测到目标回波信号,而雷达截面积(RCS)是表征目标返回到雷达的回波信号幅度。
所以,要实现雷达隐身,核心就是降低目标RCS,主要是通过改变外形、材料结构和电磁特征来实现。
无人机进气系统的雷达隐身设计在无人机隐身设计中占有非常重要的比重。
有资料显示,在飞机正前方±30°范围内对雷达波的强散射源中,发动机进气道与风扇占据了雷达波散射的40%[2]。
目前,无人机动力进气系统雷达隐身主要包括以下3种措施。
藏起来“藏起来”是指将发动机进气道通过设计布局避免和雷达波的正面接触,主要采用埋入式进气道、背负式进气道、后倾半下凹式进气道等形式。
在各种进气道形式中,埋入式进气道(又称融合式进气道)的雷达隐身效果最好。
军机进气道雷达隐身技术研究
摘要 本文对军机进 气道 隐身的机理和
措施进行 了阐述 , 重点介绍 了在进 气道 内涂覆
吸波涂料的隐身技术 , 并结合该技 术在飞机进 气道隐身研究 中的应用经验 , 出了适用于军 提
机进 气道的涂料性能指标和安全可靠性试验
规 范。
关键词
验 规 范
进 气道 隐身 吸波涂料
试
是飞 机雷 达 隐身 的关键 。
2 进气 道 雷达 隐身 机理 2 进 气道 雷达 隐身措 施
较大 的钝唇 口以改善机动飞行时进 口气流的 品质 , 而圆弧形的钝唇 口 对雷达波将产生直接 反射 。
进气道的 R S 主要来 自于 内管道 的腔 C值
体效应和唇 口的直接反射。 目 , 前 国际上对进 气道雷达隐身的措施主要有隐身外形设计 、 格 栅吸波技术 、 吸波结构唇 口和进气道 内涂覆吸 波涂料等 4 。 种
面用的不同, 一是厚度更薄以减小对进气面积
的影 响 ; 二是 对 涂 料 的理 化 性 能 要 求 更 高 , 因 为涂 料 一旦 脱 落 将 打坏 发 动 机 , 成 飞 行 事 造 故 。另 外 , 由于进气 道 内空 间狭 小 , 不便施 工 , 所 以喷 涂工 艺 和 可 清除 性 等都 与外 表 面用 的
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航空与航天 20 06年第 3 期
军机进气道雷达隐 身技术研 究
郭
文
军机进 气道雷达 隐身技术研究
成都飞机工业( 集团) 有限责任公司 郭 文
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其应用到机翼前后缘和机身的某些关键部位 ,
DSI进气道技术
这种进气口设计被称为“无附面层隔 道超音速进气口(DSI)”,当它被 安装在一架F-16 Block30上进行了非 常成功的验证后,DSI进气口从概念 变成了现实。
飞行试验覆盖了整个F-16飞行包线,实现2.0 马赫的最大速度。修改后的飞机在所有迎角 和侧滑角下都显示出与生产型F-16相似的飞 行品质类。洛克希德·马丁试飞员在试飞中完 成了两次飞行中发动机重新启动、开了164次 加力,都没有出现故障,有52次加力是在剧 烈机动中开启的。在整个试飞中F-16没有出 现发动机失速或任何异常。
DSI进气道技术
一,DSI技术简介
• 英文全称:Diverterless Supersonic Inlet
• 中文全称:无附面层隔道超音 速进气道Байду номын сангаас
• DSI进气道,又称“三维鼓包式 无附面层隔道进气道”,它采 用一个固定的鼓包来模拟常规 进气道中的一、二级可调斜板, 并能够达到对气流的压缩,以 及简化结构、隐形的目的。
三,DSI技术原理
DSI 进气口是在进气口前方的机身上设计一个鼓包状突起,通 过这个突起对进入进气口的空气进行预压缩,并同时吹除影 响发动机吸气的附面层。 DSI 进气口能够达到对气流的压缩, 以及简化结构、隐形的目的。
四,DSI技术的验证和应用
• 洛克希德·马丁公司F-35战斗 机机身两侧进气口内不起眼的 鼓包实际上堪称空气动力学奇 迹
• 在F-35以超音速飞行时,这种 进气口的鼓包与前掠式进气口 唇口配合工作,使有害的附面 层气流远离入口,可以完全取 代目前战斗机所使用的更重、 更复杂、更昂贵的带附面层隔 道超音速进气口。
1996年12月,这架飞机在9天内完成了12架次 试飞,其中首次试飞发生在12月11日,初步 摸了一下飞行包线,并对进气口进行了功能 检查。
隐身飞机的隐身原理
隐身飞机的隐身原理班号:1105102学号:**********姓名:***摘要:隐身——我们似乎并不陌生,在很多神话和传说中,人类都流露了自己隐身的梦想。
很早以前人们一直在想这个办法,所谓明眼人打瞎子,一直都在想把自己隐藏起来,让敌人暴露在自己的目光下。
本文介绍了隐身飞机的隐身原理,并且对未来的隐身技术作了简要的介绍。
关键词:隐身飞机 隐身技术 吸波材料1、隐身飞机简述及现状隐身飞机的最大特点是能降低飞机在航行过程中的目标特性,以提高它的突防能力和攻击能力。
在世界范围的近几次的局部战争中,以美国为首的西方发达国家,依靠隐身飞机对其敌国频频发动袭击,几乎次次得手,取得了惊人的作战效果。
隐身飞机逐渐成为出其不意、克敌制胜的法宝。
隐身飞机的出现是对各种防空探测系统和防空武器系统的严峻挑战,也是电子战领域的一大突破,必将对军用航空装备和空中作战方式产生重大影响,因此,美国称其为“竞争战略”的基本要素。
隐身飞机是一种敌方利用常规防空探测设备难以探测到目标的电磁特征和飞行轨迹的飞机。
飞机隐身有六大要素:雷达、红外、视觉、噪音、烟雾、凝迹。
国外隐身技术的研究始于第二次世界大战期间,起源于德国,发展于美国,并扩展到英国、法国、俄罗斯及日本等发达国家。
目前美国的隐身飞机处于国际领先地位,俄、德、法、英、瑞典、加拿大、日本等国家对隐身飞机的研究也在紧锣密鼓地进行着。
为获得良好的隐身效果,设计制造隐身飞机时所采取的具体措施是:(1)设计出独特的气动外形;(2)采用能够吸收雷达波的复合材料和涂料;(3)采用有源或无源电子干扰;(4)采用屏蔽技术降低飞机的红外辐射。
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。
2、隐身飞机的隐身原理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。
隐身技术
隐身技术又称目标特征控制技术或低可探测性技术,即一种很难被探测或被敌发现的距离很短的技术,这意味着在战场上自己可以先敌发现,先敌攻击,占据先机。隐身技术可分为无源隐身(又称被动/消极隐身)和有源隐身(又称主动/积极隐身)技术两大类。前者尽量减少目标本体的可探测信息特征,主要是通过降低飞行器自身的电磁、红外、可见光、声音等可探测特征,使敌方各种探测系统不能提前发现或发现概率很低,发现距离缩短,即使被发现,其防御系统也已来不及做出反应。而后者主要是采用有源或无源的电子干扰以及光电对抗等方法来欺骗、干扰、迷惑、阻断对方的探测系统,减少被敌雷达、红外、可见光等各种探测系统发现的可能。由于目前侦察探测系统有雷达、红外、可见光、电子、声波等探测系统,所以隐身技术也相应地包括反雷达、反红外、反可见光、反电子、反声波探测等隐身技术。其中反雷达占主要部分,其次是反红外,然后才是反可见光等。本专题将重点介绍飞行器的反雷达隐身技术,其次介绍飞行器的红外隐身技术和可见光隐身技术,反雷达隐身技术又分被动隐身技术和主动隐身技术两部分。
此外,背部进气道在大迎角机动时气流畸变严重,不利于发动机稳定工作,因此不适于在高机动性飞机上使用,如攻击机和轰炸机。而对于那些既要求有良好的隐身性又在经常采用大迎角机动的战斗机,则采用进气口斜切的双斜面外压式楔形进气道,如F-22或F/A-18E用战斗机上的CARET进气道,或者像F-35那样带有附面层分离鼓包的 DSI 进气道。而对于一些超低空突防的飞行器,由于探测雷达大部分是在它的前方或前上方,所以其进气道、尾喷管、排气口等设计与前者相反,如“战斧”超低空巡航导弹等。
隐身技术的主要原理措施
隐身技术的主要原理措施隐身技术,也被称为隐逸技术或者隐容技术,是指在特定环境或情境下,通过使用其中一种技术手段,使目标物体变得不易被探测或识别。
隐身技术被广泛应用于军事、情报、航空航天等领域,主要用于减少目标物体的辨识度、探测度以及攻击性。
1.减小雷达截面积(RCS):雷达截面积是衡量目标物体被雷达探测到的有效反射面积。
为了减小雷达截面积,隐身技术采取了多种措施。
例如,使用斜面几何结构,能够将雷达波反射到其他方向,减小目标物体在雷达信号中的反射面积;还可以在目标表面覆盖吸波涂层,吸收雷达信号,减小反射;另外,采用空气动力学设计,可以减小目标表面的突出物,降低雷达波的反射。
2.减弱红外辐射:红外辐射是利用红外光波对物体进行探测的技术。
为了减弱红外辐射,隐身技术采取了一系列措施。
例如,在目标物体表面覆盖特殊涂层或材料,能够吸收或散射红外辐射;使用低温热防护材料,减小目标物体的热辐射;控制目标物体内部的温度分布,减少热量被传导到表面。
3.降低声音和振动:声音和振动也是探测目标物体的重要指标。
为了降低声音和振动,在设计和制造隐身装备时,可以采用吸声或减振材料,减少噪音源;通过减小机械部件的质量和尺寸,降低振动的幅度;通过合理的设计和安装,减少绕流和阻力,降低气动噪声。
4.干扰和欺骗探测系统:为了干扰和欺骗探测系统,隐身技术采取了多种措施。
例如,使用干扰发射装置,向雷达发射虚假的雷达信号,使其无法正确识别目标物体;使用光学干扰装备,可以发射强光干扰反制激光瞄准设备;在设计和制造目标物体时,使用不对称的几何结构和外形,能够干扰雷达和红外探测设备的探测能力。
5.其他技术手段:此外,还有一些其他的技术手段,可以用于增强隐身效果。
例如,使用降水系统,可以通过喷洒雨水或雾气,减少目标物体的热辐射和电磁信号;在目标物体表面覆盖陶瓷层,具有良好的散热和吸波性能;利用高度自动化的设备,能够提高机动性和隐身性,使目标物体更难被追踪和攻击。
隐身技术的物理原理及其应用
隐身技术的物理原理及其应用段改丽 李爱玲 李 军(西安陆军学院 陕西 710108) 隐身技术又称隐形技术,是物理学中流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术,是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。
利用隐身技术可以大大降低武器等目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击。
在现代军事侦察中,往往是多种技术侦察手段并用,因此在反侦察的隐身技术中也要针锋相对地同时采用多种隐身方法。
一、隐身技术的分类隐身技术按其物理学基础可分为无源隐身技术和有源隐身技术两类。
所谓无源隐身技术,从物理学的观点来看,就是根据波的反射和吸收规律,在目标上采用吸波材料和透波材料,以吸收或减弱对方侦察系统的回波能量;根据波的反射规律,改变武器装备的外形与结构,使目标的反射波偏离对方探测系统的作用范围,从而使对方的各种探测系统不能发现或发现概率降低。
有源隐身技术就是设置新的波源,发射各种波束(如电磁波、声波等)来迷惑、干扰或抵消对方探测系统的工作波束,以达到隐蔽己方的目标。
例如施放光弹或电子干扰波使对方的光电探测系统迷盲,施放电子诱饵使对方的探测系统跟踪假目标等。
这类技术靠加强而不是减弱目标的可探测信息特征来达到目标隐身的目标。
二、隐身技术的物理原理由于波的共同特点,有时采用一种技术措施,可对几种侦察波同时起到隐身效果。
然而,由于各种波有其自身的物理特性,因此也要根据具体情况相应采取一些不同的隐身技术措施。
常用的隐身技术主要有以下几种:(一)雷达波隐身技术的物理原理“雷达”这个术语大家都很熟悉,它是由“无线电探测和测距”这一短语派生出来的。
雷达波实际上是天线发射的波长在微波波段的电磁波。
发动机将雷达波束朝某个方向定向发射,目标就会把雷达波反射到雷达接收器上。
由于目标的性质不同,所以会产生强弱不同的反射信号,雷达就是靠接收被目标反射的电磁波信号发现目标的。
波的反射定律指出,反射角等于入射角,若入射角等于零,则反射角也等于零。
主流隐身技术
当前相当热门的“隐身技术”是一种减少被敌方探测概率的技术。
越晚被发现则我方行动安全性越高,即使被发现,各种反制措施的成功率也会提高。
目前,隐身技术是以美国居领导地位,从f-117到现在的f-22、b-2、f-35,大致是以两大途径达成隐身:首先是以特殊设计的形状,将敌方雷达波反射到远离接收机的方向,其次是以吸波涂料与材料吸收雷达波,甚至采用特殊技术屏蔽天线等。
这两大路线也为其他航空强国所采用,作者称之为“传统隐身技术”(虽然对于新颖的隐身技术来说“传统”是个奇怪的描述)。
另一方面,俄罗斯于1999年公布了其等离子隐身技术,并于2005年通过了国家级试验。
由于尚未正式采用且仅俄罗斯拥有,故可排除于“传统隐身技术”之列而单独讨论。
隐身技术的分类隐身技术可以概分为三项:1)隐身外形:2)非外形隐身,如吸波材料与天线罩选频技术等,但主要是材料技术:3)等离子隐身(指产生于机体外的等离子)。
第一项必须在全新设计的飞机上才能彻底落实,第二项可用于旧战机,第三项理论上可用于旧战机,但考虑到耗电问题,可能要发电能力提升后的旧战机才适合使用。
需注意的是,这三大路线并不具有排他性,是可以同时使用的(当然因为有时会冲突所以必须经过一些优化设计)。
本文旨在探讨俄罗斯传统隐身技术的发展,其中隐身外形的实现方式详见t-50介绍专文(第4期《航空世界》专题-《“双面”t-50》),等离子隐身技术由于不属传统技术之列,因此另文介绍。
俄罗斯itpe(理论与应用电磁研究院)所长拉格日科夫(a. nlagarikov)与苏霍伊公司总经理波戈相(m. a. pogosyan)于2003年共同发表在俄罗斯科学院期刊的《隐身技术的基础与应用问题》一文总览了研究团队在数年期间开发的隐身技术与测试成果,内容涵盖外形设计与材料技术,其中许多技术都已用于苏-35bm上。
itpe于2003年参加英国的一场隐身技术研讨会,发表了类似的内容,当时西方媒体以《苏-35的隐身技术》为标题做了报道,然该报道相对于俄文原报道不仅内容缩水甚多,而且与原文也有出入。
航空发动机隐身技术分析与论述
航空发动机隐身技术分析与论述邓洪伟;尚守堂;金海;杨胜男;王旭【摘要】阐述了发动机在红外和雷达隐身的重要意义,同时阐述了发动机多种隐身技术措施,并兼顾考虑发动机推力、重量等代价.指出推动发动机和飞机一体化隐身技术的发展是未来战机隐身能力提升的关键.同时,阐述了不同发动机隐身措施适应不同作战飞机要求的应用情况,在此基础上对后续发动机隐身技术能力提升还存在的技术问题和后续研究重点进行了分析和阐述.【期刊名称】《航空科学技术》【年(卷),期】2017(028)010【总页数】7页(P1-7)【关键词】航空发动机;隐身;红外;雷达;飞行器【作者】邓洪伟;尚守堂;金海;杨胜男;王旭【作者单位】中国航空沈阳发动机研究所,辽宁沈阳 10015;中国航空沈阳发动机研究所,辽宁沈阳 10015;中国航空沈阳发动机研究所,辽宁沈阳 10015;中国航空沈阳发动机研究所,辽宁沈阳 10015;中国航空沈阳发动机研究所,辽宁沈阳 10015【正文语种】中文【中图分类】V231目前,四代战斗机及未来的隐身飞机对发动机提出了较高的隐身指标要求。
而发动机后腔体及其内部件和边缘等产生的雷达散射信号、后腔体及其热端部件和尾喷流等产生的红外辐射信号占整个飞机尾部方向特征信号的95%以上。
此外,发动机喷管的颜色、腔体反射及尾喷流产生的高温热态水蒸气遇冷产生的尾迹会对飞机的可见光隐身产生较大困难。
如果发动机不能实现后向的隐身,则隐身飞机无法实现全方位的隐身,其作战能力将大幅降低,因此,在体系对抗条件下,发动机后向的综合隐身技术研究十分必要[1~3]。
1 发动机隐身技术的实施途径不同作战用途的飞机,其发动机隐身的技术措施也有差异。
一般来讲,发动机常见的隐身技术措施主要分为红外隐身措施、雷达隐身措施和可见光隐身措施。
红外隐身措施主要包括高温壁面冷却、红外隐身材料、低温部件占位遮挡高温部件(遮挡技术)、高温燃气流强化掺混和气溶胶技术等。
代表性技术措施为与涡轮后框架一体化的隐身加力燃烧室、红外隐身涂层/镀膜技术、二维矢量喷管、S弯二维矢量喷管和飞机后机身遮挡技术等。
隐身技术的基本原理
隐身技术的基本原理
隐身技术是一种利用科技手段使物体能够避免被探测到的技术。
其基本原理是通过减少或遮挡物体反射、散射和辐射的能量,从而降低物体在特定波长范围内的可探测性。
具体来说,隐身技术主要涉及以下几个方面:
1. 减少反射:物体的反射率是指入射光线与其表面交互作用后反射出来的光线占入射光线总能量的比例。
隐身技术通过采用吸波材料、涂层或表面纹理等手段,减少物体表面反射的能量,从而避免被雷达等设备探测到。
2. 减少散射:物体表面的散射是指入射光线在物体表面反弹后以不同方向散射出去的现象。
隐身技术通过设计物体表面的形状和材料,使其散射光线的范围变小,从而降低其在雷达等设备上的反射信号。
3. 减少辐射:物体的辐射通常指其热辐射,即其表面温度辐射出的电磁波。
隐身技术通过采用冷却系统、热屏蔽材料等方式,减少物体表面的热辐射,从而避免被红外线探测到。
4. 遮挡信号:隐身技术也可以通过设备遮挡、干扰等手段,使物体在雷达等设备上的信号被混淆或干扰,从而达到避免被探测的效果。
在实际应用中,隐身技术往往需要综合运用以上几种手段,为物体提供全面的隐身保护。
面对不断发展的雷达探测技术和武器装备,隐身技术的研究和应用具有十分重要的意义。
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浅析进气道隐身技术俄罗斯五代原型机T50的首飞唤起了公众对于其航空工业实力的强烈关注,对T50设计思想分析和性能推测就没有停止过。
起初,由于只有T50首飞时的小段视频作为分析资料,对于T50的分析大多局限于整体而没有细节。
近日在网络上流传的T50进气道正面清晰照片为偶们分析T50提供了很好的素材,也成就了现在异常流行的“毛五悲剧”。
网友们对T50采用弯度很小的S形进气道恶评如潮,纷纷大呼“T50隐身性能悲剧了”,以至于上军网不顺便踩一脚俄罗斯五代机都不好意思出来见人。
其主要理由就是现代隐身飞机为了遮挡发动机风扇叶片都采用了S形隐身进气道设计,而T50的发动机叶片竟然非常不和谐地裸露在众人的视野中。
其实,进气道乃至飞机隐身技术是隐身与各方面性能指标权衡的艺术,进气道隐身并没有固定模式可以遵循。
是否采用S形进气道对发动机叶片进行遮挡,也不是判断一型飞机隐身性能优劣的标准。
路人皆知的芙蓉姐姐总喜欢把自己的肉体扭曲成怪异的S形,难道性能尖端的五代作战飞机非要把自己的进气道也弄成神似芙蓉姐姐腰肢的模样就叫隐身了么?T50照片,图中能清晰的看到发动机叶片雷达隐身原理雷达隐身就是控制和降低军用目标的雷达特征,迫使敌方电子探测系统和武器平台降低其战斗效力,从而提高军用目标的突防能力和生存能力。
狭义地说,雷达隐身就是反雷达的隐身技术。
一般说来,雷达隐身代表了各种相互矛盾的要求之间的一个折衷,其利和弊两方面最后应得以平衡。
例如,当修改目标外形设计以获得雷达隐身时,雷达截面在一个观察角范围内的减少通常伴随着在另一些观察角上的增加,并且外形的修改又往往会带来飞行器的气动特性方面的问题。
我们己经知道,如果使用雷达吸波材料,则可通过在材料内能量的耗散来实现雷达隐身,而在其他方向上的RCS电平可保持相对不变,但此时也是以增加重量、体积和表面维护问题为代价的,使目标的有效载荷和作用距离受到影响。
因此,每一种雷达隐身的方法都包含了它自己的折衷选择方式,而它们又决定于特定目标和武器平台的使用,以及其他诸多因素。
如果没有给出这些特定的信息,就不能进行折衷选择。
在有些情况下,雷达截面的减小不能被证明是合算的,而有时雷达截面的减小又不能得到保证。
一方面,对雷达隐身的要求并不是减小得越多越好,另一方面,无论采用什么方法,雷达截面的减少量都是以逐步增高的成本为代价的。
由于每一个特定的目标都会提出自己的特殊问题,因此不可能对普遍的情况建立一种最佳的RCS设计方法。
T50的进气道设计也是整机气动布局,整机结构设计,发动机进气要求和隐身指标综合全盘考虑的结果。
单从其进气道隐身设计角度出发是无法对整机隐身性能和整机作战性能做出合理的分析的。
T50进气道局部放大图片,图中的叶片到底是发动机导流叶片还是其他装置?飞机和导弹等飞行器的发动机进气道,是大口径空腔结构的典型代表。
进入空腔的电磁波经过腔内壁的多次反射和空气压缩机叶片的反射后,可在入射方向产生10分贝以上的RCS贡献,构成飞行器头部区域的一个强散射回波源,因此分析并降低进气道的RCS已经成为世界各国隐身技术领域的一个重要的研究课题。
国外在现代飞机设计中对改善进气道的隐身性能非常重视,也提出了不少有效的方案。
如洛克希德公司的SR-71采用三元超声速进气道,它有一个巨大的可移动中心锥控制气流,这个中心锥和管道产生一个窄的环形气流通道,使大多数波长的雷达波不能进入。
中心锥高度后掠,它反射的大多数雷达波远离雷达源方向,从而获得良好的隐身效果。
而F-117则采用进气道格栅的办法。
进气道格栅使大多数雷达波由于过长而不能进入。
但由于先进战术战斗机的动力对于进气要求较高,则不能使用带格栅的进气道,而是用S弯形的进气道和发动机前端安装的雷达波阻挡装置。
如X-32采用可变进气道导流叶片,在低速度大功率时,阻挡装置叶片会扭转打开,巡航时,叶片会收紧,从而减小雷达横截面。
早在上世纪中期,SR71黑鸟战略侦察机就在进气道中采用了隐身设计措施进气道隐身技术途径进气道的RCS值主要来自于内管道的腔体效应和唇口的直接反射。
目前,国际上对进气道雷达隐身的措施主要有隐身外形设计、格栅吸波技术、吸波结构唇口和进气道内涂覆吸波涂料等4种。
枭龙采用的鼓包进气道在气动和隐身方面都有不错的表现隐身外形设计是指在进气道设计时就采用RCS较小的外形方案,主要包括两个方面:进气道形式的选取和唇口外形隐身设计。
各种形式的进气道中,埋入式进气道的雷达隐身效果最好,它的进口面完全避开了雷达波入射方向,即使有绕射波束进人,经腔体效应后形成的散射波也因方向与雷达来波的不同而几乎不会形成回波,但是埋入式进气道总压恢复系数较低,一般用于对地巡航导弹或者喷气动力的反舰导弹。
机头进气道的隐身效果最差,因为它正对雷达波,而且进气道轴线与发动机轴线基本重合,不仅腔体效应强,而且极易形成发动机叶片对雷达波的直接反射;机身进气道由于进口平面的中心与发动机轴线有相当的距离,一般其内管道都呈S形,不会产生发动机叶片对雷达波的直接反射,而且经腔体反射后形成的散射波方向更为散乱,在雷达波人射方向上的回波强度更弱。
无隔道超声速进气道(就是大家所熟悉的“鼓包进气道”,改型进气道被我国的枭龙04战斗机所采用)由于在进口处有一个鼓包,先将大部分人射波散射到不重要的方向,有效地减弱腔体效应,同时可在更大的角度范围内遮挡进气道,避免发动机叶片对从其他方向人射的雷达波形成直接反射。
现代飞机在设计唇口的外形时,通常将侧面唇口后掠,使照射到该唇口的雷达波集中反射到某个不重要的方向上去,F/A-18E/F型战斗机甚至采用了双斜切唇口设计。
唇口的后掠角尽量与飞机其他部件的后掠角相同,使整个飞机只在某个方向上集中产生很强的反射波,而在其他方向上则只有很弱的回波。
由于飞机的飞行速度很快,敌方雷达(尤其是机载雷达)很难在机头或机尾的方向之外长时间在某个方向上对目标机进行持续照射,从而使飞机获得雷达隐身的效果。
F/A-18E/F采用了双斜切的进气道唇口,集中反射雷达波将吸波涂料喷涂到进气道内表面的某些部位,可使雷达波在进气道内多次反射时被大量吸收。
进气道内用的吸波涂料与机身外表面用的不同,一是厚度更薄以减小对进气面积的影响;二是对涂料的理化性能要求更高,因为涂料一旦脱落将打坏发动机,造成飞行事故。
另外,由于进气道内空间狭小,不便施工,所以喷涂工艺和可清除性等都与外表面用的不同。
F117战斗轰炸机采用了格栅进气道来屏蔽来射雷达波格栅技术就是在进气道内适当的地方安装金属板,迫使进人的雷达波在内壁和格栅之间多次反射,一方面加强波的衰减,另一方面加大腔体出口电磁波的散乱程度,使回波强度减小。
如果在格栅上再涂覆上吸波涂料,隐身效果将明显增强。
但是,格栅将会改变进气道内的气流流场从而影响进气道的气动特性,因此必须经过严格的试验验证。
F117隐身战斗轰炸机就在进气道口部位采用了格栅隐身技术。
另外现在有一种新兴的进气道格栅隐身技术出现,就是“吸波导流体”技术。
龙腾下篇文字会对T50进气道隐身技术手段猜测分析,那时再进行解释。
吸波结构唇口就是研制可吸收雷达波的材料和结构形式,将其应用到机翼前后缘和机身的某些关键部位,也可用于进气道唇口的结构设计。
S形进气道隐身性能分析网络上对于S形进气道吹捧的卖点主要是:进气损失小,能够遮挡发动机叶片和可以能雷达波在进气道内多次反射逐渐衰弱。
但其实进气道雷达反射源有三部分:进气道唇口,进气道体和发动机叶片处理。
S形进气道只能照顾到后两者,而对于进气道唇口散射基本没有任何作用。
而且,发动机叶片雷达波反射也是个复杂而综合的问题,并不是一个遮挡就能概括的。
国内外对于S形进气道的理论和实验研究已经非常成熟。
目前针对RCS外形隐身措施之一是将进气道设计成背负式,使机翼对进气道产生遮挡作用,同时将进气道内型设计成S弯形,以增加电磁波在进气道内反射次数,如美国B-2隐身轰炸机、X-45验证机等.对于两侧进气的飞机,也可采用S弯进气道,如F-35战斗机.背负式S弯形进气道的弯折方式是上下弯折,即进气口高于进气道底部;两侧进气的S弯形进气道弯折方式是水平弯折,即进气口位于进气道底部的一侧。
B2战略轰炸机俯视图,可以清晰看到其背部的进气道S形进气道的效果究竟如何,龙腾直接拿出国内一个S形进气道模型RCS 测试情况进行分析。
测试采用的进气道横截面为圆形,直径150mm,进气口与进气道底面距离850 mm,轴线是一个S弯形的曲线,采用全金属材料。
采用转角扫频测试方法对进气道进行RCS测试.进气口方向定义为0°,从上向下看顺时针旋转为正,进气道旋转角范围为-90°-90°,入射波频率为10GHz。
测试结果如下图。
可以看到,S形进气道确实对于进气道隐身有一定效果(弯折后的RCS包络虽然和未弯折相比没有明显改善,但是RCS波瓣宽度确实大大减小了),但是就像进气道RCS图所显示的,这种效果并不十分显著。
微波暗室中的S形进气道模型(注意,该模型没有考虑发动机叶片的问题)进气道上下弯折,水平弯折和无弯折的RCS方向图为了对比,龙腾再拿出另外一个进气道隐身设计技术方案的数据。
该方案现以某型飞机进气道为研究对象,来分析涂与不涂吸波涂料时对进气道RCS的影响。
我们选用的是一种厚度为0.7 mm的某型吸波涂料。
结果如下图,对比前面采用S形进气道的结果,可以看到进气道整体RCS值下降更加显著。
也就是说,在所有进气道隐身技术手段中,比单纯采用S形进气道更加有效的技术手段是存在的。
当然,现代飞机设计中都是综合采用各种隐身手段,S形进气道可以作为整机隐身手段的一种。
单纯采用隐身涂料作为进气道隐身技术手段,效果比较显著发动机叶片:隐身未必要遮挡发动机叶片对于雷达波的散射问题被称为“J.E.M(Jet Engine Modulation)效应”,就是喷气式飞机进气道中发动机的旋转叶片对雷达电磁波的调制效应。
与网络上简单的认为发动机叶片反射雷达波可以破坏飞机的隐身性能不同,J.E.M 效应其实对于敌方的雷达还是一种干扰。
J.E.M效应对飞机机身的有用散射信号形成了一个大的干扰,这对防空导弹武器系统的雷达引信、制导系统的导引头和跟踪雷达来说是最大的危害之一。
因为对引信来说,J.E.M效应会造成回波谱线展宽,使得引信出现早炸的可能;对制导系统,J.E.M效应会引起导引头的速度跟踪电路对J.E.M谱产生误跟踪而丢失真正的机身回波,导致制导误差加大而破坏了武器系统的正常工作;对采用振幅测角的跟踪雷达,J.E.M效应使目标角度回波包络受到随机调制,从而使雷达跟踪精度严重超差以致雷达不能正常跟踪目标。
J.E.M 效应对于飞机隐身性能的影响其实并不是由于其对敌方的雷达波有多强的反射效果,而是由于其带有己方飞机的发动机信号特征而导致己方隐身飞机容易被敌方进行型号识别。