隐身材料ppt课件

铁系
• 铁氧体 • 金属铁
微粉 • 多晶铁
纤维
碳系
• 石墨、 乙炔、 炭黑
• 碳纤维 • 碳纳米
管
陶瓷系
• 碳化硅 • 碳化硅
复合材 料
其他类
• 导电高 分子
• 手性材 料
• 等离子 体材料
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四 智能隐身技术
4.1 智能隐身材料的提出
能传 满统 足的 隐隐 身身 的材 要料 求已
经 不
普通的隐身材料目标单一，只 能被动的抑制目标的特征信号
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隐身技术和雷达技术，就是一种矛和盾的关系
隐身技术是随着雷达技术的发展而发展起来的。
隐身技术及材料研究始于第二次世界大战期间， 起源在德国，发展在美国并扩展到英、法、俄罗斯及 日本等发达国家。
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F-117A
B-2
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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，有效压缩敌方反应时间，增 加自身战场生存能力和作战能力。
飞机压倒性的进攻力量受到雷达和防空系统的严重 削弱。
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越战期间，北越利用50年代的俄式地空导弹击落了 190架美军的战机。
美空军在海湾战争中没有损失1架F-117战机。相比 之下，美军有32架非隐形战机被伊拉克防空火炮或地 空导弹击落。
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1991年1月29日，JSTARS探测到一个伊军车队， 随即把目标信息传送给战场空中指挥与控制中心，指 挥战机实施攻击，摧毁了该车队61辆中的58辆。
发反射射的的电电磁磁波波
目标
天线
反发射的的电电磁磁波波
信号处理机
接收机
系统噪声
环境噪声＋电磁干扰
数据处理机
终端设备
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雷达频率和电磁波频谱
波长 100 km 10 km
1 km
100 m
10 m
1m
10 cm
1 cm
1 mm 0.1 mm
甚低频 低频 (超长波) (长波)
音频 视频
中频 (中波)
广播段
DL为感应电场D相对于外加电场的滞后相位Biblioteka Baidu DM为感应磁场B相对于外加磁场的滞后相位； Ed为在外加电场下，材料的电偶极矩产生重拍引起的损耗的 量度； Ld为在外加磁场下，材料的磁偶极矩产生重拍引起的损耗量 度； Ec和Lc分别为材料在电场和磁场作用下产生极化和磁化的程 度。
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3.2 吸波材料的分类
隐身材料简介
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内容
➢隐身技术的提出 ➢雷达工作原理简介 ➢吸波材料 ➢智能隐身技术 ➢导电高分子材料
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一 隐身技术的提出
现代无线电技术和雷达探测系统的迅猛发 展 ，对传统武器装备的战场生存构成的严重威 胁。
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在二次世界大战末期 生产出了10cm的SCR584 炮 瞄 雷 达 ， 使 高 射 炮命中率提高了十倍
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频带 3 MHz–30 MHz 30 MHz–1000 MHz
300 MHz–2000 MHz 2000 MHz–8000MHz 8000 MHz–27 GHz
12 GHz–40GHz
110 GHz–300 GHz
雷达的分类
特点 电离层反射 天线尺寸大
电离层折射传播 大天线
中等尺寸天线 中等测量精度
小天线 精密测量 非常小的天线 高的测量精度 有大气和降雨损耗 严重的大气和降雨损耗
应用 超视距雷达
搜索雷达
搜索雷达 多功能雷达
跟踪雷达 机载雷达 短程雷达 精密制导雷达
空—空雷达
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电磁波与物体的作用：反射、透射、吸收
雷达利用波的反 射来探测物体
把入射的 波吸收掉
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三 吸波材料
吸波材料：将电磁波转换为其他形式的能 量（如机械能、电能和热能）而消耗掉的材 料。
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3.1 吸波原理
入射波
反射波 折射波
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要想对电磁波进行有效的吸收：
(1) 使电磁波最大限度进入到材料内部，以减少电磁 波的直接反射。
介质对电磁波的 反射系数为：
Z和Z0分别是介质的特性阻抗和自由空间的波阻抗
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(2) 电磁波进入材料内部后，要设法对入射的电磁 波进行有效的吸收和衰减。
能量损耗: tanD= tanDE + tanDM = Ed/Ec+ Ld/Lc
(2)需要全频段、全空域的隐身能力——不但在 技术上是无法实现的，实际上也是没有必要的，只要
抓住主要矛盾，避开不利的实用环境。
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二 雷达工作原理简介
“活雷达”－蝙蝠
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雷达：利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有 辐射来探测目标，获取目标空间坐标、速度等特征信 息的一种无线电技术。
发射机
R
收发转换开关
高频 甚高频 特高频 超高频 极高频 (短波) (超短波) (分米波) (厘米波) (毫米波)
雷达频率
微波段
亚毫 米波
红外线
频率 3 kHz
30 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz
常用 220MHz-35GHz；实际 3MHz300GHz
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美国空军参谋长甚至认为：“美国将来如果没有 像JSTARS这样的系统是不会参战的”。
雷达舱
设备操作人员
JSTARS，美军军事新概念的产物，即“联合监视 目标攻击雷达系统” ，由波音公司707/300客机改装 而成 。
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为了提高武器装备在战场上生存、突防和纵深打 击能力，隐身技术应运而生。
隐身技术：降低目标的雷达、红外、激光的可探 测信号特征，使之难以被探测、识别、跟踪和攻击。
按材料的成型工 艺和承载能力
涂覆型吸波材料 结构型吸波材料
按吸波原理
按材料的损耗 机理
吸收型
干涉型 电损耗型:介质的极化弛豫损耗 磁损耗型:磁滞损耗和磁畴共振
按研究的时期
传统的吸波材料:铁氧体、金属微粉、石墨、 碳化硅、导电纤维等
新型的吸波材料:纳米材料、手性材料、导
电高聚物、多晶纤维等。
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3.3 几种吸波材料
2005年，美国研制出能控制辐射率/反射率涂层
2010年，美国研制出能自动对背景和威胁做出反应的 自适应涂层系统
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4.2 智能隐身材料的定义
智能隐身材料：能从自身的表层或内部获取关于环 境条件及其变化信息，进行判断、处理和做出反应，以 改变自身的一种或多种参数，使其很好的与外界协调。
雷达向高分辨、多波段、多 极化方向发展
红外成像技术和激光探测技术 的发展
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目标和背景的可探测性有差别，是各种探测系统能 够从背景中发现和识别目标的基础。
红外成像图:
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相对目标而言，背景是十分复杂并且不断变化的， 为了减小目标和背景的可探测性有差别: 20世纪80年代，美国首先提出了智能隐身材料的概念