隐身材料

• 一般是通过目标使用的环境不同而改变迷彩图案和颜色组合来达到可 见光隐身的目的。
• 迷彩的成膜物质一般采用醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等；
• 地面装备：绿色、褐色、沙漠黄、黑色；三色、四色、六色；
• 空中装备：上绿色、天灰色、海蓝色；下灰色、浅蓝色；尾钛金色； • 海中装备：舰体灰色、舰底红色、甲板换色或灰色；
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俄罗斯巨型雷达天线阵
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4 反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• (4) 超视距(OTH)雷达（Over the horizon radar） • 也称为超地平线雷达，它的探测频率完全在标准雷达波段范围之外； • 其工作于HF频段，波长为5~150 m，利用天线传播机制，可以探测 900~4000 km的目标； • 它能克服地球曲率半径限制，通过地球电离层反射目标信号来实现超 视距探测和跟踪； • 雷达波经电离层反射一次能探测5000 km左右的目标。 • 超视距雷达的另一个重要作用是能够对付采用吸波涂层的飞机。 • 缺点：精度低，只能获得目标的大概方位信息； • 系统非常庞大，干扰因素多，受气候变化影响； • 在中波、短波波段，频谱拥挤，带宽窄，互相干扰严重。
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利用电离层反射，称为天波超视距雷达
利用地面绕射，称为地波超视距雷达
超视距雷达的工作原理
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俄罗斯的超视距雷达
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中国的超视距雷达研究起步于70年代；
80年代初由哈工大开始设计和ຫໍສະໝຸດ Baidu制；
1990年我国在威海建立首座高频地波超视距试验站， 并成功了跟踪了超视距外的舰船和飞机等目标； 1994年由武汉大学研制的地波超视距OSMAR系统投入使用(30 km)； 目前使用的是武汉大学研制的第二代OSMAR2000系统(200 km)
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5 可见光隐身技术：(1) 军用
• (2) 热致变色材料
• 原理：系统在感知背景光的亮度和色度信息后，在温度控制下使材料 温度发生变化，从而呈现出与背景一致的亮度和色度。 • 热致变色材料按照物质成分可分为：无机热致变色和有机热致变色； • 无机热致变色材料的机理：结晶改变、化学反应、热分解等。
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4 反隐身技术：(2) 无源探测技术
• 3 民用无线技术
• 西门子公司研究发现，目前的移动电话设施都可以作为一种对付隐形 飞机的有效雷达系统； • 隐身飞机在飞行过程中会对电视信号、调频广播信号及对宇宙线的传 输产生干扰和扰动，由此可以探测隐身目标的存在； • 目前的通讯和电视卫星使用的是10~13 GHz波段，电视信号的干扰主 要集中在Ku波段（12~18 GHz）； • 随着通信和电视卫星数量的增加，国际电信联盟开始分配Ku波段的部 分频率； • 由此将和隐形飞机的机载雷达产生频率冲突，成为探测隐身目标的有 效手段，导致飞机失去隐身能力。
• 波长越长，利用涂覆型吸波材料就越困难。
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反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• 甚高频雷达在冷战时期就已经出现，当时苏联已经研制出P-14“Tall King”与P-12/18“Spoon Rest”（匙架）B/D雷达。 • 1999年，塞尔维亚的防空部队利用Spoon Rest雷达和SNR-125 Low Blow数字化升级雷达，发射了一枚“萨姆-3” 地对空导弹，击落了一 架F-117A战斗机。
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4 反隐身技术：(2) 无源探测技术
• 反隐身技术，目前常见的是雷达反隐身技术、无源探测技术等。
• 2 无源探测技术
• 无源探测技术已被美国列为目前最有效的反隐身手段。 • 其最大特点是本身不发射电磁波，而是依靠被动接收目标辐射的电磁 波来发现和跟踪目标； • 隐身飞机在突防过程中，为了搜寻目标、导航定位、指挥联络等，必 须要使用雷达来辐射电磁波，由此就恰好被无源雷达所发现。 • 无源探测技术具有高度的隐蔽性、广泛的适应性、宽广的时域性、精 确的目标识别特征。 • 它可以从对方雷达中接收到足够的信息，对其进行识别和定位。 • 无源探测技术除了受大雨影响外，基本上不受气候条件和战场烟尘等 影响，可以全天候、全天时工作；
隐身材料及技术简介
隐身材料及技术（1）
民用产品中的应用
隐身材料在民用方面有哪些应用？
建筑上的应用
隐身材料在建筑上的应用
军事上的应用
军用隐身技术有哪些？其隐身原理如何？
反隐身技术原理及应用
目前有哪些反隐身技术？其应用如何？
可见光隐身技术
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反隐身技术
• 隐身技术 VS 反隐身技术 • 隐身技术的发展，使得反隐身技术也得到了快速发展，目前的雷达探 测系统已经能够探测到隐身飞机。 • 上世纪90年代，英国的雷达就对美国的F-117飞机进行过探测和跟踪； • 美国空军也承认一些雷达可以发现B-2，但探测距离已经缩短；
43 •2014-9-20 缺点：颜色变化少、亮度可控范围窄、温度比较高。
蓝色
橙色
全球五大设计奇异的厕所之一
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5 可见光隐身技术：(1) 军用
• (3) 电致变色材料
• 电致变色材料在通电后可以迅速改变其亮度和颜色，通过计算机控制 ，可以使其迅速与目标所处环境的亮度和颜色相匹配，达到隐身的目 的。 • 美国：佛罗里达大学发明了三种聚合物材料。
中国的超视距雷达
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4 反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• (5) 天基(SB)雷达（Space based radar） • 也称为星载雷达或太空雷达，它被设置在3 00 km高空的同步卫星上； • 利用直径30 m左右的天线系统把太阳能提供的发射功率辐射至地面； • 由地面的天线阵接收运动目标的信号，构成大面积的搜索范围。 • 目前的工作频段主要有L、C、X三个波段。 • 具有功能多，分辨率高，全天候和全球覆盖等优点；能够实时获取静态 和动态目标的信息；获得精确的三维图像； • 目前美国、日本、法国、德国、英国、印度、中国等都在发展天基雷达 系统。 • 美国空军的E-3A预警机、海军正在研制的“钻石眼”预警机、以及高空 预警气球都能有效地探测隐形目标。
反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• (2) 米波和毫米波雷达 • 现代隐身飞机针对的都是工作于1~20 GHz频段内的常规厘米波雷达， 但在米波和毫米波雷达面前却无能为力；
• 米波雷达的作用原理就是当波长与目标尺寸相近时，会发生谐振作用 ，从而提高回波强度；
• 缺点是杂波干扰大，探测精度低，主要用于警戒，但作用距离长。 • 毫米波雷达是由于波长很短，当照射至目标表面时，目标上的任何不 平滑部位都会起到反射器的作用，形成很强的电磁反射； • 导致雷达散射截面增大，从而使隐身性能大打折扣。 • 毫米波雷达具有分辨率高、抗干扰能力强、低空性能好等优点； • 非常适合于探测一些小目标，可以比较精确提供目标的速度、距离和 角度等信息。
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4 反隐身技术：(2) 无源探测技术
• 3 民用无线技术
• 美国Lockheed公司已经研制成功“寂静哨兵”雷达系统。 • 利用民间的电视台和电台信号作为辐射源； • 这些信号在飞行器表面形成较大的反射信号，被雷达所接收； • 雷达对接收到的信号数据进行处理，从而探测目标。 • 俄罗斯无源雷达也是接收TV和FM信号在隐身飞机表面的反射回波进行 目标探测； • 目前已经投入使用。
• 目前，俄罗斯是国际上甚高频雷达技术最发达的国家。
• 甚高频雷达的不足是：灵敏度较差，跟踪低空目标时杂乱回波抑制性 能较差，易受到电视、调频、便携式电台等信号的干扰。
• 对付甚高频雷达的最有利措施是在外形上消除那些尺寸较小的零部件 。
• 如：B-2飞机上最小的部件尺寸都以米计，而对于机身上最关键的部位 采用厚截面的多层隐身材料。
• 热致变色材料按照变色方式可分为：可逆变色和不可逆变色；
• 可逆热致变色材料可以用于目标的动态隐身。 • 美国：曾研究过可以用于坦克、车辆等表面的热致变色伪装系统。
• 由热敏变色材料、导电金属板、热电模块、温度传感器、吸热器构成 。
• 热电模块控制整个系统的温度，通过导电金属板将热量传递给变色液 晶，变色液晶材料可以在几秒内根据温度的变化呈现不同的颜色。
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俄罗斯P-12 Spoon Rest甚高频雷达
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俄罗斯P-18 Spoon Rest甚高频雷达
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1999年，F-117A折戟巴尔干，即是被P-12/18雷达所发现
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P-12和P-18雷达显控台
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5 可见光隐身技术：(1) 军用
• (1) 光致变色材料
• 原理：在一定波长和强度的光作用下，材料的分子结构发生变化，引 起材料对光吸收峰值的变化，最终导致颜色发生改变，达到隐身效果 。 • 目前，美国、法国、日本、中国已有此方面的研究成果。
• 美国：聚氨酯分子中嵌入丁二炔链段，在一定条件下，丁二炔聚合生 成聚丁二炔，形成具有自由电子的共轭结构，改变材料的颜色和光强 度。 • 美国：在材料系统中加入传感器和控制器，使用带有SiC光探测器的滤 波器可以识别环境的波长和光强度，再将输出信号经模拟数字转换器 传输给处理器进行识别和处理，并发出控制指令以改变材料的颜色和 色强度，从而实现隐身的目的。
• 这些手段都只适用于静止目标或目标运动较慢的情况；
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5 可见光隐身技术：(1) 军用
• 目前采用的可见光隐身技术主要表现为两个方面： • (1) 智能隐身材料的研究开发； • (2) 纳米隐身材料在伪装织物中的应用。
• 1 智能隐身材料
• 智能隐身材料是一种具有“变色龙”特性的材料系统。 • 这种材料在光、电、热等刺激下会发生变色和改变亮度，使目标融入 背景中，提高装备的隐身和机动性能。 • 目前在研的有：光致变色材料、热致变色材料和电致变色材料。
• 雷达反隐身技术主要有两类： • (a) 抑制隐身技术，提高目标的RCS：如采用雷达网技术； • (b) 提高雷达探测能力，如加大雷达辐射功率，增大回波信号强度。 • (1) 甚高频(VHF)雷达（Very high frequency radar） • 甚高频雷达的反隐身能力，是因为其波长较长； • 当入射波长接近目标尺寸时，反射波会与目标上的其它行波(如绕射波) 产生谐振，从而产生强烈的回波信号； • 甚高频雷达的波长为1 5~1 90 m，此时飞机上的主要部件都可能产生 电磁波谐振；
南联盟军人正在检查被击落的 F-117飞机残骸
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改进版“黑鹰号” 2011年5月2日，在击毙“本· 拉登”行动中，美军最新的隐身直升机坠 毁 2014-9-20 43
反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• 反隐身技术，目前常见的是雷达反隐身技术、无源探测技术等。
• 1 雷达反隐身技术
• 缺点是作用距离短。
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• 中国海军舰艇上装备517型“八木天线阵”对空、对海远程预警米波雷达； • 具有很强的抗干扰能力，搜索距离为180公里，能探测隐身目标。
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反隐身技术：(1) 雷达反隐身技术
• (3) 双基(DB)雷达（Double base radar） • 双基雷达的发射与接收不在同一地点。 • 即使隐身飞机可以通过外形设计改变反射角度使反射波偏离发射源， 但在另一方面仍会有回波被双基雷达接收。 • 米波雷达探测距离很长，但精度低，毫米波雷达精度很高，但距离短 ，将两者结合形成双基雷达，可以大大提高雷达的探测能力。 • 双基雷达并不总是有效：因为飞机是活动的，雷达波的反射方向随时 在变，所以雷达上获得的信号总是闪烁的。 • 俄罗斯已经研制成功巨型雷达天线阵。
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5 可见光隐身技术：(1) 军用
• 光电探测技术和各种反伪装探测手段目前已发展到相当高的水平； • 国外坦克、车辆、光学卫星和侦查飞机上安装的探测器材目前均能够 在38~750 nm的可见光波段对地面设备进行侦查与探测。 • 传统的可见光隐身就是通过减小目标的可视外形、涂覆伪装迷彩、覆 盖伪装网等手段；