飞机隐身技术研究

飞机隐身技术研究

摘要

本文讨论了现代隐身飞机所利用的几种常用的种隐身技术,重点介绍了雷达隐身技术、红外隐身技术、视频隐身技术,简要说明它们的隐身原理和隐身技术。并且介绍了新型的隐身材料和新型飞机隐身技术的发展，最后论述了国外飞机隐身技术的最新进展和发展趋势。

关键词：隐身飞机、雷达隐身技术、红外隐身技术、视频隐身技术

Abstract

This article discusses the use of modern stealth aircraft several common types of stealth technology，radar stealth technology, infrared stealth technology, video stealth technology, a brief description of the principles of their stealth and stealth technology. And describes the development of new materials and new stealth aircraft stealth technology, and finally discuss the latest developments and trends of foreign aircraft stealth technology. Keywords：Stealth aircraft, stealth technology, infrared stealth technology, stealth technology video

目录

引言 (5)

1.隐身飞机的出现 (5)

2.飞机隐身技术及原理 (5)

2.1雷达隐身技术 (5)

2.1.1雷达隐身技术原理 (5)

2.1.2 雷达外形隐身技术 (6)

2.1.3 雷达材料隐身技术 (8)

2.2 红外隐身技术 (8)

2.2.1 红外隐身原理 (8)

2.2.1 红外隐身技术途径 (9)

2.3 视频（可见光）隐身技术 (10)

(11)

2.5 声波隐身技术 (11)

3.正在探索的新型隐身材料与技术 (12)

3.1新的隐身材料 (12)

3.2几种正在探索的新型隐身技术 (13)

总结 (14)

参考文献 (14)

引言

所谓隐身飞机（stealth aircraft ），就是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等特征信息，使敌方探测系统不易发现的飞机。目前，飞机隐身的方法主要有以下三个方面：一是减小飞机的雷达反射面，从技术角度讲，其主要措施有设计合理的飞机外型、使用吸波材料、主动对消、被动对消等；二是降低红外辐射，主要是对飞机上容易产生红外辐射的部位采取隔热、降温等措施；三是运用隐蔽色降低肉眼可视度。

1.隐身飞机的出现

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。迄今为止，美国已研制出多种隐身飞机，其中F- 117A 隐身战斗机、B- 2A隐身轰炸机和F- 22先进战术隐身战斗机是隐身飞机家族中的杰出代表，它们均采用了不尽相同的隐身技术，代表了飞机隐身技术的不同发展阶段。目前美国的隐身飞机技术处于国际领先地位，俄、德、法、英、瑞典、加拿大和日本等国家对隐身飞机的研究也在迅速发展中。现役隐身飞机中，只有F- 117A和B- 2A经过战争的检验，它们被证明是技术性能卓越、作战功能强大、具有超级突防能力的作战飞机。

2.飞机隐身技术及原理

2.1雷达隐身技术

2.1.1雷达隐身技术原理

雷达隐身技术是以电磁波散射理论为基础,为了不被雷达发现,最有效的办法是减少飞行器的雷达截面积RCS。即采取各种措施使目标在雷达探测波束照射范围内具有极小的雷达截面积,大幅度减少可被敌方雷达接收机截获的电磁波能量,使雷达对目标的探测距离缩短,从而达到隐身的目的。雷达的最大探测距离与RCS的关系可用下式表示:

()4/1322max 4R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=r t t p G p πσλ (2.1)

式中Pt 为雷达发射功率；Pr 为雷达接收功率；Gt 为雷达天线增益；λ为雷达工作波长；σ为目标雷达散射截面积。假设某雷达在σ=1000时，Rmax=100，则可以进一步得到RCS 减缩与雷达作用距离下降的对比情况（见表2.1）：

表2.1：RCS 缩减与雷达作用距离下降比较

表2.2：几种典型飞机的RCS

2.1.2 雷达外形隐身技术

气动力允许的条件下，改变飞行器外形，使其在特定的照射角度范围内显著降低特定照射角度范围内的RCS 的技术成为外形隐身技术。

理想平板的最大RCS 为: 22

max 4λπσA = （2.2）

其中:A = lw ；λ一波长；l 一平板的长度；w 一平板的宽度；

如考虑雷达的波束函数和雷达探测目标的方位角，雷达对应在平板上的RCS 为：

2max cos ]sin 2)

sin 2sin([

l l λπλπ

σσ= (2.3)

max σ- 理想平板的最大RCS ；λ一波长； 一偏离平板垂线的夹角。

把(2.2 ) 带(2.3) 入化简得: 22tan sin 2sin πλ

πωσ）（

l = (2.4) 在偏离垂线的角度上观测平板时，它的最大RCS 为:

22

tan πωσ=， (2.5)

从(2.5) 式可见，偏离平板垂线的夹角职越大，主平板的，σ越小。这也是外形设计隐身的依据。其采用的方法通常如下：

1 飞机的机翼、机尾和机身之间的结合都是能产生角反射器效应的部位，可采取翼身融合体结构，V 型尾翼或倾斜式双立尾结构等方法。

2 变后向散射为非后向散射，采用后掠翼和三角翼结构对付正前方入射光。

3 用边缘衍射代替镜面反射，尽量使机上造成镜面反射的部分平滑，使之形成边缘衍射而无强反射。

4 用平板外型代替曲面外形，减少散射源数量。可将飞机的机身、短舱等处向扁平方向压缩或做成近似三角形机身。

如图2.1，用倾斜的平板组成的多面体机身代替常规的二次曲面机身，可将入射到机身的雷达波的大部分能量偏转到在一定的角度范围内，雷达接收不到的方向上，雷达接收到的只是很弱的回波e ，因此可显著降低机身的RCS 。

图2.1