传统飞机雷达隐身改装技术措施研究

传统飞机雷达隐身改装技术措施研究
摘要：传统飞机与隐身飞机相比，在生存和突击能力上都有很大差距，生存突击能力决定了飞机能否到达攻击区域、执行攻击并安全返回基地，对传统飞机进行雷达隐身改进是提高其生存能力的有效途径。

本文从隐身改装角度出发，对雷达散射面积较大的常规布局飞机进行了隐身改装技术研究，提出了一些降低雷达散射截面的措施，在飞机隐身改装过程中具有一定的借鉴作用。

关键词：飞机、雷达隐身、改装
1引言
现代雷达探测系统的迅速发展极大提高了战争中的搜索、跟踪目标的能力，传统飞机雷达散射截面很大，极易被陆基雷达、海基雷达以及空中预警雷达探测到，在战时的生存能力受到严峻考验。

在未来战争中，雷达仍将是探测目标的最可靠手段，对传统飞机进行雷达隐身改进可以提高飞机的突击能力和生存能力，是保证飞机作战效能的有效途径。

2飞机隐身技术概述
隐身技术是一项跨学科的综合技术，涉及到电磁学、声学、光学、材料学、电子学和信息科学等多种学科。

按探测手段的不同，飞机隐身包括雷达隐身、红外隐身、声隐身和可见光隐身。

在现代技术条件下，影响飞机生存能力和突防能力的主要是雷达隐身和红外隐身。

在未来战争中，雷达仍是探测飞机的最可靠方法。

雷达利用无线电波发现目标，当雷达波碰到飞机时，一部分无线电波便会反射回来，根据反射无线电波的时间和方位便可以计算出飞机的位置。

飞机为了躲避雷达发现，除了超低空飞行避开雷达波的探测范围外，必须想办法降低对雷达波的反射。

雷达散射截面积（英文名称Radar Cross-Section，
缩写为RCS），是指飞机对雷达波的有效反射面积，雷达隐身的方法便是想尽千方百计、采用各种可能的手段来减小飞机的RCS。

雷达反射主要包括镜面反射、边缘绕射、行波、爬行波与尖顶绕射。

飞机各部件在特定入射方向下会有不同性质的散射源，如垂尾在侧向会产生镜面反射，在前向有镜面反射、边缘绕射和爬行波，垂尾翼尖则会产生尖顶绕射，驾驶舱有明显的前向镜面反射和边缘绕射，机翼前向有镜面反射、边缘绕射和爬行波，机身会产生侧向镜面反射、爬行波和纵向行波，进气道会产生前向镜面反射和进气口边缘绕射，雷达舱会有镜面反射和边缘绕射等等。

3传统飞机隐身改装原则
隐身改装属于电子、材料、空气动力和测试等多学科交叉的技术应用。

为保证传统飞机隐身改进工作的可行性，隐身方案设计需要进行详细的论证，分手段实施，简化施工条件，降低改装成本。

在技术先进性与可行性的选择上，优先考虑可行性和实用性；重视隐身材料的工艺性、批量供应能力和质量稳定性；在方案论证阶段，既要考虑可靠性和维修性设计，又要考虑保障设备的配套研制；以国内现有隐身研究成果为基础，尽可能采用成熟技术，降低研制风险，尽快形成战略威慑；以提高整机隐身性能为目标，避免对单一指标的过分追求，隐身改装要突出重点，满足需求。

4隐身改装技术要求
在技术措施方面，隐身改装时，通常不允许改变飞机的气动布局，不允许对飞机的飞行安全产生有害影响。

在隐身材料方面，应进行相关的指标鉴定性试验、工艺试验和使用维护性研究，不应危害使用人员的职业健康。

在工艺性方面，所采取的技术措施应具有良好的工艺性，易于清除和修补，应避免不良的施工条件。

在重量方面，隐身改装后，飞机总重不应有明显的增加。

使用寿命方面，隐身涂层应符合飞机使用维护需求。

5传统飞机雷达隐身技术措施
对于传统飞机，飞机上典型的雷达散射源主要包括进气道中的发动机压气机
及其所形成的空腔，雷达天线和天线舱，座舱及其中的飞行员和设备，外挂物及
其悬挂装置，机翼、水平尾翼的前后缘，垂直尾翼、机身侧壁，机身和机翼接合面，各种缝隙和边缘，发动机尾喷管中的涡轮及其所形成的空腔，角反射器等。

5.1优化局部气动外形
目前衡量飞机隐身性能的主要指标是头向±30º均值，隐身技术措施主要针
对头向RCS减缩。

头向的主要散射源为机翼前缘和进气道，而传统飞机机翼难以
改变，只能在气动特性允许的条件下，改变飞机进气道及其唇口的局部外形。

为优化设计进气道唇口，将进气道唇口改进设计成双斜切、尖劈形。

同时外
挂武器也是头向RCS的主要来源，可以考虑武器内挂以及半埋等方式，尽量降低
外挂武器的RCS。

传统飞机上的各种外凸物应尽量更改为共形安装或内置安装。

5.2外表面涂覆雷达吸波涂料
在飞机外表面对雷达波的强反射源处涂覆雷达吸波涂料（俗称隐身涂料），
雷达吸波涂料的本质是在环氧树脂基料或聚氨酯基料中加入铁氧体的微粉，把照
射到本机的电磁波转化为热能散发掉，让对方电波无法反射，从而探测不到本机。

不过目前雷达吸波涂料效果有限，还会增加飞机的重量，使用和维护成本也
比较高，需要有选择地使用，在选择时需重点关注工作频率范围，环境适应性，
良好的韧性，良好的耐冲击性，与铝合金之间的附着力，与各类底漆之间的附着力，可室温固化，涂敷、维护保养的工艺性等等。

5.3改进座舱玻璃
雷达波还可以透过座舱玻璃，而座舱内的仪表板及座椅都是强反射源。

对座
舱玻璃进行透可见光、反雷达波的组合膜系镀制技术处理，即在玻璃内外表面蒸
镀一层透可见光的导电组合膜、增透膜及其保护膜，通过光电特性的综合匹配设计，达到对可见光的高透射率和对雷达波的低反射率要求。

5.4改进机头雷达罩
机头雷达天线通常垂直安装在机头内，加上整流罩采用透波材料，因此形成
了镜面反射。

对机头雷达减小前向RCS的方法主要是采用隐身雷达罩，保证雷达
天线工作频带内的透波功能，实现雷达罩透波与隐身的一体化功能，主要措施是
频率选择表面(FSS)技术。

此外，雷达天线不工作时可以斜置，极大减少镜面反射。

5.5局部采用雷达吸波结构
局部采用复合材料雷达吸波结构，通常机翼前后缘处RCS较大，通过设计吸
波前后缘可减缩其RCS。

为使透过蒙皮的电磁波被进一步吸收掉，在翼面的前缘
和后缘填充比重小的吸波材料（如具有吸波特性的蜂窝和泡沫），同时这些材料
还增加了前后缘的刚度，使翼面保持良好的气动外形。

在金属骨架表面涂敷吸波
涂料来进一步吸收电磁波，由于涂料被涂敷在结构内部，不易受环境影响。

吸波
结构综合考虑了各方面的因素，能很好地达到吸波的目的，其蒙皮和内部骨架均
需详细地进行设计。

5.6优化表面轮廓不连续
受制造工艺技术限制，传统飞机表面蒙皮与蒙皮、蒙皮与口盖、天线等成品
与结构分离面，必然会形成一定宽度的缝隙和一定高度的台阶，形成次级散射源。

多数情况下，雷达波都是以掠入射角度照射飞机表面缝隙和台阶，具有明显的极
化特性。

因此，飞机表面一定要尽量避免出现较为明显的不连续表面，如通过填
充导电胶以改善其导电不连续性，这样可以大幅度降低由于表面不连续引起的电
磁缺陷散射。

6结束语
在我国传统军用飞机中，在不改变飞机常规气动布局的前提下，可以结合型号特点，通过各种材料隐身技术措施和外形隐身技术措施进行改装，从而有效降低飞机的雷达散射面积。

本文提出的几种改装措施在传统飞机加改装设计中具有一定的借鉴作用，将有效促进我国传统军用飞机隐身性能的快速提高。

参考文献
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