一(yī)、隐身技术的(de)工作原理与功能
19世(shì)纪发(fā)明的雷达,在第(dì)二次世(shì)界大战中首次用于(yú)军(jun1)事(shì)。雷达是一种利(lì)用无线电(diàn)波发现目标(biāo)并测定其位置的(de)装(zhuāng)置。其简单工作原理是:由(yóu)雷达(dá)发射装置发出无线电波束(脉(mò)冲无线电(diàn)波束和连(lián)续无线电波束);碰到目标后,其中的(de)一(yī)小(xiǎo)部分波束就(jiù)反射到(dào)雷达接收装置,由此来测定目标的距(jù)离、方(fāng)位和高度等参数。雷达的(de)问世,使人类的探(tàn)测技术和能力跨上了(le)新的(de)台(tái)阶;同时,也向反探(tàn)测(cè)技术提出(chū)了新的挑战。人们为了提高目标反(fǎn)雷达探测的能力,不懈地奋斗了几十年,终(zhōng)于探索到一条新的隐身途径。与早期的隐身术——伪装术相比,今天(tiān)的隐身技术已起了(le)根(gēn)本变化,有了质的飞跃。下面从反雷达探测和反红外(热)探测两个(gè)方面简(jiǎn)单介绍隐身技术的一些工作原理与隐(yǐn)身功能。
二、反雷(léi)达探测
隐身(shēn)技术的(de)一项主要工作是提高反雷达探测(cè)的(de)能(néng)力,也就是提高目(mù)标在雷(léi)达探(tàn)测(cè)下的隐(yǐn)身(shēn)性能(néng),通常用目标的雷(léi)达散射截面(RCS)表(biǎo)示。所谓目标的(de)雷达散射截(jié)面(miàn)是指:目标被雷(léi)达发射(shè)的电磁波(bō)射中时,其反射电磁波能量的(de)程度。雷达散(sàn)射截面的大小,反映了目标反射电磁波(bō)能量(liàng)的(de)强(qiáng)弱;其越小,雷达就(jiù)越不易探测到目标。在无人机(jī)上,常从(cóng)以下几方面(miàn)来减小RCS:
1.采用复合材料
雷达发射的(de)电磁波碰(pèng)到金属材料(liào)(如铝合金(jīn)蒙皮)时,由于其是电导体,在金(jīn)属材料中易感应生成相同频率的电磁流。电磁流的流动,会建立起电磁场,向(xiàng)雷达(dá)二(èr)次辐射能(néng)量。复合材(cái)料是由一些非金属材料(如碳)和绝(jué)缘材料(如环氧树脂)组成,其导电率要比金属材料(liào)低(dī)得多(duō)。因此,当(dāng)雷达发(fā)射的电磁波碰到复(fù)合材料时,难以感(gǎn)应生成电磁流(liú)和建立起(qǐ)电(diàn)磁(cí)场,所以向雷(léi)达二次辐射能(néng)量要少(shǎo)得多。无人(rén)机的尺寸(cùn)要比有人飞机小得多(duō);大(dà)多(duō)数无人机的最大(dà)尺寸在5米以(yǐ)下。因(yīn)此,在其机体上,部分或大部(bù)分使用(yòng)复(fù)合材料比有人(rén)飞机要(yào)容易实(shí)现。
基于上述两点原因,采用复合材料就(jiù)成(chéng)了无人(rén)机最普遍使(shǐ)用的隐(yǐn)身措施。无人机(jī)上采用的复合材料主(zhǔ)要有:玻璃纤维加强合成树(shù)脂、石墨与环氧树脂、以芳纶纤维(wéi)为基础的凯芙拉、雷达吸波材料(liào)。
雷达吸波材料是一种多层(céng)结构形(xíng)成(chéng)的材料。它(tā)至少有三层:最外层是透波层;中间层(蜂窝芯或泡(pào)沫芯)是电磁波(bō)损耗层;最内层(céng)是基板(bǎn),具有反射(shè)抵消雷达波的特性。当雷(léi)达能量(liàng)辐射到(dào)此材料结构上(shàng)时,就会被大量吸收(shōu)和抵消掉。无人机常用(yòng)的(de)吸波结构材料有:聚(jù)氨(ān)基(jī)甲酸(suān)酯(zhǐ)泡沫芯和芳纶-环氧(yǎng)树脂蒙皮;聚苯乙烯泡沫芯和胶(jiāo)合板(尼龙)蒙皮或碳纤维(wéi)蒙皮;Nomax蜂窝芯和芳纶蒙皮(pí);玻璃(lí)纤维蜂窝芯和石墨复合蒙皮。
2.避免使用大(dà)而平(píng)的(de)垂直面
当(dāng)雷达的无(wú)线电(diàn)波射入(rù)两个互相垂直面中的(de)任一个面(miàn)时(shí),由于无(wú)线电波的(de)“镜面反射”效应,就会形成二(èr)次“反弹”,最(zuì)后以与入射波束(shù)相同的方向反射波束到(dào)雷达。无人机(jī)的立(lì)尾与水平(píng)尾翼、机翼(yì)上的垂直安定面、机(jī)翼下挂架、翼身(shēn)连接处等都会形成强烈的雷达反射区域。为减小RCS,在无人机上(shàng)采用内倾的双立尾、翼端(或翼上)安定面、机身(shēn)侧边(biān)等构型(xíng)。
3.采用(yòng)光洁平滑的外形
无人机在雷达探测下,其蒙皮上生成(chéng)电磁流。当这些电磁流流动(dòng)到不连续处时(shí),就被“耗散”或(huò)者(zhě)辐(fú)射电磁能,而(ér)其中一部分电(diàn)磁能就会反射回雷达。因此,无人机形状(zhuàng)轮(lún)廓等剧变(biàn)状况,或是尖(jiān)削的翼后缘(yuán)与翼(yì)尖、操纵面(miàn)以及机体连(lián)接(jiē)处等的(de)不(bú)连续性,都会使其(qí)成为雷(léi)达能量(liàng)的良好散射体,当(dāng)不(bú)连续处垂(chuí)直(zhí)于雷(léi)达波束时,这种效应最强。
基于上述原(yuán)因,无人机在(zài)外形上采用:机(jī)翼、机身(shēn)、尾翼和短舱连接处光滑地过渡,或机翼(yì)与机身高度融合(hé)的构型。机翼为下单翼时,采用平整的翼身组(zǔ)合下侧面;平滑的曲面外形;后(hòu)掠的机(jī)翼后缘和尾翼后缘。
4.注意凹状结(jié)构的隐身
凹状结构具(jù)有角反射器的(de)特(tè)性。角反射器是由3个互成90度的表面角连(lián)接而(ér)成。当雷达(dá)的无线电波射入(rù)这(zhè)3个表(biǎo)面中的(de)任一表面时(shí),可能形成三次“反弹”,从(cóng)而在宽(kuān)的视界角范(fàn)围(wéi)内(nèi)返回强的电磁波能量到雷达。发(fā)动机进气道、尾喷管、排(pái)气(qì)口等(děng)都可看(kàn)作凹状结构,具有较大的(de)雷达信号(hào)特征(对发动机(jī)尾喷管来说还有红外辐射(shè)特征)。因此对这类(lèi)凹状结构应采取隐身措施。
三、一般采用的(de)隐身方(fāng)法:遮蔽法
这种方法(fǎ)是(shì)利用机体的某一部分遮避发动机的进气道或尾喷口,以减小雷(léi)达探测的视角范围。例如,将发动机装在机(jī)身背上,由机身挡(dǎng)住发动机(jī)进气道和尾喷口(kǒu),以免(miǎn)上视雷达探测;把发动机装于机身中,发动机进气(qì)口设在机身顶(dǐng)上(shàng)或机翼上方的机(jī)身两侧,由机身或机翼挡住进气口,以(yǐ)免上视雷达探测。

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