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隱身飛機

鎖定
所謂隱身飛機(stealthaircraft ),就是利用各種技術減弱雷達反射波紅外輻射特徵信息,使敵方探測系統不易發現的飛機。飛機隱身的方法主要有以下三個方面:一是減小飛機的雷達反射面,從技術角度講,其主要措施有設計合理的飛機外型、使用吸波材料、主動對消、被動對消等;二是降低紅外輻射,主要是對飛機上容易產生紅外輻射的部位採取隔熱、降温等措施;三是運用隱蔽色降低肉眼可視度。
中文名
隱身飛機
外文名
stealthaircraft
原    理
減弱雷達反射波、紅外輻射
特    點
不易被敵人發現

隱身飛機簡介

雷達隱身技術。主要有低散射氣動外形技術、隱身材料技術和阻抗加載技術等。低散射氣動外形技術是設計適當的氣動外形佈局以減弱飛機在雷達接收方向的散射效應。如採用翼身融合體和半埋式座艙,使機翼與機身、座艙與機身平滑過渡,融為一體;減少飛機表面能造成散射的突起物,對外掛武器進行保持外形設計或內埋設計;採用“S”形彎曲的進氣道尾噴管,在進氣道和尾噴管內加隔板,抑制進氣道和尾噴管空腔反射和壓氣機、渦輪的鏡面反射;採用尖頭的翼型進氣道唇口;將飛機所有邊緣設計為少數幾個平行方向,使所有邊緣的雷達散射波集中形成少數幾個固定方向的反射波束,其他方向的反射波很弱,形成閃爍的雷達信號,不易辨別;儘量減小飛機的幾何尺寸,減少飛機部件。隱身材料技術是在飛機表面塗敷電磁波吸收材料,以減小飛機的雷達截面積;儘可能使用複合材料。阻抗加載技術是在飛機金屬表面並聯等效負載,以改變飛機的固有電磁諧振特性,減小飛機的雷達截面積。②紅外隱身技術。主要是通過改進結構設計和應用紅外物理學研究的成果來吸收和減弱飛機的熱輻射能量,使紅外探測設備難以發現。發動機是飛機的主要熱輻射源。採用二元噴管、取消加力燃燒室、在燃料中加入添加劑,使燃料充分燃燒,可以減弱排氣的紅外輻射;採用異形噴管以改變紅外波長,使工作在特定波長的紅外探測器失效;對發動機尾噴口噴焰進行遮擋,改變噴口噴流方向,在噴管外安裝紅外吸收裝置等措施,都可以達到一定的紅外隱身效果。此外,在機身上塗敷紅外吸波塗料,用加碳纖維吸熱複合材料覆蓋機身,可進一步提高紅外隱身的效果。隱身飛機可以有效地提高生存力,但也存在一些弱點。①隱身的特殊要求可能使飛機外形在氣動方面不符合最佳設計,會引起氣動阻力增大,結構重量增加,性能下降。②雷達吸波材料本身有侷限性,如F-117A攻擊機的吸波材料主要是針對釐米波的,對米波和毫米波無效。現代研究的超視距雷達光學雷達、雙基地/多基地雷達諧波雷達無源雷達,都具有較先進的反隱身能力。③難以外掛武器,載彈量少,作戰能力單一。④研製生產費用昂貴,維護修理困難。隱身特性已成為第四代戰鬥機的一個重要特徵。第二次世界大戰期間,一些飛機採用經試驗的迷彩塗料,降低飛機與天空背景的對比度,減小飛機的目視特徵。這是最早、最簡單的隱身飛機。20世紀60年代初,美國的U-2SR-71偵察機開始採用雷達隱身技術。1978年,美國政府批准F-117A攻擊機研製計劃,主要從氣動佈局、發動機配置和材料選用等方面採取措施,使F-117A具有很強的隱身能力,其前視雷達反射截面積只有0.01平方米。1989年7月美國B-2隱身轟炸機原型機首飛,採用飛翼式外形,將機身、駕駛艙發動機艙和機翼融合成一體,再加上其他措施,使其雷達反射截面積不超過0.4平方米,如同藍天中的一隻小鳥。 [1] 

隱身飛機發展歷程

早在第二次世界大戰期間,美國便開始使用隱身技術來減少飛機被敵方雷達發現的可能。當時的一些飛機採用了經大量試驗的迷彩塗料,目的就是為了降低飛機與天空背景的對比度,以減小飛機的目視特徵,實際上這是一種最簡單的隱身技術。隨後,到了60年代初期,美國設計了一種隱身偵察機SR-71,該機的一個奇特之處是全身塗黑,初看上去活像一隻大鳥,人們便把它稱為“黑鳥”。飛機上塗有吸波材料,不僅消除了反光,而且能部分吸收照射到它上面的雷達波,將電磁能量轉化為熱能散失掉,就像電流通過電阻時引起的能量消耗一樣。這種遠程戰略偵察機能在26000米的高空飛行,它的飛行速度達到了3倍聲速,是世界上第一種突破了“熱障”的飛機。它的飛行高度之高,速度之快,是當時任何飛機都不能與它匹敵的。美國研製的全天候單座隱身戰鬥機F-117“夜鷹”,更有其奇特的外形結構,它採用獨特的多面體外形,並塗有吸波材料,能使雷達回波不向敵方雷達接受天線的方向輻射,這確實是飛機設計師的一件傑作。在1991年轟炸伊拉克的戰爭中,F-117隱身戰鬥機共出動了127架次,出其不意地摧毀了伊拉克的許多重要軍事目標,自身卻無一損傷,從而使F-117大顯神威,並引起國際間的矚目。20世紀80年代美國研製了B-2“幽靈”戰略隱身轟炸機,它的外形隱身措施更具有特色。首先,它的機身、機翼、發動機艙交接處採用弧面連接,融為一體,整個外形呈三角形飛翼結構,蒙皮表面平整,克服了雷達波繞射大的傾向。飛機上乾脆不設置垂直尾翼,消除了尾翼和機身間的角反射器效應。發動機隱藏在機體內的背部,沒有吊艙,機體後緣呈鋸齒形,外側機翼伸出很多。它的尾噴管呈V形,處在機體的背部,大大降低被雷達和紅外探測的機會。在發動機的尾氣中,還噴入氟氯硫酸液,以消除目視尾跡。另外,機身上還塗有深灰色的隱身塗料,對於雷達、紅外和可見光都有隱身能力。機翼面積大,可以使機翼的前後緣都鑲入厚的吸波材料。機上的各種結構都採取了隱身措施,有效地降低了被發現的概率,提高了生存能力。 [2] 

隱身飛機功能特點

1.佈局:
隱身飛機 隱身飛機
例如飛機採用翼身融合體,使機翼、機身平滑過渡,減少容易造成電磁波反射的尖角和平面;採用向內或向外傾斜的雙垂尾,使電磁波發散;採用背部進氣道,充分利用機身屏蔽作用來減弱反射波等。
2.發動機:
主要是減少紅外輻射,例如採用渦輪風扇發動機,其內外涵道的熱、冷空氣混合排出,減少噴氣的熱輻射量;採用蒸汽式或氣動霧化噴嘴使燃油充分燃燒,減少紅外噴泄和“拉煙”;採用二元噴管以濾除大量輻射;在燃油中增加特殊添加物,使排氣中的紅外輻射減弱;採用異形噴管以改變波長,使紅外探測器失效等。
3.材料選用
在飛機表面塗覆放射性同位素,它放射的高能粒子在飛機周圍形成等粒子屏,可以吸收和屏蔽雷達波和紅外輻射;採用各種類型的鐵氧體塗層也可以有效地減小飛機的雷達反射面積;採用先進複合材料和電磁波“吸收材料”組合而成的吸波結構材料製造飛機,可以更有效地減少飛機的雷達反射面積。 [2] 
參考資料
  • 1.    中國軍事百科全書編審室.中國大百科全書·軍事:中國大百科出版社,2007年
  • 2.    何謂隱身飛機  .上海航宇科普中心[引用日期2013-07-04]