等离子体隐身技术

等离子体隐身技术漫谈应物82-08093031-段向阳等离子隐身技术是目前谈论较多、被认为最有效的一种隐身技术。自20世纪60年代以来美国、苏联等国就开始研究等离子体吸收电磁波的性能。20世纪80年代,美国掌握了等离子身技术,并在弹道导弹和B-2隐身战略轰炸机上进行了应用实践;英、法等国在等离子体技术的某些方面也取得了突破性的成果;近年来,俄罗斯在离子体技术上取得了突破性进展。但是,从飞行器的设计、制造以及在复杂的战场环境下实现隐身作战的实际情况来看,等离子体隐身技术目前还难以实现。等离子体的概念当任何不带电的普通气体在受到外界的高能激励作用(如对气体加高能粒子轰击、激光照射、气体放电，热致电离等方法)后，部分原子中的电子脱离原子核束缚成为自由电子，原子因失去电子而成为带正电的离子，这样原来中性气体就因电离而转变成由大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成的宏观仍呈电中性的电离气体，这类气体称为等离子体。等离子体被认为是继固态、液态和气态三种形态之外的第四态物质即等离子态，其运动主要受电磁力的支配。尽管等离子体在整体上呈电中性．却其有了很好的导电性，普通气体中如有0.1％的气体被电离．这种气体就具有很好的等离子体特性，如果电离气体增加到l％，这样的等离子体便成为导电率很大的理想导电体。等离子体按其热容量大小。可分为高温等离子体、热等离子体和低温等离子体。等离子体隐身原理•等离子体隐身技术的原理是利用电磁波与等离子体互相作用的特性来实现的，其中等离子体频率起着重要的作用。•等离子体能够吸收电磁波,还能使反射的电磁波失去原有的频率和相位特征,即使雷达站截获反射信号,也无法计算出目标的准确位置和速度信息。从理论上看,该技术可使飞行器不受任何结构设计和加工制造上的限制,就可以实现隐身。等离子体隐身的优点•吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好．使用简便、使用时间长、价格极其便宜•由于等离子体是宏观呈电中性的优良导体，极易用电磁的办法加以控制．只要控制得当．还可以扰乱敌方雷达波的编码，使敌方雷达系统测出错误的飞行器位置和速度数据以实现隐身•无需改变飞机等装备气动外形设计，由于没有吸波材料和涂层，维护费用大大降低•俄罗斯的实验证明，利用等离子体隐身技术不但不会影响飞行器的飞行性能．还可以减少30％以上的飞行阻力等离子体在飞行器表面的存在方式主要有外部开放式和封闭循环式两种（一）外部开放式即等离子体覆盖在飞行器体表面上。根据产生等离子体物质的来源不同又分为大气电离式和携带工作气体介质等离子体发生器外部开放式等离子体隐身技术与传统的被动隐身技术相比:吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好(尤其对长波)、对飞机的外形没有特殊的要求、无须改变飞机的气动外形设计。此外,在气动力上还可以大大减少飞行阻力。但是，该方式不足之处也很明显1)对电源要求高,电源要有较高的功率2)外部开放式等离子体流场难稳定维持,很难形成大面积均匀等离子体覆盖层3)等离子体发生器对于机载弹药也十分危险4)等离子体屏蔽敌方雷达探测信号的同时也屏蔽了自身的导航、通信、火控等电磁系统,使飞行器和外界失去了联系5)在飞行器的特定部位(如强散射区)涂一层放射性同位素的方法对飞行器乘员和维护保障人员具有极大的危害,维护困难,且维护成本极高6)最致命的缺点是等离子体自身也辐射一定频率的电磁波(尤其是本底频率),极易被敌方采用无源被动雷达所探测（二）封闭循环式该方式将等离子体密封屏蔽在透波的材料中,基本原理就是将等离子发生装置产生的等离子体封闭在透波材料为表面的密闭空间内,不仅能减小发生器的体积质量、发射功率,还节约能量,等离子发生器的开闭可自由控制,以实现飞行器的隐身或不隐身两种状态。相对于外部放式,该方式控制简单,可以解决屏蔽自身通信问题,激发功率也小得多,但在气动上不能减阻该方式的最大难点在于飞行器的装配制造上,如果将飞行器的所有表面都铺设闭式等离子材料,首要的问题是结构重量增大,影响机动性能。最难的是飞行器机身与机翼接合处、进气道、座舱、起落架、尾喷口等外形复杂的过渡应如何加工制造及铺设。因此,将闭式等离子体隐身装置覆盖整个机表面也不太现实,其次是载机雷达如何在被动工作状态探测工作以及主动工作时的隐身问题。无论是外部开放式,还是封闭循环式等离子隐身技术,都存在着许多缺点和不足,这些缺点使得等离子体隐身技术的实现有一定困难。因此,那种奢望将等离子体覆盖整个机身表面而实现全面主动隐身的想法还不太现实,只有将外部开放式和封闭循环式混合使用,以及与其它身技术综合互补,才能取得更好的效果