隐形技术的原理

隐形技术的原理隐形技术的发展隐形技术的发展探索阶段发展阶段应用阶段探索阶段（70年代以前）•飞机一出现，人们就企图降低它的可见光特征信号，后来，重点转变为反雷达探测。•60年代中期以后，一体化防空系统效能得到很大提高，提高飞机生存能力的重要性和迫切性变得异常突出，西方国家研究出了一些战术和技术对抗措施，并研制出U-2、A-12、YF-12、SR-71、D-21等具有一定隐形能力的飞机。但由于缺少提高生存能力的系统方法，更缺少支撑隐形的先进技术，所以还没有出现真正的隐性武器系统。A-12YF-12发展阶段（70年代至90年代）•在采用降低特征信号以提高飞机生存能力的强烈需求推动下，提出了研制以降低雷达截面为主要目标的、实用的、真正的隐形飞机要求；由于理论，以及计算机、电子、控制、材料技术的进步，以减小雷达截面为主要目标的实用的第一代隐形飞机—F-117A“夜鹰”于1975年问世。美空军1981年开始发展第二代隐形飞机—B-2隐形轰炸机。•此外，F-16C、F/A-18C/D、B-1B等也采用了部分隐形技术，隐形技术还被推广到各种导弹、直升机、无人机、水面舰艇当中。B-2隐形轰炸机应用阶段（90年代以后）•第二代隐形飞机研制成功，第一、第二代隐形飞机多次参加军事行动，取得显著战果。开始研制第三代隐形飞机。•美空军于1993年12月开始部署B-12隐形轰炸机，这是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的第二代隐形飞行机。•美空军于80年代开始设计F-22“猛禽”战斗机，1993年开始研制”联合攻击战斗机“，它们都属于第三代隐形飞机。F-22“猛禽”战斗机隐形原理•雷达发射的电磁波像水纹一样遇到障碍物会被反射，反射回来的电磁波会在接收仪器上显示为一个光点，成为雷达反射截面，战场上可以根据雷达反射截面的大小来发现并推测目标大小。要缩小雷达反射截面，就要设计多棱折面的外形。如第一代隐形飞机F117，它有一个奇怪的外形—多棱折面。当雷达波到达折面后，会向其他方向反射。利用这面的设计，实现对雷达波的反射，达到隐形的目的。但是对于飞机来说，平面的设计会使飞机的阻力增大，升力减少，机动性变差。F117雷达工作原理简介“活雷达”－蝙蝠雷达：利用电磁波的二次辐射、转发或目标固有辐射来探测目标，获取目标空间坐标、速度等特征信息的一种无线电技术。目标发射机接收机终端设备发射的电磁波反射的电磁波天线收发转换开关系统噪声R信号处理机数据处理机环境噪声＋电磁干扰反射的电磁波发射的电磁波吸波原理入射波反射波折射波要想对电磁波进行有效的吸收：(1)使电磁波最大限度进入到材料内部，以减少电磁波的直接反射。(2)电磁波进入材料内部后，要设法对入射的电磁波进行有效的吸收和衰减。•第二代隐形飞机，比如B2，就不采用这种方式，整个机体是由曲面组成的，为了减少雷达波的反射，B2上面涂了一种能够产生等离子体的涂料，在飞行中，该涂料把周围的空气电离，形成一层带电薄膜蒙在飞机的周围。使射来的雷达波或者被散射或者被吸收。但由于此涂料是靠他的辐射来产生电离，因而对人体有害，一般用在无人机上。这是一种利用或是人为地制造等离子体的隐形技术。有人驾驶的B2上的人造等离子体是用高压，高温产生的。它的机翼前缘加有高电压，尾喷流里面加有负离子，因而它的机翼前缘到机翼后缘之间能产生几十万伏甚至上千万伏的电位差，使它的机翼的表面气流电离，产生等离子体。此时飞机已经不是在空气里飞行，而是在等离子体里飞行。•轰炸机的雷达吸波材料可通过阻止反射无线电波来干扰雷达系统。雷达吸波材料多种多样，其中包括非共振磁性雷达吸波材料和共振雷达吸波材料。由非共振磁性雷达吸波材料制造的涂料含铁酸盐粒子，可将轰炸机表面“吸收”的雷达波作为热量散发掉。这种材料可降低雷达的“可见度”，并可在一个宽广的雷达波频率范围内使用。共振雷达吸波材料则只在一个很窄的频率范围内有效，不过只要雷达波频率在该材料的设计范围内，它的效率就非常高。经计算，这种材料的厚度与雷达波的波长一致时，就能像被“调谐”了一样可吸收特定频率范围的信号。就像海绵只能保存一定量的水一样，隐形材料理论上也只能储存和散发有限的雷达波能量。然而在实验室条件下，工程师们以大大超过实际生活中会遭遇的雷达波能量检测隐形材料，以确保隐形材料在实际使用过程中的有效性。隐形战斗机是指雷达一般探测不到得战斗机。其原理是指战斗机机身通过结构或者涂料的技术使得雷达波出现漫反射和通过特殊涂料时被吸收，反射面积在雷达天线检测下只有零点几个平方米。美国战机•F-22隐形战斗机隐形战斗机•F-22是美国洛克希德-马丁公司和波音公司联合研制的21世纪隐形战斗机。它的特殊设计同时兼顾了机动性和隐身性能，机载设备信息处理能力强大，并具有独一无二的超音速巡航能力.。1985年9月美国空军就新世纪战斗机计划展开招标，洛克希德/波音/通用动力联合小组的YF-22方案和诺斯罗普/麦道的YF-23方案得标。1990年9月，YF-22开始试飞。1991年4月23日，美国空军宣布YF-22战胜YF-23，成为新世纪战斗机的蓝本。1997年2月，F-22第一架原型机首飞。•F-35隐形战斗机•F-35是美国最新研制的单座单发战斗机，由洛克希德公司研制生产，1999年首飞，如果能够被美国军方选中，该机将经过约10年的研制和发展计划，以便成为美国空军、海军陆战队、海军和英国皇家海军各自所需的战斗机。该机长13.72米，翼展11米，空重10000—11000公斤，载油量6800—7200公斤，最大载弹量6000—7700公斤，最大起飞重量22500—23000公斤，作战半径1100公里，动力装置是普拉特·惠特尼公司的F135-PW-100(A型）、F135-PW-400(C型）、F135-PW-600(B型）涡喷发动机。该机有空军型、海军型、陆战队型，其中F-35B战斗机是世界上第一架超音速垂直起降战斗机。中国战机•目前代表中国最先进的是歼20，又称黑丝带。歼-20是成都飞机制造厂研制的中国第五代隐身重型歼击机，采用两台国产涡扇10B发动机、DSI两侧进气道、全动垂尾，鸭式布局。该机于2010年10月14日完成组装，2010年11月4日进行首次滑跑试验。2011年1月11日12时50分，歼-20在成都实现首飞，历时18分钟。2011年4月17日下午4点25分，歼-20在四川成都某机场完成第2次试飞，时间持续90分钟。•2012年10月31日上午10时32分，由中航工业沈飞研制的编号为31001的AMF五代战机(歼-31)成功首飞。中国成为世界上继美国之后第二个同时试飞两种五代机原型机的国家。歼-31是一款双发轻型战斗机，采用两侧蚌式进气方式，便于短距起降与空中机动；前起落架是双轮，有利于着陆和起飞过程中的机身支撑；后起落架采用跪式结构，对着陆撞击有很强的缓冲能力。美国航空周刊据此猜测，这款新型战斗机可能将搭载于中国航空母舰上。日本战机•日本ATD-X隐形战斗机实际上是F-22的翻版，整个外形几乎一模一样，配备两台具有矢量推力的发动机，虽然看不到武器，但所有武器似乎也是内置的。•2007年2月，美国最先进的F-22第一次海外部署日本冲绳，就与日本战斗机F-15进行了第一次联合演习，给日本方面“亲身体验”留下了绝佳机遇。日本拥有了研制隐形战机的良好技术基础。•法国在雷恩附近建立了世界最大的雷达反射截面室内测试场，可以测试任何战机的雷达反射截面，以了解其遭到雷达探测后的信号大小。2005年9月到11月之间，日本隐形战斗机模型就秘密运到法国，进行了一系列隐形效果的测试，包括整个雷达反射截面、机体吸波性能和发动机红外辐射等。俄罗斯战机•俄罗斯第五代战机T-50引为单座双发重型战机，具备隐身性能好、起降距离短、超机动性能、超音速巡航等特点。根据俄媒体透露的技术指标，T-50最大起飞重量34吨，在以27吨重量起飞时，最高速度能达到每小时1900千米。其超音速巡航速度可达每小时1450千米，作战半径1100千米，战斗负荷可达6吨，内置3个武器舱，能实现飞行性能和隐身性能的良好结合。隐形战机优缺点•优点：隐形战斗机具有难发现、跑得快、看得远、打得远、机动佳。就是：隐形、超音速巡航、超视距雷达、中远程导弹、机动性好等优点。•缺点：1、隐形战斗机造价高数量少——属于高价值目标，一旦被击落，对于整个空军的军心，将产生震撼和动摇•2、隐形战斗机飞得不够高——巡航高度一般在1.7万米左右。不是高空战机。它是高速、高机动的，但不是“高空高速高机动”的。•3、隐形战斗机载弹少——仅仅载有机载6枚导弹。4枚中距2枚短程格斗弹。•4、隐形战斗机背部不隐形、对于长波雷达等雷达不隐形——这样，可以被地面大型长波雷达阵发现，也可以被“高空预警机”（巡航于2万米以上的预警机）发现。•5、隐形战斗机发射导弹时不隐形。或者打开雷达时不隐形。•6、隐形战斗机一般需要预警机伴航，依赖预警机传输的数据实现静默、突然袭击。