隐身飞机的隐身原理.doc

隐身飞机的隐身原理班号：学号：1110510220姓名：陈黎明摘要：隐身——我们似乎并不陌生，在很多神话和传说中，人类都流露了自己隐身的梦想。很早以前人们一直在想这个办法，所谓明眼人打瞎子，一直都在想把自己隐藏起来，让敌人暴露在自己的目光下。本文介绍了隐身飞机的隐身原理，并且对未来的隐身技术作了简要的介绍。关键词：隐身飞机隐身技术吸波材料隐身飞机简述及现状隐身飞机的最大特点是能降低飞机在航行过程中的目标特性，以提高它的突防能力和攻击能力。在世界范围的近几次的局部战争中，以美国为首的西方发达国家，依靠隐身飞机对其敌国频频发动袭击，几乎次次得手，取得了惊人的作战效果。隐身飞机逐渐成为出其不意、克敌制胜的法宝。隐身飞机的出现是对各种防空探测系统和防空武器系统的严峻挑战，也是电子战领域的一大突破，必将对军用航空装备和空中作战方式产生重大影响，因此，美国称其为“竞争战略”的基本要素。隐身飞机是一种敌方利用常规防空探测设备难以探测到目标的电磁特征和飞行轨迹的飞机。飞机隐身有六大要素：雷达、红外、视觉、噪音、烟雾、凝迹。国外隐身技术的研究始于第二次世界大战期间，起源于德国，发展于美国，并扩展到英国、法国、俄罗斯及日本等发达国家。目前美国的隐身飞机处于国际领先地位，俄、德、法、英、瑞典、加拿大、日本等国家对隐身飞机的研究也在紧锣密鼓地进行着。为获得良好的隐身效果，设计制造隐身飞机时所采取的具体措施是：（1）设计出独特的气动外形；（2）采用能够吸收雷达波的复合材料和涂料；（3）采用有源或无源电子干扰；（4）采用屏蔽技术降低飞机的红外辐射。从原理上来说，隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到，它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。隐形飞机在现阶段能够尽量减少或者消除雷达接收到的有用信号，虽然是最为秘密的军事机密之一，隐形技术已经受到了全世界的极大关注。隐身飞机的隐身原理由于现代防空体系中最为重要使用最广发展最快的探测器是雷达，因此，雷达隐身技术成为最主要的隐身技术。雷达隐身技术的核心就是降低目标的雷达散射截面积（RCS）雷达的最大探测距离与RCS的关系可用下式表示：，式中为雷达发射功率；为雷达接收功率；为雷达天线增益；为雷达工作波长；为目标雷达散射截面积。隐身飞机所采用的隐身方法是一项综合技术，其目的是使敌方的雷达可探测性大大降低，直至完全丧失。其设计技术主要包括3个方面，即飞机外形的设计、材料隐身技术。2.1外形隐身技术外形隐身技术就是在一定的约束条件下设计军用目标各部件和整机的外形，使它的RCS最小，主要理论依据来自目标各部件的电磁散射机理。2.1.1机翼当飞机迎头攻击时,如防守方雷达从正前方入射，如图2(a)所示,传统型平直机翼的前缘会产生很大的散射,当照射的俯角不为0时,机翼后缘对前向也会产生很大散射,而如果采用如图2(b)、图2(c)所示的后掠翼、三角翼,则可以使雷达反射波偏离雷达探测方向。另外,如果使机翼的前后缘角度不同,可以让能量向不同的方向散射开;进一步还可以把机翼翼尖修圆,能够使行波最小,从而减小朝向雷达接收机的二次辐射信号。2.1.2机身对飞机的隐身设计重点在于减缩飞机侧向RCS,它的大小决定了飞机突防时的通过性能。侧向RCS的主要贡献来源于机身。对机身进行隐身设计的主要措施是利用机翼将机身尽可能遮挡及改变横截剖面,也可以采用机身与机翼融合的设计方法。大后掠角和大展弦比机翼都能提供对机身的大面积遮挡。另外,可采用取消外挂吊舱和使用内嵌式机舱等措施尽量减少散射源数量。2.1.3尾翼采用内倾或外倾的双垂直尾翼是目前典型隐身飞机设计的主要特征之一,尾翼的倾斜角度是按照飞行高度和突防空域精心设计的,它可以更大限度地减小侧向进入的雷达波。2.1.4进气道进气道是传统飞机的主散射点之一,在隐身飞机设计时,往往会将进气道内部设计成长而曲折的蛇形通道,防止发动机叶片的直接强反射,再配合以安装于管道内壁的碳质折流板,进一步吸收进入的少量入射波。2.1.5部件组合体结合部存在的角反射体效应将2个或多个部件组合在一起时,由于组合体的雷达反射波相互间叠加、耦合、遮挡等作用,会在局部构成角反射体效应,例如飞机上立尾与平尾之间、外挂物与机体之间,这种效应一旦形成,则飞机的RCS将大大增加。以成正交型的立尾和平尾为例,如两者构成了类似于角反射体的结构形式,其RCS将达到:。式中:a为立尾与平尾之间结合部的长度;为探测雷达的波长。典型情况下,此时RCS将是同样尺寸的球体RCS的600倍以上。综合以上因素,可以看出外形隐身技术实现的主要重点:a)部件采用斜置外形设计,将电磁波向非主要威胁方向反射,这是降低飞机RCS的主要设计方法,包括倾斜式立尾、平板形表面机身或多面体机身、斜切进气口、斜切翼尖等措施。b)用弱散射部件遮挡强散射部件,包括利用大后掠机翼、三角形