一、隐身技术(shù)的工作原(yuán)理与(yǔ)功(gōng)能
19世纪发明的雷(léi)达,在(zài)第二次世(shì)界大战中首次(cì)用于军事(shì)。雷达是一种利用无(wú)线电波发现目标并(bìng)测定(dìng)其位置的装置。其简(jiǎn)单工(gōng)作(zuò)原理是:由雷达发(fā)射装(zhuāng)置发出无线(xiàn)电波束(shù)(脉(mò)冲无(wú)线电波束和连续无线电波束);碰到目标后,其中的(de)一小部分波束就反射到雷达接收装(zhuāng)置,由此来测定目标的距离(lí)、方位和高度(dù)等参(cān)数。雷(léi)达的问世,使(shǐ)人类的(de)探(tàn)测技(jì)术和能力跨上了新(xīn)的台阶;同(tóng)时(shí),也向反(fǎn)探测技术提出了新的挑战。人们为了提高目标反雷(léi)达探测的能力,不懈(xiè)地奋斗(dòu)了几十年,终于探索到一(yī)条新的隐身途径。与早期的隐身术——伪装术相比,今天的隐(yǐn)身技术已起了根本变(biàn)化,有(yǒu)了质的飞跃。下面从(cóng)反雷达探测和反红外(热)探(tàn)测两个方面简单介绍隐身技术(shù)的一(yī)些工作原(yuán)理与隐身功(gōng)能。
二、反雷(léi)达探测
隐身技术的一项主要(yào)工(gōng)作(zuò)是提高反雷(léi)达探测的能力,也(yě)就是提高目标在雷达探测下的隐身(shēn)性能(néng),通常(cháng)用目(mù)标的雷达散射截面(RCS)表(biǎo)示。所谓目标的雷达散射截(jié)面是指(zhǐ):目标被雷达(dá)发(fā)射的电磁波(bō)射中(zhōng)时,其反射(shè)电(diàn)磁波能量的程度(dù)。雷达散射(shè)截面的大小,反(fǎn)映了目标(biāo)反射电磁波能量的强弱(ruò);其越小,雷达就越(yuè)不易探测到目标。在无人机(jī)上,常(cháng)从以下几方面来减小RCS:
1.采用复合(hé)材料(liào)
雷达发射的电磁(cí)波碰到金属(shǔ)材料(如铝合金蒙皮)时,由于其(qí)是电导体,在金属材料中易感应(yīng)生成相同频率(lǜ)的(de)电磁流。电磁流的(de)流动,会建立起电磁场,向(xiàng)雷达二(èr)次辐射能量(liàng)。复(fù)合(hé)材料是由一些非(fēi)金属(shǔ)材料(liào)(如碳)和绝缘材料(如(rú)环(huán)氧树脂)组成,其导电率要(yào)比金属材料低得(dé)多。因此,当(dāng)雷达发(fā)射的电磁波碰到复(fù)合(hé)材料时,难以感应生成电磁流和建立起电(diàn)磁场,所以(yǐ)向雷(léi)达二次辐射能量要少得多。无(wú)人机的尺寸要比有(yǒu)人飞机小得多;大多数无(wú)人机的(de)最大尺寸在5米以下。因(yīn)此,在其机体上,部分或(huò)大部分使用(yòng)复合材料比有人飞机要容易实现。
基于上(shàng)述两点原因(yīn),采用复(fù)合材料就成(chéng)了无人机最普遍使用的隐身措施。无人机(jī)上采用的复合材料主要(yào)有:玻(bō)璃纤维加强合成树脂(zhī)、石墨(mò)与环氧树脂、以芳(fāng)纶(lún)纤维为基础(chǔ)的凯芙拉、雷(léi)达吸波材料。
雷达吸波材(cái)料是一种多层结(jié)构(gòu)形成的材料。它至少有三(sān)层(céng):最外(wài)层是透波(bō)层;中间层(蜂(fēng)窝芯(xīn)或泡沫(mò)芯(xīn))是电磁波损(sǔn)耗层(céng);最内(nèi)层是基板,具(jù)有反射(shè)抵消雷达波(bō)的(de)特性。当雷达能量辐射到此材(cái)料结构上时(shí),就会被大量吸收(shōu)和抵(dǐ)消掉。无人机常用(yòng)的吸波结构材(cái)料有:聚(jù)氨基甲酸酯泡沫芯和(hé)芳纶-环氧(yǎng)树脂蒙皮;聚苯(běn)乙烯泡沫(mò)芯(xīn)和(hé)胶合板(尼龙)蒙皮或碳纤维蒙皮;Nomax蜂窝芯和芳纶蒙皮(pí);玻璃纤维蜂(fēng)窝芯(xīn)和石墨复(fù)合蒙皮。
2.避免使用大而平的垂直面
当雷达的无线电波射入(rù)两个互相垂直面中的任一个面时,由于无线电波的“镜(jìng)面反(fǎn)射”效应,就会(huì)形成(chéng)二次“反弹”,最后以与入射波(bō)束相(xiàng)同(tóng)的方向反(fǎn)射波束到雷达(dá)。无人机的立尾与(yǔ)水平尾翼、机(jī)翼上的垂直安定面、机翼下挂架、翼身连接处等都(dōu)会形成强烈的雷达反射区域。为减小RCS,在无人(rén)机上采用内(nèi)倾(qīng)的双立(lì)尾(wěi)、翼端(duān)(或翼上)安定面、机身(shēn)侧边(biān)等构型。
3.采用光洁平滑的(de)外形
无人机在(zài)雷达探测下(xià),其(qí)蒙皮上生成电磁流。当这些电磁流流动(dòng)到不连续处(chù)时,就被(bèi)“耗散”或者辐射电磁能,而其中一部(bù)分电磁能就会反(fǎn)射回雷达。因此,无人机形状轮廓等剧变状况,或是尖削的翼后(hòu)缘与翼尖、操纵面以及机体连(lián)接处等的不连(lián)续性(xìng),都(dōu)会使其成为(wéi)雷达能(néng)量的良(liáng)好散射体,当(dāng)不(bú)连续处垂(chuí)直(zhí)于雷达波束(shù)时(shí),这(zhè)种效应(yīng)最(zuì)强。
基于上述原因,无人机在外(wài)形(xíng)上采用(yòng):机(jī)翼、机身、尾翼和(hé)短(duǎn)舱连接处光滑地过(guò)渡,或机翼与机身高度融合的构型。机翼为(wéi)下单翼时,采用平整的(de)翼身组合下侧(cè)面;平滑的曲面外(wài)形;后掠的机翼(yì)后缘和尾翼(yì)后缘。
4.注意凹状结构的隐身
凹状结构具有角(jiǎo)反射器的特性。角反射(shè)器是(shì)由3个互成(chéng)90度(dù)的表面角连接而成。当雷(léi)达的无(wú)线电波射入(rù)这3个表面中的任一表面时,可能形成(chéng)三次“反弹”,从(cóng)而在宽的视界角范围内返回强的电磁波能(néng)量(liàng)到雷达。发动机进(jìn)气道、尾喷管、排气口等(děng)都可看(kàn)作凹状结构,具有较(jiào)大的(de)雷达信号特征(对发(fā)动机尾喷管来说还有红外辐射特(tè)征)。因此对(duì)这类凹状(zhuàng)结构应采取隐身措施。
三、一(yī)般采用的隐身(shēn)方法:遮蔽法
这种方法(fǎ)是利用机体(tǐ)的某一部分(fèn)遮避发动机的(de)进气道或尾喷口,以减小(xiǎo)雷达探测的视角范围。例如,将发(fā)动机装在机身背上,由(yóu)机身挡住发动机(jī)进气道和尾喷口,以免上(shàng)视雷达探测;把发动机(jī)装于机身中,发动机进(jìn)气口设在机身顶(dǐng)上或(huò)机翼上方的(de)机身两侧,由机身或机(jī)翼挡住(zhù)进气口,以(yǐ)免上视雷(léi)达探测。

( 美丽(lì)的(de)云南昆明劲(jìn)鹰无人机(jī)飞机(jī)场)
加老鹰微信laoyingfly可获(huò)得更多无人机飞行知(zhī)识 |