隐身技术分类有哪些?

隐身技术分类有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/06/21 13:54

根据探测器的种类不同,隐身技术可分为雷达隐身、红外隐身、声波隐 身、可见光隐身和磁隐身等技术:

1.雷达隐身:低 RCS 外形技术+隐身材料

现代隐身技术的实现主要通过低 RCS(Radar Cross Section,雷达散 射截面)外形技术和隐身材料的使用。雷达散射截面是隐身技术中的核心概 念,雷达隐身的本质就是降低目标的雷达散射截面,较小的雷达散射截面意 味着同样的雷达系统接收到的信号更弱,进而探测距离更短,更难以对目标 进行跟踪、识别。根据《隐身材料》,外形隐身技术是提高装备产品隐身性能 的一项重要技术,也是目前最有效的技术途径之一,外形隐身并不能吸收雷 达波,而是通过精确的外形设计将雷达波能量发射到较低威胁的方向上,以 减小高威胁方向上的雷达回波。

由于不同武器系统的作战环境各不相同,仅以外形设计无法实现理想化 的预期隐身效果,因此隐身材料即成为实现隐身技术的重要技术途径之一, 通过减少武器系统的目标特征信号而达到隐身目的。

吸波材料技术的发展和运用是实现武器系统隐身的重要措施之一,是隐 身技术发展的关键。根据《隐身材料》,雷达吸波材料简称吸波材料,是指能 吸收投射到它表面的电磁波能量,或通过材料的电磁损耗使其能量转化为热 能或其他形式的能量而耗散掉的一类材料。吸波材料吸收电磁波的基本要求 主要有两条:一是入射电磁波最大限度地进入材料内部而不是在其表面就被 反射,即要求材料的表明阻抗匹配;二是进入吸波材料内部的电磁波能迅速 被吸收而衰减掉,即材料的衰减特性。

按照吸波材料是否参与结构承力,可分为涂覆型吸波材料和结构型吸波 材料。涂覆型吸波材料是在目标表面涂覆的可以吸收雷达波的涂层,一般由 粘结剂与金属、合金粉末、铁氧体、导电纤维等吸收剂混合而成。

结构型吸波材料是在先进复合材料的基础上,将吸收剂分散在特种纤维 增强的结构材料中而形成的复合材料。结构型吸波材料作用机理是通过特殊 的复合材料结构对雷达波进行损耗,同时,与吸波涂层相比,高温结构吸波 材料集吸波、承载及防热于一体,不仅可以减轻飞行器自重,而且允许设计 厚度较大,具有更好的吸波性能以及更高的可靠性,应用前景十分广阔,已 经成为世界各国高温吸波材料研究重点之一。

2.红外隐身:仅次于雷达隐身的重要隐身措施

一切高于热力学零度的物体都能发出红外辐射,红外辐射的光子能量能 够使一些活泼金属产生红外光电效应。红外隐身的目的就是降低或改变目标 的红外辐射特性,减小红外探测系统对目标的作用距离,从而降低目标被探 测的概率。

随着红外成像技术的日益发展,高探测精度和分辨率的红外探测手段的 相继出现,以及红外精确制导武器的大量使用,红外跟踪设备已成为当代电 子战中最有效的目标跟踪系统之一,常规的红外对抗措施越来越难以满足现 代实战的需要,为了保证武器系统在整个作战过程中有足够的生存能力和突 防能力,红外隐身技术成为了红外对抗的主要研究方向,红外隐身技术的实 质就是抑制和缩减其红外辐射能力,避免过早被发现和跟踪,已经成为当前 仅次于雷达隐身的主要隐身措施。

红外探测系统依靠探测目标自身和背景的辐射差来发现和识别目标,因 此实现红外隐身的途径从理论上可以从 4 个方面来实现:1.改变目标的红外辐射特征,使目标的红外辐射波段避开红外大气窗口或红外制导导弹的工作 频率;2.降低目标的红外辐射强度,主要为降温和采用低发射率材料;3.控制 目标红外辐射的传输过程,增加其在传输过程中的吸收、散射和反射以改变 目标红外辐射的功率分布;4.干扰目标的红外辐射信号,造成假象。因此,热 红外隐身材料的目的就是使目标和背景的辐射能量差减小到红外探测器探测 不到或是识别不出的程度。

红外隐身材料是目标红外隐身的重点之一。红外隐身材料具有隔断目标 的红外辐射能力,同时在大气窗口波段内,具有低的红外发射率和红外镜面 反射率。按照工作原理,红外隐身材料可分为控制发射率和控制温度两类。 前者主要有涂料和薄膜,后者主要有隔热材料、吸热材料和高发射率聚合物。

红外隐身技术广泛应用于飞机、地面武器装备和舰艇等军事目标。 飞机的热辐射主要产生于发动机、发动机喷口、排气气流、机体蒙皮等。 实现飞机红外隐身的主要措施包括:采用红外辐射较弱的涡扇发动机,并通 过对发动机进行隔热,防止其热量传给机身;在喷管内部涂低发射率材料; 在燃料中加入添加剂抑制和改变尾焰的红外辐射频段;飞机表面涂红外隐身 涂料等。例如,美国的 F-22 战斗机通过矢量可调管壁来降低二元矢量喷管所 产生的红外辐射,垂尾、平尾、尾撑向后延伸以遮蔽发动机喷口的红外辐射, 在炽热喷流飞出尾喷口前就得到了降温,因而红外特征显著降低。

坦克的红外辐射主要来源包括:发动机、烟囱、烟羽、表面辐射和对外 界短波辐射的反射等。主要采用效率高、热损耗小的发动机减少发热量,改 变排气通道位置和形状并进行冷却,发热部位隔热,表面涂低发射率材料和 迷彩伪装等措施来实现红外隐身。

舰艇的红外辐射源主要是烟囱管壁、排气烟羽和舰体表面。对舰艇进行 红外辐射抑制的技术手段主要分 3 种:降温、红外屏蔽和隐身涂料,其中降 温是最常用和最有效的策略。具体实施方法包括:改变烟囱的位置和形状、 对机舱水冷降温、高温表面涂绝热层、舰船表面喷淋海水和涂隐身材料等。

3.多频谱兼容隐身:隐身材料重要发展方向

随着探测技术的迅猛发展,武器装备在战场上可能同时受到来自雷达、 热红外、可见光及近红外、激光等多频谱、多波段侦察仪器的探测,因此适 用于单一频段的隐身材料将很难获得进一步的实际应用,而多频谱兼容隐身 材料有希望满足武器装备在战场复杂电磁环境中的需要。

根据《隐身材料》,实现材料多频谱兼容隐身,总体来说有两种思路:第 一,将高性能微波吸收材料、红外低发射率材料以及可见光伪装材料形成夹 层或多层膜等复合结构,如常考虑把红外低发射率层作为外层,雷达波高吸 层作为内层形成一种雷达与红外兼容的双层复合结构;第二,研制一种微波 高吸收、红外低辐射,同时可见光近红外能伪装的一体化材料,如一些稀土 纳米材料、掺杂氧化物半导体、掺杂光子晶体等。

目前国内外研究究较多的多频谱隐身材料主要有:雷达与红外兼容隐身 材料、红外与激光兼容隐身材料、红外与可见光兼容隐身材料,以及覆盖包 括可见光、近红外、远红外和微波在内的多波段隐身材料。

整体来看,隐身能力已成为衡量现代武器装备性能的重要指标之一。世 界军事强国的武器装备隐身化呈现出从部分隐身到全隐身、从单一功能隐身到多功能隐身、从少数武器装备隐身到实现多数主战兵器装备隐身的循序渐 进的发展趋势,且隐身技术正向“多频谱、全方位、全天候、智能化”的方 向发展,未来隐身材料应做到兼顾尽可能宽的电磁波频带,且其质量要尽量 轻。多层化的隐身材料由于面密度及厚度打、施工不易等原因,其应用会受 到一定限制,但结合复合材料技术进行新型多频谱隐身兼容材料的结构设计 仍是一个重要的研究方向,研制一体化多频谱兼容隐身材料或将是今后的重 点和趋势。

参考报告REPORT

隐身材料行业研究:蓄势待发,拭目以待.pdf

隐身材料行业研究:蓄势待发,拭目以待。军工材料作为武器装备发展的物质基础,集成了空气动力学、燃烧学、材料科学、控制、冶金等众多学科,军工新材料技术的发展及应用决定着武器装备性能和水平。隐身材料技术的应用可最大限度降低探测系统发现和识别目标能力,而提高现代武器装备的生存能力和突击能力。雷达隐身和红外隐身是主要的两大隐身技术,多频谱兼容隐身是隐身材料的重要发展方向。目前主流隐身材料以隐身涂层和结构隐身复合材料为主,从全球隐身材料的市场规模来看,据统计,2017年全球隐身超材料在武器装备中的应用市场规模大约在1.3亿美元,到2025年有望达到11.7亿美元左右,年均复合增长率在30%以上。根据Glo...

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