红外隐身及反隐身技术

“24 Hour Service,Day&Night”,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2003-08-19,南航机务工程部,*,红外隐身及反隐身技术,2003-08-19,1,南航机务工程部,隐身技术是在一定遥感探测环境中降低目标的可探测性，使其在一定范围内难以被发现的技术。红外隐身技术则是改变目标的红外辐射特征，降低被红外探测器发现概率的一种手段。红外隐身技术并不是一个新兴的课题，早在20世纪50年代末，美国就率先将挡板用在U-2飞机的排汽系统后部来改变红外辐射的方向，这可以看作是红外隐身技术的雏型。从60年代起，美国开展了对军用目标的红外辐射特征的研究工作，研究重点是飞机、战舰和坦克的发动机红外辐射特征。,红外隐身技术及其发展,2003-08-19,2,南航机务工程部,2003-08-19,3,南航机务工程部,众所周知，世界上的任何物体只要它的温度高于绝对零度(即-273)，便随时地向外发出红外辐射；而且随着温度的增加，其红外辐射就越强。从红外物理学可知，物体红外辐射能量由斯蒂芬一玻尔兹曼定律决定：,W=T,4,。式中W为物体的总辐射发射度量；为玻耳兹曼常数；为物体的发射率；T为物体的绝对温度。可见物体辐射红外能量不仅取决于物体的温度,还取决于物体的发射率。温度相同的物体，由于发射率的不同，而在红外探测器上显示出不同的红外图像。,红外隐身技术原理,2003-08-19,4,南航机务工程部,雷达隐身技术的核心就是降低目标的雷达散射截面积（RCS）。,外形隐身技术,材料隐身技术,对消隐身技术,等离子体隐身技术,目前可采取的RCS减缩手段,2003-08-19,5,南航机务工程部,采用翼身融合体,机翼采用飞翼、带圆钝前缘的V型大三角翼、低置三角翼、平底翼融合体以及活动翼结构,努力减少飞机表面能造成散射的突起物,借助机身遮挡强的散射源，将发动机进气口设在机身背部，进气道采用锯齿形；,座舱盖镀上金属镀膜,采用尖形鼻锥,改进天线罩，采用可收放天线,外形隐身技术,美 X-47B,2003-08-19,6,南航机务工程部,材料隐身技术就是采用能吸收或透过雷达波的涂料或复合材料，使雷达波有来无回、多来少回。,材料隐身与对消隐身技术,对消技术是通过目标产生与雷达反射波同频率、同振幅但相位相反的电磁波，与反射波发生相消干涉，从而消除散射信号。,2003-08-19,7,南航机务工程部,当对方雷达发射的电磁波遇到等离子体的带电粒子后，便相互发生作用，电磁波的部分能量传递给带电粒子，其自身能量逐渐衰减，其余电磁波受一系列物理作用的影响，绕过等离子体或产生折射，使电磁波探测失去功效。,等离子体隐身技术,媲美F-22的米格1.44,2003-08-19,8,南航机务工程部,隐形无人机 X-47B,载弹量远远超过目前的无人机。,无尾翼，对所有波段的雷达波的隐身性能都极高。,最大起飞重量超过20吨，但其空重只有6吨多。,飞行性能较高，作战半径长，可以在航母上自动起降，并有自主空中加油能力，它拥有非常优异的雷达和红外低可探测性,X-47B的问世标志着无人驾驶飞行器领域的革命性突破：它不仅是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的“无尾翼、喷气式无人驾驶飞机”，也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形轰炸机。,诺斯罗普.格鲁门公司研制,2003-08-19,9,南航机务工程部,X-47A/B型号参数对照,2003-08-19,10,南航机务工程部,隐身飞机的隐身效果不是全方位的，它主要减少从正前方（鼻锥）附近、水平45、垂直 30范围照射时的后向RCS，而目标其他方向特别是前向散射RCS明显增大；,针对VV极化雷达的RCS下降多，对HH极化雷达下降少；,采用的吸波材料是针对一定频率范围的，一般在120GHZ，对其他频段的雷达隐身效果不佳；,隐身材料在恶劣的天气或环境下会减弱或丧失吸波能力，降低隐身性能；,隐身飞机由于采用外形隐身技术而牺牲了气动布局，因此机动性能较差且载弹量较小，不利于空中格斗；,现代高科技战场上，隐身飞机在导航和突防时很难避免电磁信号外泄所造成的行踪暴露，一旦其自身有电磁信号辐射，其隐身性能将大打折扣；,由于在作战过程中不宜进行无线电联系，隐身飞机的作战计划和飞行路线相对固定，容易被掌握规律。,不足之处,2003-08-19,11,南航机务工程部,2011年5月2日，在击毙“本拉登”行动中，美军隐身直升机坠毁,雷达反隐身技术,雷达反隐身技术主要有两类：(a)抑制隐身技术，提高目标的RCS：如采用雷达网技术；(b)提高雷达探测能力，如加大雷达辐射功率，增大回波信号强度,。,2003-08-19,12,南航机务工程部,甚高频雷达的反隐身能力，是因为其波长较长；,当入射波长接近目标尺寸时，反射波会与目标上的其它行波(如绕射波)产生谐振，从而产生强烈的回波信号；,灵敏度较差，易受到电视、调频、便携式电台等信号的干扰。,甚高频(VHF)雷达（Very high frequency radar）,1999年，,F-117A折戟巴尔干,俄罗斯P-12 Spoon Rest甚高频雷达,2003-08-19,13,南航机务工程部,现代隐身飞机针对的都是工作于120 GHz频段内的常规厘米波雷达；,米波雷达的作用原理就是当波长与目标尺寸相近时，会发生谐振作用，从而提高回波强度；,缺点是杂波干扰大，探测精度低，主要用于警戒，但作用距离长。,毫米波雷达是由于波长很短，当照射至目标表面时，目标上的任何不平滑部位都会起到反射器的作用，形成很强的电磁反射；,毫米波雷达分辨率高、抗干扰能力强、但距离短,米波和毫米波雷达,2003-08-19,14,南航机务工程部,双基雷达的发射与接收不在同一地点。,即使隐身飞机可以通过外形设计改变反射角度使反射波偏离发射源，但在另一方面仍会有回波被双基雷达接收。,米波雷达探测距离很长，但精度低，毫米波雷达精度很高，但距离短，将两者结合形成双基雷达，可以大大提高雷达的探测能力。,但是由于飞机是活动的，雷达波的反射方向随时在变，所以雷达上获得的信号总是闪烁的。,双基(DB)雷达（Double base radar）,2003-08-19,15,南航机务工程部,俄罗斯巨型双基雷达天线阵,2003-08-19,16,南航机务工程部,谢谢！,2003-08-19,17,南航机务工程部,