隐形飞机的材料

所谓材料技术，就是采用吸波材料，使飞机不反射或少反射雷达波，降低其RCS，“迷盲”对方雷达，从而提高飞机的生存能力和突防能力。这里所说的吸波材料是靠雷达波在材料中感生的传导电流，产生磁损耗或电损耗，以衰减雷达波，进而减少目标的RCs。这些材料包括铅铁金属粉、不锈钢纤维、石墨粉、铝箔、炭黑、陶瓷电解质和铁氧体等，它们可以以添加剂的形式引入飞机的表面涂层中，也可以直接加入到橡胶、树脂等高分子粘合剂中，制成具有隐身性能的复合材料板材或飞机结构。据报道，美国F-117A飞机的表皮涂层中就使用了至少6种以上的吸波材料；而B-2隐形轰炸机的机身和机翼则都直接采用了吸波材料结构。所谓阻抗加载技术，就是根据电磁波干涉原理，产生以附加波来抵消入射波，以实现隐身的一种技术。最常见的一种方法是在机身上适当地“开口子”或“拉槽”，人为地产生一些“谐振腔”，这些谐振腔会在入射波的激励下自动产生以抵消入射波的附加波：另一种做法是通过飞机内部的专门装置来产生附加波，该附加波的空间分布与飞机周围散射(反射)电磁波的分布相同，幅值相等，但相位相反，因而附加波和散射电磁波可以相互抵消。等离子体是由电子、正负离子、中性气体分子和原子等粒子混合而成的物质。是继固体、液体、气体三种形态之后的第四态物质。等离子可以通过专门的等离子体发生器来产生，也可以通过物体表面涂敷放射性同位素来产生。不管何种产生方式，只要飞机表面形成一层具有足够电离密度和厚度的等离子体，雷达辐射的电磁辐射就会有一部分被等离子体吸收，另一部分则在等离子体层中发生绕射，或改变传输方向，而不产生有效反射。这就是所谓的等离子体隐身技术。近年来，等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。为了对付性能越来越高的雷达侦察系统，除了上述几种技术以外，最近两年，一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法，来抑制飞机本身的电磁辐射，降低被雷达侦察到的概率。采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。红外隐身技术，降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现，或者被红外制导导弹“盯梢”，从而给飞机招来灭顶之灾。红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射，减小飞机与背景之间的温差，使红外探测系统看不见或看不清。现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右，是飞机上最强的热辐射源。降低尾喷管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。为此，飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管，加大尾喷管和冷空气的接触面，以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合，．降低红外幅射。这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B-2隐形轰炸机上。除了使用矩形二元尾喷管外，有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力，加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。飞行员在使用飞机发动机加力时，高温燃气中普遍缺氧，加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧，常常随燃气射流排到大气中去。剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧，形成高温尾焰，其红外特征异常明显。因此，可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机，如，美国的F-117A、B-2隐形等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。为了对付性能越来越高的雷达侦察系统，除了上述几种技术以外，最近两年，一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法，来抑制飞机本身的电磁辐射，降低被雷达侦察到的概率。采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。红外隐身技术，降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现，或者被红外制导导弹“盯梢”，从而给飞机招来灭顶之灾。红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射，减小飞机与背景之间的温差，使红外探测系统看不见或看不清。现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右，是飞机上最强的热辐射源。降低尾喷管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。为此，飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管，加大尾喷管和冷空气的接触面，以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合，．降低红外辐射。这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B-2隐形轰炸机上。除了使用矩形二元尾喷管外，有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力，加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。飞行员在使用飞机发动机加力时，高温燃气中普遍缺氧，加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧，常常随燃气射流排到大气中去。剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧，形成高温尾焰，其红外特征异常明显。因此，可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机，如，美国的F-117A、B-2隐形轰炸机就采用了这种发动机。此外，用机身、机翼或尾翼遮挡尾喷管，让尾喷管的红外辐射更具方向性，使红外探测器不能从地面探测到飞机，也不失为一种红外隐身的有效方法。当飞机以超音速飞行时，其表面因受到空气强烈摩擦而发热，使飞机表面温度急剧升高。这种现象叫做空气动力加热。有资料表明，当飞行速度达到3倍音速时，飞机表面温度可达到300℃。在作战飞机表面涂敷红外隐身涂料，则可以有效地降低机体的红外辐射强度，进而提高飞机的红外隐身特性。如美军的A-10等战斗机、攻击机的表面就都涂有这种红外隐身涂料。声波隐身技术。让耳朵难以觉察低空飞行曾一度被认为是飞机实施突防的重要手段，然而，飞机在飞行过程中，发动机通常会发出130～160分贝的轰鸣声。不见其人，先闻其声，这也往往使得飞机过早地被发现。因此，声波隐身技术对于低空突防的飞机来讲是一个十分重要的问题。事实上，飞机的噪声源除了发动机外，还包括机体附面层气流起伏引起的结构振动等。要降低这些噪音，飞机声波隐身技术目前采用的主要措施有两项，一是采用低噪声发动机，如，F—117在跑道上滑行时，600米以外的人几乎听不到它的声响：二是采用像B-2轰炸机那样的锯齿形后缘，降低飞机在高速飞行时引起的轰鸣声。可见光隐身技术，让肉眼不易发现在“二战”初期，德军战斗机的标志十分醒目，色彩鲜艳，可是他们很快意识到这并非明智之举。因为他们发现，盟军的飞机大多采用深绿、褐、灰或蔚蓝色，这些颜色常常和蓝天、大地等背景混为一片，找起来着实费劲，于是，德军战机很快改为由四五种颜色组成的密集网伪装图案，这就是早期的飞机可见光隐身技术。可见，迷彩油漆是飞机上使用最早的可见光隐身材料。事实上，很多情况下，人们在寻找空中飞机时，首先见到的往往不是机身，而是拖在飞机后面长长的尾迹——“拉烟”。拉烟是喷气燃料燃烧后的残渣与水蒸气的混合物。解决拉烟问题的有效办法是采用新型燃油喷嘴，使燃油充分燃烧，或在燃料中添加氯氟黄酸等抗凝剂，消除或减弱飞机的冷凝尾迹，这些技术已被美国B-2隐形飞机使用。此外，改善飞机外形的光反射特征也可提高可见光隐身性能。如，将座舱罩设计成多面体，用小平面多向散射取代反射效果与镜面反射相差无几的大曲面反射，从而将太阳光向四周散射出去。这种技术多用于直升机，最典型的是美国陆军的AH-1S'“眼镜蛇”直升机，该机的座舱为由7个小平面组成的多面体，其隐蔽性明显得到增加。