隐形战斗机隐身原理21页PPT

4.4.3 高频区散射特征............................................................................................... 50 5 5.1 飞行器主要散射源和外形隐身设计............................................................................. 52 电磁散射基本类型.................................................................................................. 52 5.1.1 镜面反射........................................................................................................... 52 5.1.2 边缘绕射........................................................................................................... 53 5.1.3 夹顶绕射........................................................................................................... 53 5.1.4 爬行波绕射....................................................................................................... 54 5.1.5 行波绕射........................................................................................................... 54 5.1.6 非细长体由于电磁边界突变引起的绕射....................................................... 54 5.2 飞行器目标的散射特性.......................................................................................... 55 5.2.1 部分目标的 RCS 量级 ..................................................................................... 55 5.2.2 常规飞机的主要散射源................................................................................... 56 5.2.3 RCS 的频率特性 .............................................................................................. 57 5.3 飞行器外形隐身设计原理...................................................................................... 58 5.3.1 外形隐身技术................................................................................................... 58 5.3.2 材料隐身技术................................................................................................... 59 5.3.3 有源对消技术和无源对消技术....................................................................... 60 5.3.4 新概念隐身技术............................................................................................... 60 5.3.5 主动信号抑制技术——被动电磁探测系统................................................... 60 5.4 外形隐身原则.......................................................................................................... 60 5.4.1 整体外形隐身原则........................................................................................... 60 5.4.2 部件隐身原则................................................................................................... 61 5.4.3 不连续特征隐身原则....................................................................................... 68 6 6.1 6.2 6.3 7 7.1 7.2 红外隐身简介................................................................................................................. 69 红外线概述.............................................................................................................. 69 红外物理的发展...................................................................................................... 70 红外隐身技术.......................................................................................................... 72 电磁测试......................................................................................................................... 73 概述.......................................................................................................................... 73 远场条件和紧缩场........................................................................... 73

• 技术：仿生学
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隐身技术是20世纪60年代开始兴起的一门新兴技术，他设计多个学科领 域，将设计、材料和物理化学性能结合起来，以使军用装备(主要是战机 和战舰)实现对雷达波隐身的功效。著名的隐身战机有美国的f-117“夜鹰”、
B-2“幽灵”战略隐身轰炸机
.
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• 20世纪80年代美国研制了B-2“幽灵”
架次，出其不意地摧毁了伊拉 机会。在发动机的尾气中，还喷入
克的许多重要军事目标，自身
却无一损伤，从而使F-117大 .
显神威，并引起国际间的瞩目。
氟氯硫酸液，以消除目视尾迹。另 外，机身上还涂有深灰色的隐身涂 料，对于雷达、红外和可见光都有 10 隐身能力。机翼面积大，可以使机
伪装技术
• 伪装就是进行隐真示假，为欺骗或迷惑对方所采取的各种隐蔽措施；是
.
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隐身技术分类
(1)雷达隐身技术 (2)红外隐身技术 (3)电子隐身技术 (4)可见光隐身技术 (5)声波隐身技术
.
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(1)雷达隐身技术
• *外形隐身技术 • *材料隐身技术 • *抑制物体本身的电磁辐射技
术
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“海影”号隐身潜艇
--采用具有吸波、透波能力的材料是物体隐身的一个 重要技术措施 --隐身材料主要分为雷达吸波材料和雷达透波材料两 种 --在减小雷达散射截面积方面，通常雷达透波材料所 起的作用不大，主要使用雷达吸波材料
军队战斗保障的一项重要内容．伪装的基本原理是减小目标与背景在可 见光、红外、微波等电磁波波段的散射或辐射特性上的差别，以隐蔽真 实目标或降低目标的可探测性特征，模拟或扩大目标与背景的这些差别， 以构成假目标欺骗敌方。
• 伪装技术的特点：综合化、机动化、规模化、智能化、快速化。

三.隐身战斗机的隐形技术
1.隐身技术：又称隐形技术，或称“低可探溯技术”.它是通过降低目 标的信号特征，使其难以被发现和识别的技术.它综合应用了诸如 流体动力学、电磁学、光学、声学、材料科学，等众多学科的研究 成果. 现代战场上的侦察探测系统主要有雷达、红外、电子、可见光、 声波等，因此也相应地发展了反雷达探测、反红外探测、反电子探 测、反可见光探测、和反声波探测等隐形技术.由于雷达是世界上 最重要的侦察装置之一，反雷达探测自然成为一种最重要的隐形技 术. 2.基本的反雷达探测隐身技术 (1)隐身外形技术 电磁波的散射与散射体的几何形状密切相关，合理设计目标的外形 是反雷达探测隐身技术的重要措施之一对德形飞机的外形设计采用 的主要措施是:
目录
一.隐形战斗机的发展 二.隐形战斗机的原理 三.隐身战斗机的隐形技术 四.隐形战机的未来
一.隐形战斗机的发展
1977年名为“海弗蓝”的验证Байду номын сангаас已经准备好开启飞机 隐形时代的序幕。
首架战机
隐形战斗机F-117A隐形战斗机是洛克希德公司于80年代为美空军秘密研 制的第一代隐形战斗机。也是世界航空史上的第一架隐形战斗机。由于奇特 的外形设计，在研制和试飞时曾在相当长时间内，被当作“空中飞碟”和 “不明飞行物”1990年美军入侵巴拿马，该机首次用于实战，但命中率很差。 1991年海湾战争中，36架曾出击达1270次的F－117A隐形战斗轰炸机都没有被 击中,并且都能准确地进行超低空投弹，轰炸了设防严密的伊军战略目标80个。
四.隐形战机的未来
现在是普通的通过涂吸收涂料和缩小雷达反射面积来达到隐身,下 一步将是等离子隐身,就是在机身外覆盖等离子体屏蔽雷达波,但这样自 身也无法接收和发送信息,且能量消耗很大,未来可能会达到光学隐身, 就是真正的看不见,目前与之有关的技术是光波绕行技术,使光线射到机 身时不是反射而是绕过去,但这种技术仅仅停留在理论阶段。

(3) 隐身措施都是采用最先进的技术
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隐身技术的发展
• 一战时，德国空军曾用透明材料制造过飞机，使地面人员难以发现它们
• 雷达发明以后——1945年美国研制出一种吸收雷达波的涂料，代号为 MX-40，据说使用效果很好
• 1954年——U-2，设计时考虑了隐身，如在机身上涂满黑色的可降低雷 达波散射程度的“铁漆”涂料
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洛克希德公司F-117A
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B-2
• B-2隐身轰炸机(美国诺斯普罗公司)
• 采用了新型的飞翼气动外形，没有平尾、翼身融 合。整个飞机的外形呈光滑曲线以求达到最佳的 隐身效果。大量采用石墨碳纤维材料、锯齿状雷 达散射结构、蜂窝状雷达吸波结构、雷达吸波材 料涂层，进一步缩小了雷达反射截面积。
• 据称，B-2A在正常探测距离下的雷达反射截面积
但是U-2、TR-1、SR-71和B-lB，都不是完全按隐身技术要
求设计的飞机。真正的全隐身飞机是美国现已投入使用的
F-117A战斗机和B-2隐身轰. 炸机。
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F-117A
• 1988年11月，美国军方宣布了长期处于保密 状态的最新式战斗轰炸机F-117A和战略轰炸 机B-2的有关资料
• F-117是高亚音速隐身战斗机。翼展13.2m，机 长20.1m，机高3.78m，正常起飞重量23.8t。 外形为后掠翼前三点起落架布局，垂尾采用V 字形双垂尾，并采用了吸波材料。机身的上 表面是由许多块平面组成的多面体，把雷达 波以各种角度向飞机上半部天空中散射。各 种措施使得F-117A的雷达散射截面积很小， 为l/10m2 ~ 1/l00m2。
飞行器飞行阻力30%以上。
• 难度和问题：这是一项十分复杂的系统工程，包括大气 等离子体技术、电磁理论与工程、空气动力学、机械与 电气工程等学科，研究此项技术必须首先做好各学科之

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➢战役伪装：指为隐蔽战役企图、战役行动、 战役时间等而对兵力兵器部署、配置、调动 采取的伪装，通常由战役军团司令部组织实 施。
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➢战术伪装：指对战术兵团、部队、分队的人 员、兵器、车辆、工程设施和兵力部署、行 动、作战企图等实施的伪装，通常由战术兵 团、部队司令部和分队指挥员组织实施。
主要措施：
➢减少无线电设备 ➢采用低截获概率技术改进电子设备 ➢减小电缆的电磁辐射 ➢避免电子设备天线的被动反射 ➢对电子设备进行屏蔽
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即通过减少目标与背景之间的亮度、色
度和运动的对比特征，达到对目标视觉信号 的控制，以降低敌方可见光光学探测系统对 目标的探测概率的技术。
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（一）伪装与隐身技术的基本概念 （二）军事伪装与隐身技术的分类 （三）伪装与隐身技术对现代作战的影响
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1.军事伪装的分类
伪装的分类之一
按运用范围分类
战略伪装 战役伪装 战术伪装
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➢战略伪装：指对军事战略全局采取的一系列 伪装措施，通常由最高统帅部组织实施。
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1.伪装对现代作战的影响 伪装是对付敌方侦察的主要手段 伪装在战争中是有力的防御“盾牌” 伪装在战争中是有效的进攻手段
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2.隐身技术对现代作战的影响
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隐身突防
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隐身技术又称隐形技术或低可探测技 术，是通过降低武器装备等目标的信号特 征，使其难以被发现、识别、跟踪和攻击 的技术。

V型尾翼布局隐身飞行器
倾斜垂尾布局隐身飞行器
机翼、垂尾和立尾交错布置
进气道和尾喷口布置 ➢ 背负式，机身对进气道和尾喷管起遮挡作用
背负式进气道和尾喷管
第三章 飞行器外形隐身技术
3.2 3.2.2 外形隐身技术概述 3.2.2.3 进气道和尾喷口布置 背负式进气道和尾喷管
背负式进气道和尾喷管
第三章 飞行器外形隐身技术
3.2 3.2.1 一般电磁隐身方法 ➢ 主动信号抑制技术——被动电磁探测系统
主动信号抑制技术——被动电磁探测系统
整体外形 ➢ 外形整洁，减少散射源数量 ➢ 飞翼布局、翼身遮挡散射较强的构型
第三章 飞行器外形隐身技术
3.2 3.2.2 外形隐身技术概述 3.2.2.1 整体外形
平板、圆柱、球的RCS曲线
➢ 占位作用形成低RCS机身 ➢ 平板－曲面机身 ➢ 凹凸曲面机身
UCAR(Unmanned Combat Armed Rotorcraft )
➢ 对于舰船隐身，则要注意消除舰体和海面组成的二面 角。
舰船RCS减缩的几种方案
外形设计原理
➢ 对于外形隐身技术，根据能量守恒，减小头向电磁散 射强度必然加强其它方向电磁散射强度
双站反隐身示意图
➢ 外形隐身技术要点：不怕某几个方向很强，就怕许多 方向都强
“如果所有的视角都具有同等的重要性，则外形技术就没 有任何用武之地。这是因为经验告诉我们，某一角度RCS 的减少，必定伴随着另一个方向的增大。然而，对于大多 数机载系统，前向RCS的控制比侧向重要的多。因此，可 以用外形技术将前向的大回波移到侧向，高度后掠的机翼 就是一个例子。但是我们应该意识到，外形技术只在系统 设计阶段才起重要作用。”
第三章 飞行器外形隐身技术

其结构和性能需要根据目标所面临的探测环境和频段进行优化设计。
光学变换技术
总结词
利用光学变换的原理，改变目标的散射场分布，使其在特定频段内难以被探测和识别。
详细描述
光学变换技术是另一种实现隐身的关键技术。它通过在目标表面设置适当的变换光学器件，可以改变目标的散射 场分布，使其在特定频段内难以被探测和识别。这种技术通常需要借助计算机模拟和优化设计，以实现最佳的隐 身效果。
国际法与公约挑战
人道主义关切
隐身技术可能加剧冲突和战争的残酷 性，引发人道主义关切。
隐身技术可能违反国际法或相关公约 ，引发国际争端和法律责任问题。
未来发展趋势
技术创新与突破
随着材料科学、电子工程等领域的不断发展，未来隐身技术有望 实现更多突破和创新。
多领域应用拓展
除了军事领域外，隐身技术还可能在民用领域得到广泛应用，如无 人机、交通工具等。
隐身绝招的起源与发展
隐身绝招的起源可以追溯到古代 的魔术和幻术，但真正的科学研 究和应用则是在20世纪才开始
。
随着光学、材料科学和电子技术 的不断发展，隐身绝招的应用范 围和效果也在不断拓展和提升。
目前，隐身绝招已经在军事、商 业、科研等领域得到了广泛应用
。
隐身绝招的应用场景
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军事应用
实现方式
通过设计特殊的材料和结构，控制电磁波的传播和散射，从而达到隐身效果。 例如，利用电磁波的反射和折射原理，设计特殊的隐身涂层或隐身斗篷，实现 物体的隐身效果。
材料科学原理
材料科学原理
利用特殊的材料和结构，实现对光、电、热等物理量的调控，从而达到隐身效果 。
实现方式
通过研究和发展新型材料和结构，实现对光、电、热等物理量的调控，从而达到 隐身效果。例如，利用特殊的导电材料和结构，实现对电磁波的调控，从而实现 电磁隐身效果。

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隐 雷达吸波材料 身 材 料
雷达透波材料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谐振型吸波材料 宽频带吸波材料 综合型吸波材料
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●抑制物体本身的电磁辐射技术
通常采用以下措施来抑制自身的电磁辐射： ◆尽量缩小各种电子设备之间的距离，并用
光缆连接各种电子设备； ◆尽量减少无线电设备，避免电子设备无线
电波的被动反射； ◆尽量减少电磁信号被截获的机会，采用间
隐身技术是传统伪装技术走向高技术化的发 展和延伸，是Ⅱ战以后军事技术的重大突破之 一，它交叉应用了诸如流体动力学、材料科学、 电子学、光学、声学等众多学科领域技术。
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隐身技术特点：
隐身技术是低可探测技术和反 探测技术
隐身技术是传统伪装技术的应 用和延伸
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二、军事伪装与隐身的分类
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1、军事伪装分类
利用烟雾遮蔽目标，迷惑敌人。这种无源 干扰技术通过散射、吸收的方式衰减光波 能量，干扰敌方光学侦察。
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2、隐身技术分类
（1）雷达隐身技术 （2）红外隐身技术 （3）电子隐身技术 （4）可见光隐身技术 （5）声波隐身技术等
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（1）雷达隐身技术 外形隐身技术 材料隐身技术 抑制物体本身的电磁辐射技术
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（2） 按所对付的侦察器材分类
可见光及红外波段伪装 雷达波段伪装 防声测伪装等
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（3）按被侦察的目标来分类
◆ A级：司令部(指挥中心)，远程弹道导弹发 射阵地，战略轰炸机等。
◆ B级：战术指挥部，师、军、集团军等。 ◆ C级：坦克、火炮、战术导弹发射车等。 ◆ D级：运输车辆，后勤保障设施等。
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（4）可见光隐身技术
可见光隐身技术上指对可见光波段的光学 探测、跟踪、瞄准系统（如可见光像机、电视 摄像机等）进行隐身所采取的技术。

• 在离子与电磁波相互作用过程中，吸收雷达波和红 外辐射，整机雷达反射面降到1平方米以下。即使这一点 反射，也因通过等离子体的绕射、散射而造成雷达测量 上的误差，从而达到“隐身”的效果。
• 隐形飞机主要采用非金属材料或者雷达吸波材料， 吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。
机械部件上隐形
• 应尽量减少机身的强反射点或者说是“亮ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ”、发 动机的噪声以及机体本身的热辐射等，因为这些方面的 存在也容易“出卖”飞机的存在。
隐形飞机原理与反隐形技术
隐形飞机被形象地喻为“空中幽灵”，它们行踪诡秘，能有效 地躲避雷达跟踪。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。
隐形飞机之所以能“隐身”，主要是通过降低飞机的电、光、 声这些可探测特征，使雷达等防空红外探测器不能够早期发现来实 现的。
• 2个垂直尾翼均向外斜置，机身与机翼融为一体，使 飞机对所有雷达波形成镜面反射，减小雷达回波。
• 这些飞机的造型之所以较一般飞机古怪，就是因为 特种的形状能够完成不同的反射功能。
材料使用上隐形
• 在材料使用上，大量采用宽波段吸波性轻质耐热复 合材料，并在表面涂覆放射性同位素涂层，红外探测器 通过同位素放射高能粒子，使周围空气形成等离子屏障。
采用两种技术，便能够减少雷达接收到的有效信号。隐形飞机 最重要的两种技术是形状和材料。
外形设计上隐形
• 隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面，最 好采用凹面，这样可使散射的信号偏离力图接收它的雷 达。
• 飞机在外形设计上采用了非常规布局，消除小于或 等于90°的外形夹角，发动机进气口置于机身背部或机 翼上面，采用矩形设计并朝上翻。
• 目前，隐形飞机从最早的美国20世纪60年代的TR-1型 飞机，发展到20世纪90年代的F-117“夜鹰”隐形战斗机、 F-22型先进战术战斗机和A-12“复仇者”海军舰载隐形攻 击机等，隐形和反隐形的不断较量将使未来飞机的结构设 计和性能进一步优化。