反红外隐身飞机技术研究

第34卷2017年第1期上海航天AEROSPACE SHANGHAI73文章编号：1006-1630(2017)01-0073-07临近空间基红外探测隐身飞机尾焰的仿真研究沈飞I2,兰延豪3,康戈文3,李滚3(1.中国航天科技集团公司红外探测技术研发中心，上海201109; 2.上海航天控制技术研究所，上海201109; 3.电子科技大学航空航天学院，四川成都611731)摘要：针对隐身飞机的识别和跟踪，研究了临近空间平台对隐身飞机尾焰进行红外探测的作用距离及优势。

以F22飞机的尾喷管为原型建立尾焰辐射流场模型，获得了尾焰的温度场与压强场，用微观谱带模型柯蒂斯-戈德索（C-G)近似法计算沿任一观测方向尾焰的辐射特性。

考虑采用非轴对称喷管、遮挡板、引射技术和气溶胶遮盖等隐身措施，得到了隐身飞机尾焰在不同探测视角下的红外辐射强度。

对红外系统作用距离计算模型未考虑背景辐射强度等不足进行改进，修正探测系统作用距离公式，用目标与背景的辐射强度差替代原目标辐射强度，用M O D T R A N软件计算出的单位波数间隔内相应波长下的光谱大气透过率替代大气平均透过率，给出了逐步法求作用距离的流程，并计算出了空间、临近空间和地面不同探测平台对隐身飞机尾焰的红外探测作用距离。

结果表明：与其它平台相比，临近空间平台对隐身飞机的探测有更大优势。

研究为用临近空间平台对隐身飞机的探测提供了参考。

关键词：临近空间；隐身飞机；尾焰；红外探测；辐射强度；观测方向；探测距离；大气透过率中图分类号：TN219 文献标志码：八DOI:10. 19328/j. cnkL 1006-1630. 2017. 01* 012 Research on Infrared Detection Simulation of Stealth AircraftExhaust Plume Based on Neai^SpaceSHEN Fei1，2，LA N Yan-hao3，KAN G Ge-wen3，LI Gun3(1. Infrared Detection Technology Research Development Center, China Aerospace Science and TechnologyCorporation, Shanghai 201109, China；2. Shanghai Institute of Spaceflight Control Technology, Shanghai 201109, China；3. School of Astronautics, University of Electronic Science andTechnology of China, Chengdu 611731, Sichuan, China)Abstract：The distance and advantages of near space platform to detect the exhaust plume of stealth aircraft by infrared detection technology were studied for identifying and tracking stealth aircraft in this paper. The flow field model of exhaust plume for simulation was built based on F22 jet nozzle model. The temperature field and pressure field of the exhaust plume were obtained. The infrared radiation characteristics of exhaust plume under different probing directions were calculated by Curtis-Godson method. The infrared radiation intensity of the exhaust plume for stealth aircraft was obtained when the stealth measures of asymmetry nozzle, shadowing plate，ejector technology and aerosol shadowing were in consideration. Aim at improving the disadvantages that the radiation intensity of the background was not considered in the calculation model of infrared system^s function distance, the calculation equation of the function distance was modified. The target radiation intensity was replaced by the radiation intensity difference between the target and the background. The mean atmospheric transmissivity was superseded by atmospheric transmissivity of spectrum related to the respected wave length in the unit wave number which was calculated by M ODTRAN software. The flowchart of step method to seek function distance was given.The infrared function distances of space platform, near space platform and ground platform were obtained for the收稿日期：2016-06-15:修回日期：2016-07-30基金项目：国家863计划资助（2015AA7055042)作者筒介：沈飞（1979—），男，高级工程师，主要研究方向为光电探测技术、目标光电特性建模与仿真。

隐形飞机的原理
隐形飞机的原理是利用先进的技术和设计来减少飞机在雷达和红外探测器中的可探测特征，从而使其在空战中具有较高的隐蔽性。

这种飞机采用低可探测材料，如复合材料和涂层，以降低雷达和红外波段的回波信号。

此外，飞机的形状和外形设计也是隐形飞机的关键。

它们采用平滑的曲线和有机流线型设计，以减少雷达波的反射，从而减小飞机的雷达截面积。

隐形飞机还利用雷达吸波材料来吸收雷达波，从而达到减少雷达波反射的效果。

涂层可以涂在飞机表面，吸收并转化雷达波为其他形式的能量，以降低对雷达的回波反射。

此外，隐形飞机还采用隐身技术，如充气材料和金属网状结构，以减少雷达和红外信号的反射。

总的来说，隐形飞机的隐身原理是通过降低飞机在雷达和红外探测器中的可探测特征，包括减小雷达截面积、吸收和转化雷达波以及减少红外波段的反射信号，从而使其在作战中具有更高的隐蔽性。

隐形飞机的隐身术如果说当时的人们对最早采用隐形技术的B-1B型战略轰炸机的隐形功能还不清楚的话，那么，随着F-117型飞机首次在巴拿马战场和其后海湾战争中的大量使用，人们对隐形飞机已经不怎么陌生了。

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，使雷达等防空探测器不能够早期发现来实现的。

为了减弱飞机电、光、声这些可探测特征，这种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。

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。

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，通过同位素放射高能粒子，使周围空气形成等离子屏障。

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。

此外，发动机还采用了楔形二元喷管。

外壳、机匣采用蜂窝状结构，使红外辐射降低90%，噪声也大为减小，真正做到不见其身、不闻其声。

反“隐形飞机”隐形飞机已经登上现代战争的舞台，给现代反空袭作战提出了一个十分严峻的课题，我们必须给予足够的重视，以争取战场上的主动权。

一、隐形飞机隐踪匿形的招术兵法云：知彼知己，百战不殆。

我们必须搞清楚隐形飞机是如何隐形的，然后寻其弱点以图克之。

从现在我们掌握的信息来看，隐形飞机主要是通过如下技术手段来实现隐形的。

⒈外形隐形。

通过特殊的外形设计，如一些不规则几何图形的组合，以尽可能减少对电磁波的反射面积。

⒉涂料隐形。

通过外涂具有吸收电磁波功能的涂料，来衰减对电磁波的反射。

⒊材料隐形。

通过采用能透过或吸收电磁波的功能材料，如各种非金属复合材料来制造机体部件。

⒋红外隐形。

通过使用特种航空燃料（速燃、速冷）、对尾喷口进行特殊设计，来减少尾喷口的红外辐射。

电磁隐身技术的研究摘要电磁隐身技术是一项关于如何使物体对电磁波不可察觉的研究领域。

本文探讨了电磁隐身技术的起源、发展和应用。

首先介绍了电磁隐身技术的基本原理和分类，然后重点讨论了现有的电磁隐身技术，并对未来的研究方向进行了展望。

最后，本文分析了电磁隐身技术在军事和民用领域的应用前景。

1. 引言电磁波是一种重要的信息载体，广泛应用于通信、雷达和电子战等领域。

然而，电磁波也可以被用于侦测和追踪目标。

因此，为了保护重要设施、军事装备和人员的安全，电磁隐身技术应运而生。

电磁隐身技术通过改变目标的电磁特性，使目标对电磁波不可察觉，从而减少或消除被侦测、被追踪的可能性。

2. 电磁隐身技术的基本原理电磁隐身技术的基本原理是通过改变目标的电磁特性，使其在电磁波的散射和吸收过程中尽量减少目标的回波信号。

一般来说，电磁隐身技术可以分为几个方面的研究：吸波材料的研究、表面形态学的设计、多波段隐身技术、散射抑制技术等。

2.1 吸波材料的研究吸波材料是电磁隐身技术中的关键因素之一。

吸波材料能够吸收电磁波并将其能量转化为热能或其他形式的能量。

通过合理设计和制备吸波材料，可以使目标对电磁波的反射和散射减小，从而达到隐身的效果。

2.2 表面形态学的设计表面形态学是指通过改变目标表面的形状、结构和纹理等特征，来影响电磁波在目标表面的反射、透射和吸收。

目标表面的形态学设计可以通过微结构和纳米结构实现，使目标的散射截面积减小，从而达到减小目标被电磁波侦测的可能性。

2.3 多波段隐身技术多波段隐身技术是指在不同的频率范围内，采用不同的隐身技术来实现电磁隐身。

目前，多波段隐身技术主要包括红外隐身、雷达隐身和可见光隐身等。

通过在不同波段上采取不同的隐身措施，可以提高目标对不同波段电磁波的隐身效果。

2.4 散射抑制技术散射抑制技术是指通过减小目标的散射截面积，降低目标对电磁波的反射，从而达到隐身效果的技术。

散射抑制技术涉及到目标的材料特性、结构设计等方面的研究。

关于隐身技术的研究报告目录资料收集阶段： (3)隐身的定义： (3)隐身技术包括： (3)各国隐身技术发展的现状简述： (3)主要隐身技术的现状： (3)关于我国隐身技术的研究： (6)隐身技术和武器系统本身存在问题，为反隐身提供了契机 (7)1. 隐身平台本身存在的问题 (7)2. 隐身技术和武器系统作战方面的局限性 (7)个人观点： (8)1．以系统的观点发展隐身与反隐身技术和武器系统 (8)2．以隐身理论指导隐身技术的发展 (9)3．发展隐身技术必须发展关键支撑技术 (9)4．建立雷达截面试验靶场 (10)5．利用隐身模型进行实验 (10)6．建立数据库 (10)参考网站： (11)资料收集阶段：隐身的定义：隐形技术（stealthtechnology）俗称隐身技术，准确的术语应该是“低可探测技术”（lowlbservabletechnology）。

即通过研究利用各种不同的技术手段来改变己方目标的可探测性信息特征，最大程度地降低对方探测系统发现的概率，使己方目标，己方的武器装备不被敌方的探测系统发现和探测到。

（来自百度）隐身技术包括：隐形技术包括：雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。

主要的技术手段：采用独特的外形设计和吸波、透波材料，以降低飞机对雷达波的反射；降低飞机发动机喷气的温度或采取隔热、散热措施，减弱红外辐射。

各国隐身技术发展的现状简述：当前，美、俄、英、法等国都大力研究隐身技术，隐身技术的研究范围不断扩展，一些新隐身机理的研究取得突破，一批新型隐身材料研制成功并投入使用。

隐身兵器和作战平台将会有较大发展，并逐步实现全天候、全天时、多功能的隐身，“隐身战场”正在形成中。

在传统的隐身外形、隐身材料、隐身结构等技术研究基础之上，各国都在探索新的隐身机理，如仿生学隐身技术、等离子体隐身技术、微波传播指示技术和有源隐身技术等。

隐身材料的开发和运用是隐身技术发展的关键，是隐身兵器实现隐身的基石。

2019年10月飞机可见光隐身技术的研究与进展杨英萍（航空工业西飞，陕西西安710089）【摘要】作为飞机的重点研究课题，隐身技术向来受到学界的重点关注，飞机可见光隐身技术则属于其中代表。

基于此，本文将简单介绍可见光隐身技术，并深入探讨该技术的研究现状及进展，希望研究内容能够较为直观的展示飞机可见光隐身技术的发展情况。

【关键词】飞机；可见光隐身技术；纳米技术【中图分类号】V218【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）10-0311-020前言隐身技术也可以被称作低可探测技术或隐形技术,该技术可通过各种隐身手段实现自身可探测特征信号的降低,以此降低被敌方探测系统跟踪、侦查的概率,提高飞机的战场生存能力。

未来战争中飞机可见光隐身技术将发挥极为关键的作用,由此可见本文研究具备的较高现实意义。

1可见光隐身技术概述可见光隐身技术也被称作视频隐身技术,该技术属于隐身技术的分支,主要用于实现自身可见光信号的减小,敌方光学探测设备发现自身的概率可基于可见光隐身技术的应用实现大幅降低。

传统的可见光隐身技术主要通过自身目标的迷彩伪装或光线的散射实现,而对于飞机可见光隐身技术来说,常用技术实现手段包括特殊的外形设计、加装迷彩飞机外表面涂层、控制光信号发出、避免飞机进入拉烟层。

基于特殊的外形设计,飞机可散射照射在自身上的光线;通过加装迷彩飞机外表面涂层,可有效减小背景色彩与飞机的对比度;通过控制光信号发出,即可避免飞机发出的闪光、信号灯、灯光被敌方探测到;通过避免进入拉烟层,飞机在飞行过程中便能够有效避免引起暴露自身的尾迹出现[1]。

2飞机可见光隐身技术的研究现状及进展2.1研究现状近年来各大军事强国均在飞机可见光隐身技术研究领域投入了大量精力,这类研究多围绕可实现飞机可见光隐身的材料展开,美国和俄罗斯两国属于其中的佼佼者,智能变色材料属于两国研究的主要产物。

智能变色材料可细分为三大类,分别为电致变色材料、热致变色材料、光致变色材料,三者均可较好满足飞机可见光隐身需要,但仅有美国在三者智能变色材料的研究中均存在显著成果,其余国家大多主要围绕光致变色材料开展研究。

红外系统对隐身飞机的探测距离分析何建伟;曹晨;张昭【摘要】考虑红外隐身技术对飞机红外辐射特征的抑制,建立能量守恒模型分析隐身涂料表面发射率对目标辐射特性的影响;理论计算远程传输的大气透过率,总结有利于远程红外探测的大气传输规律;根据作用距离模型分析系统可控参数对作用距离提升的影响,理论计算表明,低信号检测信噪比和大光学系统口径的红外系统,在一定条件下,对隐身飞机可实现作用距离大干250 km的迎头探测.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2013(043)011【总页数】5页(P1243-1247)【关键词】隐身飞机;红外隐身涂料;红外系统;作用距离【作者】何建伟;曹晨;张昭【作者单位】中国电子科技集团公司电子科学研究院,北京100041;中国电子科技集团公司电子科学研究院,北京100041;中国电子科技集团公司电子科学研究院,北京100041【正文语种】中文【中图分类】TN2191 引言随着武器装备技术的发展，隐身化技术已成为先进航空装备的重要特征。

如何应对隐身飞机带来的威胁成为世界各国面临的一大难题。

空中机动装备不可避免地产生的红外辐射特性，使得红外系统在空中机动目标探测领域得到了广泛的应用［1－4］，红外探测自然也成为人们应对隐身飞机威胁所考虑的手段。

目前，针对红外探测隐身目标的研究较少，缺乏较深入细化的分析。

本文就隐身飞机红外探测问题，从目标特性、大气传输、系统自身三方面，分析红外隐身后目标红外特征变化对探测的影响，总结有利于远程红外探测的大气传输规律，分析系统可控参数对作用距离提升的影响，估算红外系统对隐身飞机的探测距离，探讨红外系统对隐身飞机的远程预警应用。

2 隐身飞机红外辐射特征对探测的影响高速飞行的飞机产生的红外辐射来源于发动机尾喷口热辐射，发动机排出的尾焰辐射，飞行气动加热形成的蒙皮辐射以及飞机对环境辐射(太阳、地面和天空)的反射。

对于发动机尾喷管和排气尾焰，红外隐身技术采取的措施有发动机隔热、异形喷管、发动机及喷管结构布局优化、排气出口调整遮蔽、喷射冷却剂等［5－6］，达到减小、变向、遮蔽尾喷管和排气尾焰红外辐射的目的。