隐身飞机为什么能“隐身”,它是如何做到的? 隐形飞机是指什么样的飞机( 二 )
2.采用吸波材料 。
然而,隐身飞机仅通过外形优化来“隐身”雷达波是不够的 。作为一个庞大复杂的整体,飞机首先要飞得更好 。像F-117A这种超级计算机计算出来的怪异外形,可以说是完全靠发动机飞行,这也让它的机动性和速度差了很多 。这时候“吸波材料”的作用就体现出来了 。
吸收材料原理
“吸波材料”是依靠雷达波在材料中感应出的传导电流,产生磁滞损耗或介电损耗,使雷达波撞击到飞机上的电磁能量转化为其他能量而耗散,没有二次反射波,雷达无法探测到 。对于一些外形无法优化或者整体使用雷达吸波材料的部位,隐身飞机可以达到更好的隐身效果 。
“吸波材料”一般由不锈钢纤维、石墨粉、稀有金属、铁氧体等能吸收和转换电磁波的材料制成 。随着技术的不断成熟,越来越多的“吸波材料”被用于隐身飞机 。不仅机身上涂有隐身涂层,一些特殊部件直接采用吸波材料或透波材料制成 。
3.减少红外探测 。
战斗机信息资源网上产生的热辐射大致可以分为发动机辐射、尾喷辐射、飞机蒙皮辐射和反射太阳光辐射 。对于战斗机来说,这些热辐射在红外探测设备面前可以说是非常明显的 。虽然远距离时红外探测效果不明显,但先进机载红外搜索与跟踪系统(IRST)对使用涡扇/涡喷发动机的战斗机的前向探测距离可达180公里,可以说接近雷达记录的探测距离 。
F-22战斗机二元矢量尾喷管
目前最有效的红外隐身方式是发动机采用矩形二维喷管,可以展平尾喷流的羽流,降低红外特性 。虽然降低发动机喷管的温度也是降低红外特性的方法之一,但目前先进发动机涡轮前的温度越来越高(高达2000K),我们只能用热屏蔽或冷却来降低外界探测到的温度 。此外,在飞机表面涂覆红外隐身涂层还可以抑制飞机的红外辐射 。总之,红外隐身的实施要比外形和材料上的隐身困难得多 。
F-22被红外设备探测到 。
而隐身飞机即使在外形设计、吸波材料、红外隐身三个方面进行优化,也无法在探测设备上达到绝对的“隐身效果”,因为雷达发现目标的距离与很多因素有关,比如目标的雷达发射功率、天线增益、波长、RCS越大,此时雷达探测目标越远(也与雷达波长有关) 。
雷达发现了这架飞机 。
目前任何隐形飞机的RCS都不可能降到0,即使是F-22战斗机和B-2的最小RCS也只有0.01平方米 。具有这种RCS的隐身飞机,即使在20公里的距离内,普通雷达也能轻易发现(不过此时发现意义不大) 。另外,多部联合雷达同时布置,一部雷达发射探测波,其他雷达接收隐身飞机反射的雷达波,然后理论上可以远距离发现隐身飞机 。
隐身飞机的未来发展目前隐身飞机的隐身效果只对短波雷达有效,对米波雷达以上的长波雷达很难达到隐身效果 。为了更好地应对隐身飞机,各国也都在发展米波雷达(米波雷达的探测精度不足),这对隐身飞机提出了新的挑战 。因此,未来隐身飞机的发展必须兼顾对短波和长波雷达的隐身,甚至实现全波段雷达隐身 。
此外,隐身飞机外形设计的最优结果不应有垂尾、平尾、鸭翼等结构 。只有这样才能更好的控制反射的雷达波 。当然,如果没有这些操作面,飞机本身的机动性就会大大降低甚至丧失,所以这个时候,三维矢量发动机的好处就体现出来了 。在消除了垂尾、平尾、鸭翼等结构后,三维矢量发动机也将成为未来战斗机的标配之一 。
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