隐形飞机是指什么样的飞机|隐身飞机为什么能隐身( 二 )
隐身飞机的S弯进气道
另外,用飞机上其他弱散射部件遮挡强散射部件也可以优化隐身外形,比如采用大后掠角机翼遮蔽机身的侧向散射、S弯进气道(蚌式进气道)遮挡发动机的散射、直接将外挂的武器弹药内置到机身之中等都是为了遮挡飞机上的强散射部件,或者直接将发动机进气道布置到机体上方,用机身来遮挡进气道的复杂外形可能反射的各种方向雷达波!
歼-20的做工
除了上面列举的三种外形上的优化设计,对于飞机来说,粗糙的外形会对雷达波产生更多的漫反射,这对于隐身飞机在控制反射雷达波方向上会有一些意想不到的结果发生,所以更好的做工、光滑的外形对于隐身飞机也有一定的帮助 。
2、采用吸波材料
不过,隐身飞机想要更好的对雷达波“隐身”单单依靠外形的优化是不够的,飞机作为一个庞大且复杂的整体,首先还是要更好的飞行的,像F-117A那样依靠超级计算机计算的怪异外形,能够飞起来可以说是全靠发动机了,这也使得它的机动性和速度差了不少,这时候“吸波材料”的作用就体现出来了 。
吸波材料原理
“吸波材料”依靠雷达波在材料中感生的传导电流,产生磁滞损耗或介电损耗,使得照射到飞机上的雷达波的电磁能可以转化为其他能量并散发掉,没有了二次反射波雷达也就无法探测到了 。对于一些无法通过外形优化的部件或者整体采用雷达吸波材料,可以使得隐身飞机达到更好的隐身效果 。
“吸波材料”一般是采用不锈钢纤维、石墨百思特网粉、稀有金属和铁氧体等具有吸收转化电磁波性能的材料制作的,随着技术的不断成熟“吸波材料”越来越多低用到隐身飞机之上,不仅是制作隐身涂层涂敷到机身之上,一些特殊部件则直接采用吸波材料或者透波材料来制作的 。
3、降低红外探测
战斗机上产生的热辐射大致可以分为发动机的辐射、尾喷气流的辐射、飞机蒙皮的热辐射以及飞机反射阳光的热辐射,对于战机来说这些热辐射在红外探测设备面前可以说是十分明显,虽然远距离是红外探测效果并不显著,但目前先进的机载红外搜索跟踪系统(IRST)对采用涡扇/涡喷等发动机的战斗机的前向探测距离已经可以达到180公里了,可以说是已经接近记载雷达探测的距离,这对隐身飞机的隐身效果的影响也十分明显 。
F-22战机二元矢量尾喷口
目前,在红外隐身方面最为有效的就是发动机采用矩形二元喷管了,可以使得尾喷流的火舌变得扁平,同时降低红外特征;虽然降低发动机喷口的温度也是降低红外特征的方法之一,可目前先进发动机涡轮前的温度越来越高(已达2000K),所以只能利用热屏蔽或冷却的方法以降低外界探测的温度;另外,将红外隐身涂层涂于飞机表面,也能抑制飞机外表的红外辐射 。总之,红外隐身的实施相比于外形和材料上的隐身要困难不少 。
F-22被红外设备探测到
不过,隐身飞机即便在外形设计、吸波材料以及红外隐身三个方面同时做优化,也无法对探测设备达到绝对的“隐身效果”,因为雷达发现目标的距离是和多种因素有关的,比如雷达发射功率、天线增益、波长和目标的RCS越大,这时候雷达对目标的探测距离就越远(和雷达波波长也有关) 。
飞机被雷达发现的
而目前,任何隐身飞机的"雷达散射截面积"RCS值也不能减少为0,即便是F-22战机和B-2的RCS值最小也只有0.01平方米,达到这一RCS值的隐身飞机即便是普通雷达在20公里的距离内也是可以轻易发现(不过这时候发现已经没有太对意义);另外,同时布置多个联合雷达,一个雷达发射探测波,使用其他雷达接受隐身飞机反射出的雷达波,再理论上也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,对于米波雷达以上的长雷达波,就很难达到隐身的效果,而更好地为了应对隐身飞机各国也在发展米波雷达(米波雷达探测精度不足),这对隐身飞机的“隐身”来说有了新的挑战,所以未来隐身飞机的发展肯定是要兼顾针对短波、长波雷达的隐身,甚至达到全频段雷达波隐身;
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