红外隐身及反隐身技术.ppt

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1、2003-08-19,南航机务工程部,1,红外隐身及反隐身技术,2003-08-19,南航机务工程部,2,隐身技术是在一定遥感探测环境中降低目标的可探测性，使其在一定范围内难以被发现的技术。红外隐身技术则是改变目标的红外辐射特征，降低被红外探测器发现概率的一种手段。红外隐身技术并不是一个新兴的课题，早在20世纪50年代末，美国就率先将挡板用在U-2飞机的排汽系统后部来改变红外辐射的方向，这可以看作是红外隐身技术的雏型。从60年代起，美国开展了对军用目标的红外辐射特征的研究工作，研究重点是飞机、战舰和坦克的发动机红外辐射特征。,红外隐身技术及其发展,2003-08-19,南航机务工程部,3,20

2、03-08-19,南航机务工程部,4,众所周知，世界上的任何物体只要它的温度高于绝对零度(即-273)，便随时地向外发出红外辐射；而且随着温度的增加，其红外辐射就越强。从红外物理学可知，物体红外辐射能量由斯蒂芬一玻尔兹曼定律决定：W=T4。式中W为物体的总辐射发射度量；为玻耳兹曼常数；为物体的发射率；T为物体的绝对温度。可见物体辐射红外能量不仅取决于物体的温度,还取决于物体的发射率。温度相同的物体，由于发射率的不同，而在红外探测器上显示出不同的红外图像。,红外隐身技术原理,2003-08-19,南航机务工程部,5,雷达隐身技术的核心就是降低目标的雷达散射截面积（RCS）。,外形隐身技术材料隐身

3、技术对消隐身技术等离子体隐身技术,目前可采取的RCS减缩手段,2003-08-19,南航机务工程部,6,采用翼身融合体机翼采用飞翼、带圆钝前缘的V型大三角翼、低置三角翼、平底翼融合体以及活动翼结构努力减少飞机表面能造成散射的突起物 借助机身遮挡强的散射源，将发动机进气口设在机身背部，进气道采用锯齿形；座舱盖镀上金属镀膜采用尖形鼻锥改进天线罩，采用可收放天线,外形隐身技术,美 X-47B,2003-08-19,南航机务工程部,7,材料隐身技术就是采用能吸收或透过雷达波的涂料或复合材料，使雷达波有来无回、多来少回。,材料隐身与对消隐身技术,对消技术是通过目标产生与雷达反射波同频率、同振幅但相位相反

4、的电磁波，与反射波发生相消干涉，从而消除散射信号。,2003-08-19,南航机务工程部,8,当对方雷达发射的电磁波遇到等离子体的带电粒子后，便相互发生作用，电磁波的部分能量传递给带电粒子，其自身能量逐渐衰减，其余电磁波受一系列物理作用的影响，绕过等离子体或产生折射，使电磁波探测失去功效。,等离子体隐身技术,媲美F-22的米格1.44,2003-08-19,南航机务工程部,9,隐形无人机 X-47B,载弹量远远超过目前的无人机。无尾翼，对所有波段的雷达波的隐身性能都极高。最大起飞重量超过20吨，但其空重只有6吨多。飞行性能较高，作战半径长，可以在航母上自动起降，并有自主空中加油能力，它拥有非常

5、优异的雷达和红外低可探测性,X-47B的问世标志着无人驾驶飞行器领域的革命性突破：它不仅是人类历史上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的“无尾翼、喷气式无人驾驶飞机”，也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形轰炸机。,诺斯罗普.格鲁门公司研制,2003-08-19,南航机务工程部,10,X-47A/B型号参数对照,2003-08-19,南航机务工程部,11,隐身飞机的隐身效果不是全方位的，它主要减少从正前方（鼻锥）附近、水平45、垂直 30范围照射时的后向RCS，而目标其他方向特别是前向散射RCS明显增大；针对VV极化雷达的RCS下降多，对HH极化雷达下降少；采用的吸波材料是针对一定频率

6、范围的，一般在120GHZ，对其他频段的雷达隐身效果不佳；隐身材料在恶劣的天气或环境下会减弱或丧失吸波能力，降低隐身性能；隐身飞机由于采用外形隐身技术而牺牲了气动布局，因此机动性能较差且载弹量较小，不利于空中格斗；现代高科技战场上，隐身飞机在导航和突防时很难避免电磁信号外泄所造成的行踪暴露，一旦其自身有电磁信号辐射，其隐身性能将大打折扣；由于在作战过程中不宜进行无线电联系，隐身飞机的作战计划和飞行路线相对固定，容易被掌握规律。,不足之处,2003-08-19,南航机务工程部,12,2011年5月2日，在击毙“本拉登”行动中，美军隐身直升机坠毁,雷达反隐身技术,雷达反隐身技术主要有两类：(a)抑

7、制隐身技术，提高目标的RCS：如采用雷达网技术；(b)提高雷达探测能力，如加大雷达辐射功率，增大回波信号强度。,2003-08-19,南航机务工程部,13,甚高频雷达的反隐身能力，是因为其波长较长；当入射波长接近目标尺寸时，反射波会与目标上的其它行波(如绕射波)产生谐振，从而产生强烈的回波信号；灵敏度较差，易受到电视、调频、便携式电台等信号的干扰。,甚高频(VHF)雷达（Very high frequency radar）,1999年，F-117A折戟巴尔干,俄罗斯P-12 Spoon Rest甚高频雷达,2003-08-19,南航机务工程部,14,现代隐身飞机针对的都是工作于120 GHz频

8、段内的常规厘米波雷达；米波雷达的作用原理就是当波长与目标尺寸相近时，会发生谐振作用，从而提高回波强度；缺点是杂波干扰大，探测精度低，主要用于警戒，但作用距离长。毫米波雷达是由于波长很短，当照射至目标表面时，目标上的任何不平滑部位都会起到反射器的作用，形成很强的电磁反射；毫米波雷达分辨率高、抗干扰能力强、但距离短,米波和毫米波雷达,2003-08-19,南航机务工程部,15,双基雷达的发射与接收不在同一地点。即使隐身飞机可以通过外形设计改变反射角度使反射波偏离发射源，但在另一方面仍会有回波被双基雷达接收。米波雷达探测距离很长，但精度低，毫米波雷达精度很高，但距离短，将两者结合形成双基雷达，可以大大提高雷达的探测能力。但是由于飞机是活动的，雷达波的反射方向随时在变，所以雷达上获得的信号总是闪烁的。,双基(DB)雷达（Double base radar）,2003-08-19,南航机务工程部,16,俄罗斯巨型双基雷达天线阵,2003-08-19,南航机务工程部,17,谢谢！,