隐身巡航导弹采用的主要隐身技术分析
B-lB飞机上运用的该种材料竟占整个结构材料的30%。
1.2.3 其它新型隐身材料
目前,国外还在不断研究新的吸波材料,如具有螺旋结构、旋光性结构并利用其旋光色散特性吸收电磁波能量的手性聚合材料;具有极好吸波特性的纳米隐身材料;具有轻质宽频带特性的导电高聚物材料;涡流损耗和磁滞损耗来降低电磁波辐射的多晶铁纤维吸收材料;可具有感知功能、信号处理功能、自我指令并对信号做出最佳响应的新型智能型隐身材料等。总之,在不久的将来,新型吸波材料及其相关技术可能会有新的突破。
1.3 电磁对消技术
由于飞行器反射由雷达发射到飞行器上的电磁波,因此雷达会发现该飞行器。那么人们自然会想到,如果利用电磁对消技术,使飞行器等效为一个无反射体,那么飞行器就不会被雷达发现了,这便实现了雷达隐身。
实现电磁对消可采用无源对消技术,即阻抗(或电抗)加载技术以及有源对消技术,或称有源加载技术。
无源对消技术就是在目标表面引进另一个回波源,例如在表面开槽或开孔,通过合理设计,使其散射场和原散射场相抵消。这种方法的优点是不破坏原有外形,不增加自重,结构简单,制造容易,经济性好等,但这种方法只对简单形体容易实现,而对有众多散射中心的复杂目标,实现起来比较困难。此外无源对消技术不可能覆盖所有频率。
有源对消技术是建立在逆反射基础上的,目标必须能预知本身的电磁散射特性,然后发射一幅度与之相等、相位与之相反的电磁波,使之与目标本身的散射场相对消。要实现对消就要对目标本身成像,这就要求设计出一套先进的系统,该系统应具有多种功能,响应速度快,以便调整本机信号源的幅度和相位。显然,有源对消只能作为一种希望得到的方法,待将来时机成熟时再予以考虑。
2、红外隐身技术
红外隐身主要是抑制武器系统在敌方红外探测系统方向上的红外辐射强度。红外辐射源主要来自发动机本身的热辐射、尾喷管喷出的高温尾焰、武器系统表面气动加热、对环境辐射的反射等。对于巡航导弹来讲,主要的红外辐射源为发动机的喷口和尾焰,其次是蒙皮辐射和尾后羽状废气气柱的红外辐射等,如战斧系列海射型巡航导弹BGM-109A/C/D/E/F、Block 3、Block 4采用F-107-WR-103/400涡扇发动机和MK106-0固体火箭助推器,其涡轮进口温度为2033,喷管排气温度为315,燃气温度为3200。尾焰是指发动机喷管喷出的炽热火球,其大小、辐射强度与巡航导弹发动机推力、燃料种类、导弹飞行距离、飞行高度、飞行速度等参数有关,射程在600~1000km的巡航导弹,其尾焰长度在20m以上,在真空时其红外尾焰可达到300m以上,而洲际导弹的红外尾焰在真空时可达900m以上。巡航导弹蒙皮的温度随导弹速度的增加而呈指数规律上升,而红外辐射能量与温度成4次方的关系,因此其红外辐射强度将急剧增加。因此应将改进发动机结构形式、降低尾焰温度及其空间分布作为实现红外隐身的重点。
抑制这些红外辐射的技术主要包括:
•选用涡扇发动机,降低发动机及其尾焰的辐射强度。
•采用合理的外形技术;在采用低辐射发动机的同时,改变发动机及其喷管的外形结构,利用兼顾低辐射与动力要求的外形,来大大抑制其红外辐射程度。
•运用材料技术降低红外辐射。在燃油中掺入添加剂,在喷焰中加入吸收剂和冷却剂,一方面改变红外辐射频段,另一方面通过尾气与大气的迅速混合及冷却剂的作用,达到快速降温和降低辐射强度的目的。
•采用喷涂吸收红外及使用隔热泡沫塑料等材料来降低红外辐射。在高速飞行器表面喷涂吸收红外的迷彩和使用隔热泡沫塑料以及中远红外伪装涂层,可以大大降低高速飞行器的红外辐射强度。
•采用陶瓷复合材料制造喷管,并将喷管安放在弹体上方,遮挡向前下方的红外辐射,并在弹尾安装红外挡板。
•采用二元喷管,降低排气红外辐射。
•采用波瓣混合喷管,降低排气温度,改善温度分布。
•采用红外干扰技术。对于弹道导弹,再入段气动加热是其红外隐身的重点。因为弹道导弹再入大气层时,因剧烈气动加热、头部烧蚀及周围空气电离而形成的电离层尾迹能产生很强的电磁辐射。为减小辐射,提高导弹突防能力,美、俄等国都研制了采用添加易电离材料的推进剂的小型固体火箭发动机,通过控制推进剂配方,使发动机喷焰产生的电离尾迹的电磁辐射强度与真弹头的相近,以保护真弹头突防。另据报道,美国在核弹头上还采用了球形隐身罩和灰体涂层,使弹头在中段和再入段具有多种隐身功能。
3、等离子体隐身技术
所谓等离子体是指当任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后(
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