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隐形技术

2013-03-02 3页 pdf 119KB 38阅读

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隐形技术 一 1992年第 2期 自外导弹与航天遗载蛊 总第l90期 隐 形 技 术 √ J 凿汤 0L 摘要。隐彤挂木包括减少飞行器的声音,视觉,虹卟或雷逸频率特征,以使对 方的探湖装置难于察觉. 术文主要介 绍减 少 飞行 器雷逸反射 面积 的各类吸 波材料 。 吸波材料有四种:宽频带或 真正的 吸波材料,窄频带“谐振 型吸波材料, 具有前两种材料特性的混合型吸波材料以及表面涂层。 文中介绍了各种妾型吸波材料的工作原理皮在飞行器上的应f}l。此外,还介铝 7 E 形设计,以及E§彤技术的...
隐形技术
一 1992年第 2期 自外导弹与航天遗载蛊 总第l90期 隐 形 技 术 √ J 凿汤 0L 摘要。隐彤挂木包括减少飞行器的声音,视觉,虹卟或雷逸频率特征,以使对 方的探湖装置难于察觉. 术文主要介 绍减 少 飞行 器雷逸反射 面积 的各类吸 波材料 。 吸波材料有四种:宽频带或 真正的 吸波材料,窄频带“谐振 型吸波材料, 具有前两种材料特性的混合型吸波材料以及表面涂层。 文中介绍了各种妾型吸波材料的工作原理皮在飞行器上的应f}l。此外,还介铝 7 E 形设计,以及E§彤技术的发展历史。 主题词: 墨 ,谗克 # 空防系统目前还未遇到能够突破防御而完全未被发现的飞行器。然而,现代技术能够减 少飞行器特征使雷达捕获和跟踪目标变得很困难。“隐形’或“弱探测性 概念包括减 飞行器 的声音、视觉、红外或雷达频率(RF)特征。大部分工作集中在雷达频带上,研 制 出透波和 吸波材料。与此同时,还改变了飞行器的外形,以减少反射面积。 吸波材料(RAM)。顾名思义是 针对频谱的雷达频率部分,利用碳和某些磁铁的化台物 的能量转换特性实现吸收雷达波。当雷达波束照射飞行器的时候,这些材料的分子结构被激 发,将雷达频率能量转换成热能。这样,材料就 “吸收 了特定的信号,使剩余能量不足以 产生有用的反射信号 吸 波 材 料 吸波材料所涉及的原理是比较简单的,然而实现起来是比较复杂的。尤其在航空和航天 领域里,吸波材料的重量和承受飞行器外壳应力的能力至少和其电磁性能一样重要。概括地 说,使用的吸渡材料分四类:宽频带或 。真正的 吸渡材料,窄频带 谐振 型,具有前两 种材料特性的混合型以及表面涂层。 真正的 吸波材料可以在某一频率范围内提供一致的性能,并且它对于需要结构吸渡材 料的飞行器很有用处。结构吸波材料意即吸波能力与飞行器结构元件合二为一.这可能采用 蜂窝夹层结构,并把浸满吸波材料的泡沫材料填入每一个小室壁,用这种方法可使发射来昀 信号呈对数衰减。填充蜂窝夹层结构的另一种办法可以是将一个金字塔形的吸波泡沫材料壤 入每个小室。 美国人六十年代初期的研究表明,用玻璃纤维做蒙皮和蜂窝,用碳黑和银粉儆吸渡材料 的蜂窝结构-厚 2 5era,每 930cm 重 310g,能够把(2.5—13)x 10 Hz范 围内 的信号吸收 译自 lnte ravla,1988.1l 一 57 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 95%。然而这种结构只适用在亚音速飞行器上,它既不能承受超音速飞行,也不能提供做主 要结构使厢对所需要的结构强度。现今与其效能相当的吸波材料利用开夫勒和碳纤维蒙皮, 提供像金属结构那样的整体结构。 第二种主要足窄频带谐振吸波材料。此方案采 尉一种弹性材料,例如橡胶,在其中 充填吸渡材科,橡胶衬有一块金属反射镜,以板材或铸造的形式加到需要保 护 的 飞 行器表 面。针对某一有威胁的频带,这种材料能够通过改变板材的厚度使其在频谱 中的这一频带上 达到最佳性能。理想的板材厚度应等于发射来信号波长的 t/4。谐振吸波材料通过吸 收和准 ‘ 光学技术起作用。工作时产生等幅反射波以抵消这种材料固有 反射。这种类型的吸波材料 也可以通过用多层材料来刘付较宽频带的威胁,每一层都调整到可以对付某一频率。 , 虽然窄频带吸波材料有重量小的优点,但是,如果威胁信号不是以精确的90 角射来的话, 它们的性能就要下降。处理好其它的入射角的能力,似乎是开发混合式吸波材料的主要推动 力,这种吸波材斟具有窄频带和宽频带吸波材料的一些特点,产生一个随入射角变化而变化 的。峰”值性能,可以改善频谱里各个频率的性能。 最后,吸波涂层是一种掺有像铁氧体吸波材料的表面涂层。这种类型的铁珠涂层,尤其 对抑制由表面电流效应而产生的重新发射有效。当雷达照射一个目标时,在其导体表面各处 就产生了电磁流。接着就导致了重发射效宦 因此,甚至铆钉头,如果不适当地压平,都会 大大地增加飞行器的雷达横截面(RCS)。更严重地是表面电流对像机翼和尾翼的 前缘以及飞 行器上外部天线前缘的雷达 。能见度”的影响。 隐 形 技 术 然而,像所有的好事 一样,吸波材料也有局限性。首先,吸波材料本身不是 目的。虽然 它大大地有助于目标对雷达的 不可见度 ,但是它仅仅是全部隐形技术的一个分支。为达到 最佳隐形效果,一个特定的飞行器不 汉汉在需要防护的地方使用吸波材料,还需要在设计上 消除其外形上的具有高度反射的角形反射器(例如翼卞的发动机舱),使飞行器的表面几何形 状有效地控制可能产生的回波信号的方向以及有效地遮住 。亮点 (例如涡轮风扇压缩级)。 隐形技术发展史 作为一项 “新 技术,吸波材料有一个相当长的历史,事实上,吸收雷达波的基础理论 几乎与雷达身同时出现。首次应用吸波材料是在第二次世界大战时期,当时德国海军使用 两种吸波材料,Jaumann和Wesch-Mat,来防止部分露出水面的潜艇被盟军 s波段、ASg 雷达发现。然而,在航空领域,这些早期的材料由于它们的重量和构成阻碍了它们有效地用 于战斗机上。新材科的出现和通过飞行翳的外形设计才真正实现了减少雷达横截面,导致在 五十年代末剥六 P年代初重新唤起了对航空吸波材斜的兴趣。在此期间,第一个应用这一技 术的例子是在洛克希德公司的U一2飞机上虚用铁珠涂层和在这家公司的 A—l2和 sR一7l黑鸟 系列飞机上应用吸波材料和吸渡豫层 考虑到A一12的使用范围和应用时间早 (首次飞行是在 1961年 4月),洛克希德为此飞机研制的吸波材料的先进性能是十分引人注目的 据说一种 塑料蜂离结杓材籽川 J:飞机 L身侧面结构和I『L翼的前后缘上。过种材料能够承受 3个马赫数 一 58 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 的飞行和表面温度 315~C,但作为主要结构材料还不够强 因此,至少在机翼 上,这种材料 安装在嵌入钛合金主结构的楔形物中。吸波作甩是通过信 号进入两个楔形物间的“V 形空间 并在楔形物间来回反射时逐渐衰减来实现的。 吸波材料在洛克希德公司A一12和 SR一71系列上成功地宦用很快导致美国在其它飞行器 上的应用,据说包括 Teledyne Ryan D一21、147T和 Compass Arrow侦察机。作为飞行 器的主要结构材料碳纤维的出现,首次挺供了切实可行的整体吸波材料,从而进一步发展了 腺形技术。于是出现了美国当代的隐形飞机,这就是 RF一19骆 形 全天候侦察机、攻击机和 B一2战略轰炸机。下一代将包括美国海军A一12高级战术飞机和美国空军高级战术战斗机。 其它国家在飞机上应用的隐形技术还设有达到美国这样的程度 欧洲正进行的九十年代 的主要计划全都有隐形设计特性。同样,这项技术一定会用于大型综合无人驾驶飞行器上和 在防御系统外发射的巡航导弹上。困此,毫不奇蛏,目前有多家公 司正活跃在吸波材料领域。 (黄 漫译 黄守忠较) 航天飞机计划经费被砍 美国国家航宇局已经要求在今后 5年 内航天飞 机计划的经费减少 15 ,这一决定是 美国国会在 审查航天飞机预葬经费时将3O亿美元的预算削减掉 3.3亿美元后作出的。 航天飞机计划负责人打算在未来 3年 内每年减 少经费3 。航宇局官员说,经费减少后.飞行安 垒不会受到影响。 鉴于经费大幅度削减.而航字局 又不能给予经 费补喾,航天飞机未来的飞行计划将压缩。’原计划 航天飞机在1992财年飞行 7狄.有关方面正在研究 因经费削减对该飞行计划的影响。为适 应预算经费 的削减,原来 已制定了一个压 缩经 费的计划,但这 次实际削减的经费比预期的多. 新设立的 “保证航天飞机利用率”计划的经费 也砍掉4000万美元.促剩1.823亿美元. 有关方面要求国家航宇局取消 目前正在为航天 飞机主发动机研制的先进的燃料涡轮泵计划,因为 谙计划将使经费增加2 5亿美元.而经改进的现有燃 料泵已经满足了试验要求并将用于飞行。 航天飞机结构备用件计 划的经费被减为5860万 美元,比要求减少了2770:~美元。目前正在采购包 括机翼在内的结构备|}串.以替换用于建造 新的航天 天飞机轨道器奋进号所用的备件。 为了保证先进的固体火箭发动机 “计划按期完 成,已经承诺给该计划增拨1.15亿美元。如果发射 空间站组件而且装备齐全,那么谙先进的周『书火箭 发动机则是必不可少的。连同已经 拨给的1.5乞美 元的试验设施建设款在内,“先 进 的 固体火箭发动 机”计划总计得到 .65亿黄元。 国家航宇局已得到通知.因为经费预算紧张. 跟踪和数据中继卫星G (TDRS-G)将不得不用航 天飞机发射,而不用~次性使用的火箭来发射。这 一 决定违犯了布什和里根总统原来的决定。自挑战 者号事故后航宇局曾多次耨刊指示.只有在特别需 要时才用航天飞机发射载荷。副总统奎尔最近又重 申了上述原则。根据 上决定,航宇局 原计划用马 丁公司的大力神I火箭于1995年4月发射跟踪和数 据中继卫星G.发射费用为3900万美元。 上述相互矛盾的指示使得 航 宇 局 感到碓以处 理,他们尚未决定下~步如何办。 如果需要.航天飞机在1995年早些耐候可以空 出舱位来投放跟踪和数据中继卫星 但如果用这个 舱位来投放科学载荷对航天飞机隶说更 合适。 具有 讽刺意义的是,这颗跟踪和数据 中继卫 星是用来顶 替挑战者号事故中损失掉的那颗卫星. 摘译直Sp暑ceflg h1,N口v.1991 P363,365 (酉印供稿) 维普资讯 http://www.cqvip.com
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