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第十五章隐身材料
隐身技术
微波隐身材料
红外隐身材料
激光、声和多功能隐身材料
教学目标及基本要求
掌握隐身技术,微波隐身的基本原理,涂敷型吸波材料,红外隐身的基本原理,近红外隐身材料,中远红外隐身材料,激光隐身材料。
熟悉和了解结构型吸波材料,声隐身材料,红外和微波兼容隐身材料;红外和激光兼容隐身材料。
教学重点和难点
(1)隐身技术
(2)微波隐身的基本原理及涂敷型吸波材料
(3)红外隐身的基本原理、近红外隐身材料和中远红外隐身材料
(4)激光隐身的基本原理及激光隐身材料
第十五章隐身材料
我国古代就有“隐身法”的传说。
在士兵的装备和武器上也采用了各种形式来达到“隐身”,其基本的办法就是伪装和诱骗。
随着现代军事技术发展,雷达、毫米波、红外、激光、声波等现代探测和制导技术大量应用于武器系统中,给飞机、舰艇、坦克和其他武器的生存造成了极大的威胁。为了提高武器的生存和突防能力,形成了一项专门技术——隐身技术。
武器的隐身技术是一门综合性的应用科学技术。
隐身技术:凡是能使军事目标的各种可探测的目标特征减少或迷盲的技术。
隐身技术
隐身技术分为主动隐身技术和被动隐身技术。
主动隐身技术是采用各种主动措施如干扰、假目标、烟幕、地形匹配等使敌方的探测手段受到迷惑而无法识别目标。
被动隐身技术是指武器系统的设计和使用过程中,降低其作为目标特征的技术。
按目标特征,隐身技术又可分为可见光、雷达或微波、红外、激光、声隐身技术。
隐身技术概念的明确提出虽然较晚,而武器的伪装和遮障则很早就已应用。这些都是可见光隐身技术,不属于现代隐身技术。现代可见光隐身技术也称低视觉信号技术,主要有迷彩伪装、烟幕伪装、假目标和低尾迹等技术。
微波或称雷达隐身技术是研究较早和发展最快的现代隐身技术。
红外隐身技术是现代隐身技术中越来越重要的技术领域,因为现代探测遥感手段主要是雷达、红外、光学、声波四种类型。
20世纪80年代中期以来,红外探测和制导技术迅速发展,红外型探测器仅次于雷达,约占30%,而在精确制导武器中,红外制导的占60%,红外隐身技术按波段可分为近红外(~)和中远红外(主要是3~5μm和8~14μm)两类。
近红外隐身技术主要用于静止、常温目标,研究进展较大。中远红外隐身技术主要用于运动、高温目标,但难度较大,进展较慢。
声隐身技术和激光隐身技术是现代隐身技术的两个开展研究较晚的领域。
隐身技术作为一项高技术,与激光武器、巡航导弹被称为军事科学上最新的三大技术成就。
隐身材料是隐身技术的重要组成部分。广义来说,凡是隐身技术用的材料都可认为是隐身材料。
隐身材料:在武器系统的使用和设计过程中,降低其目标特征的材料。
对应于隐身技术的分类,隐身材料分为微波、可见光、红外、激光、声和多功能隐身材料。
微波隐身材料
一、微波隐身的基本原理
雷达是探测武器特别是飞行器的最可靠方法。雷达是利用电磁波发现目标并测定其位置的设备。电磁波在传播过程中遇到阻碍物将产生散射。这是雷达发现目标的依据。电磁波具有恒速、定向传播的规律,是测定目标距离和方向的依据。
雷达的工作波段绝大多数在微波波段,故称微波隐身。微波一般是指波长从1m到1mm的电磁波,~300GHz。有人把1mm~。
微波波段还可细分为分米波(1dm~1m)、厘米波(1cm~1dm)、毫米波(1mm~1cm),~1mm波段称为亚毫米波。
雷达隐身技术的目的是要使武器的雷达目标特征即散射信号减弱到最小限度。武器的雷达散射信号的大小一般用雷达散射截面(RCS)来表示。
RCS是在单位立体角内接收机天线处散射回波的功率流面密度Ir与目标处单位立体角内入射波功率流面密度Ii之比,即
R为目标到接收天线的距离
σ的数值变化很大,常用σ的分贝数来表示,即
人的σ是1m2,非隐身的B-52轰炸机是100m2,隐身的B-1B、B-2、F-、、,相当于鸟类的σ值。
根据雷达距离方程
目标的σ值降为原来的10%时,rr缩短为原来的56%,目标的σ值降为原来的1%时,rr缩短为原来的18%。由此可见雷达隐身技术的作用。
电磁波的散射来自武器的各散射源,散射的基本类型有镜面反射、边缘和尖顶散射、行波散射、爬行波散射以及非细长体电磁边界突变引起的散射。这些局部散射源称散射中心,武器的总散射场是各局部散射场之和。