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隐身舰艇概述
第二次世界大战期间,美国、英国、德国等国家就对隐身技术进行了大量的探索,并于70年代将其研究的成果逐渐付之于工程实施。特别是在海湾战争中,人们目睹了隐身技术的巨大魅力。因此,隐身技术的研究已成为未来战争中各国关注的焦点。隐身是通过特殊的处理手段(涂覆电磁波吸收材料或合理的设计)以达到飞机、导弹、坦克、舰艇等其它目标反射能量的减小,而目标反射能量的减小使外来雷达探测距离缩短(一般的雷达对隐身飞机的探测距离是对普通目标的四分之一),相应地缩短了“硬杀伤”进攻武器进行拦截所需要的跟踪、制导的反应时间,从而造成对方攻击上的困难。
由于海面上存在着杂波,波浪数量多,长度为毫米级,因此使干扰箔条云在各个方向都具有足够大的反射能力。若诱饵反射能量比目标大的话,“硬杀伤”进攻武器就对准诱饵攻击,真正目标便趁机逃之夭夭。可见,隐身技术可以大大地提高现代武器装备自身生存的概率。目前,各国军队针对不同武器的各种形体结构和搜索、攻击武备的工作原理,相应地采取了多种隐身措施,来减小电、磁、热、声等特性的辐射,并越来越显示出良好的隐身效果。
为加强防御和攻击,在当前的舰船上或其它各武器装备中,除设有各种多功能武器之外,还配有各式各样担负不同任务的电子设备,而电子设备的隐身主要包括两个方面:一是吸波材料隐身,在各种装备反射信号强的部位直接涂覆吸波材料或安装吸收板,吸收侦察电波,衰减反射信号,从而突破敌方雷达的防区,这是反电子侦察的一种有力的手段,也是减小自己遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。
隐身飞机的雷达有效反射面积通常在001平方米左右,美军B-2战略轰炸机涂覆了吸收材料后,~(不同的姿态)。在海湾战争中,美国首批进入伊拉克境内的飞机也是涂覆了吸收材料的F-117A隐身飞机,有效地避开了伊拉克的雷达探测,并很快地干扰和摧毁了伊拉克的雷达防空体系,为后来大规模的飞机轰炸铺平了道路。可见,隐身飞机的突防能力是很强的。电磁波吸收材料,美、英、俄等国都已进行了多年的研究。它是利用软磁铁氧体化合物在高频状态下损耗增大来达到吸收电磁波的。在工程上的实际应用中,是以夹层形式填充在基体结构中或直接涂覆在雷达反射信号较强的部位,并要求它能从RF到微波的频率范围内有高的电磁波能量吸收率,且要求涂层薄,重量轻,耐腐蚀和高温。
目前实用的材料Ni-Zn铁氧体和六角晶等铁氧体。除此之外,为提高电磁波吸收率和扩展吸收频率范围,一般多制定掺有短纤维金属和有机高分子材料的复合物。涂覆吸收材料,不但可以达到隐身目的,同时也改善自身整机的性能。
另外,一艘军舰上的几部雷达同时工作时,雷达收发天线的串扰有时十分严重,军舰上自带的干扰也会干扰自带的雷达或电子侦察设备,吸波材料就可以减少诸如此类的干扰。如在电子侦察干扰设备及周围的一切干扰物上涂覆吸收材料,则可以使侦察设备更灵敏,更准确发现敌方目标。在雷达抛物面天线开口的四壁涂覆吸收材料,则可以减小副瓣对主瓣的干扰,增大发射天线的作用距离,而对接收天线则起到降低假目标反射的干扰作用。二是结构隐身。通过对舰艇仔细的造形设计,以避免雷达的照射面过大。诸如对军舰舷侧采用倾斜形设计,避免与水面相互垂直,使照射面进行异向反射,以减小回波的反射能量。上层建筑物四周及相邻连接处避免直角,尽量采用圆弧过渡,防止产生波的尖角绕射;外露面积尽量减小,要么掩蔽,要么做成隐身形状;排气管进行特殊的设计,采用循环水冷或采用遮挡。导弹采用垂直发射,不但可实现导弹射速提高到1发/秒,也可实现全方位覆盖,避免防御的盲区等等。
80年代以后,随着科学技术的飞速发展,特别是能感知温度、声音、光学、震动而作出相应反应的智能材料家族的不断发展,使得其它隐身技术成了各海军大国军事技术研究的重要课题。红外隐身技术所用的性能优良的探测器件使红外成像技术的研究成了危及舰艇自身生存的关键因素。据报道,美海军10万吨级新型核动力航母采用的隐形材料可使雷达反射截面缩小到巡洋舰大小,这样就使敌预警雷达搜索目标时会造成错报,降低了情报的可信度,并大大限制了红外和其它光电复合寻的制导武器性能的发挥。
水面舰艇采用隐身技术在未来战争中的效果将是明显的,整个隐身技术还要考虑舰艇的红外特性、声学特性以及舰艇电子设备的功率管理,如对舰艇的热辐射源进行遮挡,在发动机排气装置中注入红外接收剂;辐射源利用耐高温而不需冷却的仿生智能材料或装备余热利用环路;在燃料中加入添加剂,减小排气中烟雾粒子含量;对动力装置、传动部分和螺旋桨采用减振、降噪、隔音措施或装备主动智能材料制造的消音系统。舰船隐身是未来一段时间内一些海军大国发展的主攻方向,所以设计隐身舰船时都把隐身舰船的总体要求作为一项重要的技术指标,并已取得了一些成效。
下面就对