飞机总体设计-雷达散射截面控制课件.ppt

1、1/27/2023隐身技术1 -雷达散射截面控制航空科学与工程学院1/27/2023隐身技术2飞行器隐身技术飞行器隐身技术v关于隐身概念关于隐身概念v关于雷达探测的几个基本概念关于雷达探测的几个基本概念v关于雷达散射截面的定义和基本概念关于雷达散射截面的定义和基本概念v隐身飞机和隐身技术综述隐身飞机和隐身技术综述v飞机的散射源和散射机理飞机的散射源和散射机理v雷达散射截面的减缩策略雷达散射截面的减缩策略v隐身关键技术隐身关键技术v反隐身关键技术概述反隐身关键技术概述1/27/2023隐身技术3隐身技术的广义范畴隐身技术的广义范畴v光隐身光隐身v热隐身热隐身v声隐身声隐身v电隐身1/27/202

2、3隐身技术4可见光控制可见光控制-迷彩伪装迷彩伪装v降低目标和背景的可见光反差降低目标和背景的可见光反差 上下表面的迷彩不一致上下表面的迷彩不一致向下看不见向上看不清1/27/2023隐身技术5红外抑制红外抑制-吸热冷却装置吸热冷却装置v降低目标和背景的热辐射反差降低目标和背景的热辐射反差v分形技术分形技术I like thisn35微米的喷流热辐射抑制n8-12微米的分形技术1/27/2023隐身技术6夜间拍摄的红外图象夜间拍摄的红外图象1/27/2023隐身技术7噪声控制噪声控制v直升机的噪声控制问题直升机的噪声控制问题v低空低速无人机的噪声控制问题低空低速无人机的噪声控制问题v潜艇的的噪

3、声控制问题潜艇的的噪声控制问题螺旋桨螺旋桨泵喷泵喷浮筏技术浮筏技术管道消声管道消声消声瓦技术消声瓦技术外形外形1/27/2023隐身技术8雷达截面控制雷达截面控制低可探测技术1/27/2023隐身技术9雷达站雷达站1/27/2023隐身技术10雷达监视屏雷达监视屏1/27/2023隐身技术11预警机：预警机：E-3C1/27/2023隐身技术12预警机：预警机：E-3C1/27/2023隐身技术13E-2C鹰眼鹰眼1/27/2023隐身技术14鹰眼的雷达图鹰眼的雷达图1/27/2023隐身技术15电子干扰电子干扰-也是广义上的一种隐身也是广义上的一种隐身1/27/2023隐身技术16电子干扰机

4、：电子干扰机：ALQ99E1/27/2023隐身技术17 隐身飞机的产生隐身飞机的产生和发展是国际政治格和发展是国际政治格局的变化、飞机作战局的变化、飞机作战环境的变化环境的变化(尤其是尤其是雷达和电子战技术的雷达和电子战技术的爆炸性发展爆炸性发展)及隐身及隐身技术的进步等多种因技术的进步等多种因素综合的结果。素综合的结果。隐身飞机隐身飞机1/27/2023隐身技术18 从二十世纪六十年代开始，由于隐身概念的引入从二十世纪六十年代开始，由于隐身概念的引入和逐渐发展对传统的航空器的设计、制造和使用均带和逐渐发展对传统的航空器的设计、制造和使用均带来了巨大的变革。由于传统的隐身飞机如来了巨大的变革

5、。由于传统的隐身飞机如F-117和和B-2过分强调低可见性而忽略了可负担性，从而造成飞机过分强调低可见性而忽略了可负担性，从而造成飞机的使用和维护费用过高，降低了飞机的使用效率。从的使用和维护费用过高，降低了飞机的使用效率。从以以F-22为代表的第四代和为代表的第四代和X-45为代表的第五代隐身航为代表的第五代隐身航空器，通过提高隐身设计技术水平，在隐身与飞机性空器，通过提高隐身设计技术水平，在隐身与飞机性能、可负担性等其它重要性能之间取得了最佳的折衷能、可负担性等其它重要性能之间取得了最佳的折衷。隐身飞机的发展隐身飞机的发展1/27/2023隐身技术19隐身性能的重要意义：隐身性能的重要意义

6、：降低飞机的降低飞机的RCS可以在两个方面降低飞机的敏感性可以在两个方面降低飞机的敏感性1)可以降低飞机被发现概率、被跟踪概率以及被导可以降低飞机被发现概率、被跟踪概率以及被导弹等成功发射、制导并击中的概率；弹等成功发射、制导并击中的概率；2)可降低有源干扰装置所需要的干扰机功率及无源可降低有源干扰装置所需要的干扰机功率及无源干扰机所需要箔条重量、红外干扰弹的重量，从而干扰机所需要箔条重量、红外干扰弹的重量，从而大大提高飞机的生存力。大大提高飞机的生存力。国外隐身航空器的发展与现状国外隐身航空器的发展与现状1/27/2023隐身技术20 从从SR71为代表的第二代飞机开始，隐身就为代表的第二代

7、飞机开始，隐身就作为关键技术被引入到飞机设计当中。随着作为关键技术被引入到飞机设计当中。随着飞机发展到第五代，对隐身技术的认识也走飞机发展到第五代，对隐身技术的认识也走过了一个不断深化发展的过程，隐身技术在过了一个不断深化发展的过程，隐身技术在飞机设计上的应用也有了四次大的飞越。飞机设计上的应用也有了四次大的飞越。这四次技术飞越的代表性飞机为：这四次技术飞越的代表性飞机为：SR71黑鸟黑鸟(第二代飞机第二代飞机)F117、B2(第第三代飞机三代飞机)F-22、F-35(第四代飞机第四代飞机)X-36、X-45、X-47(第五代飞机第五代飞机)，另外还包括捕，另外还包括捕食鸟这样的隐身技术验证机

8、。食鸟这样的隐身技术验证机。1/27/2023隐身技术21SR-71F-117B-2F-22F-35X-36捕食鸟捕食鸟X-45AX-47ADark star 第二代第二代第三代第三代第四代第四代第五代第五代初具隐身性能初具隐身性能强调隐身万能，牺牲其它性能强调隐身万能，牺牲其它性能隐身与飞机性能、可隐身与飞机性能、可负担性等取得折衷负担性等取得折衷 四次技术飞越四次技术飞越1/27/2023隐身技术22发展背景：发展背景：冷战时期；冷战时期；美国的国家战略需美国的国家战略需要一种侦察机对要一种侦察机对“华约华约”国家进行战略战役侦察；国家进行战略战役侦察；对隐身技术的认识对隐身技术的认识还属

9、于初级阶段，飞机还属于初级阶段，飞机的隐身还处于次要地位，的隐身还处于次要地位，主要依靠高空高速来获主要依靠高空高速来获得高的生存力；得高的生存力；前向角域前向角域60RCS 1m2以上以上SR-71飞机飞机1/27/2023隐身技术23SR-71飞机飞机1/27/2023隐身技术24 F117 洛克希德洛克希德 1/27/2023隐身技术25发展背景：发展背景：冷战后期；冷战后期；美国的国家战略需要一种可以不依靠其它飞机支援就可以美国的国家战略需要一种可以不依靠其它飞机支援就可以遂行作战任务的隐身飞机，以达到对敌方战略战术目标进行突遂行作战任务的隐身飞机，以达到对敌方战略战术目标进行突然精确

10、打击的目标；然精确打击的目标；该战略造成过分突出和迷信隐身性能，使用特殊的飞机外该战略造成过分突出和迷信隐身性能，使用特殊的飞机外形和全面使用吸波材料，牺牲了飞机的机动性等其它综合性能形和全面使用吸波材料，牺牲了飞机的机动性等其它综合性能。隐身技术进一步发展，有工程化的隐身气动设计工具和吸隐身技术进一步发展，有工程化的隐身气动设计工具和吸波材料供使用；波材料供使用；主要针对雷达波隐身，对红外和可见光隐身的考虑只占很主要针对雷达波隐身，对红外和可见光隐身的考虑只占很小的比例。小的比例。F117 洛克希德洛克希德 1/27/2023隐身技术26B21/27/2023隐身技术27B2全尺寸模型外场全

11、尺寸模型外场RCS测试测试1/27/2023隐身技术28B-2飞机专用恒温机库飞机专用恒温机库1/27/2023隐身技术29F-22飞机飞机洛克希德马丁洛克希德马丁1/27/2023隐身技术30发展背景：发展背景：冷战后期，美国成为世界冷战后期，美国成为世界唯一超级大国，对国际事物唯一超级大国，对国际事物进行进行“积极干涉积极干涉”；美国的国家战略需要一种美国的国家战略需要一种可以在可以在21世纪前三十年具有世纪前三十年具有绝对制空优势的先进隐身战绝对制空优势的先进隐身战斗机，可以不依靠其它飞机斗机，可以不依靠其它飞机支援遂行作战任务，以达到支援遂行作战任务，以达到对敌方战略战术目标进行突对敌

12、方战略战术目标进行突然精确打击的目标和取得空然精确打击的目标和取得空中优势；中优势；武器装载性能武器装载性能 F-22飞机飞机洛克希德马丁洛克希德马丁1/27/2023隐身技术31发展背景：发展背景：与与F-22飞机进行飞机进行“高低搭配高低搭配”，更，更加突出加突出“低成本低成本”的概念；的概念；不寻求隐身性能的突破，而是把重不寻求隐身性能的突破，而是把重点放在减少生产和维护费用；点放在减少生产和维护费用；主要技术要求放在进一步降低隐身主要技术要求放在进一步降低隐身维修需求上，使每次出动所需要的维修维修需求上，使每次出动所需要的维修量不到量不到0.5工时。工时。F-35飞机飞机洛克希德马丁洛

13、克希德马丁1/27/2023隐身技术32发展背景：发展背景：冷战结束，美国一强独大，冷战结束，美国一强独大，为了适应其干涉世界事务的需为了适应其干涉世界事务的需求，并且要满足求，并且要满足“非接触、零非接触、零伤亡伤亡”局部战争的需求，需要局部战争的需求，需要一种飞行速度更快、更加隐身一种飞行速度更快、更加隐身、制造工艺更加便利、研制和、制造工艺更加便利、研制和维护成本更低、储存和部署更维护成本更低、储存和部署更加容易的第五代飞机加容易的第五代飞机(无人作战无人作战飞机飞机UCAV)；为了验证隐身设计的新概念为了验证隐身设计的新概念，一架体现特殊的设计、研制，一架体现特殊的设计、研制和生产的验

14、证机必不可少。和生产的验证机必不可少。捕食鸟捕食鸟Bird of Prey波音公司波音公司1/27/2023隐身技术33X-45波音公司波音公司1/27/2023隐身技术34发展背景：发展背景：美国正式提出了可以向世界任何美国正式提出了可以向世界任何地方发动地方发动“先发制人先发制人”打击的国家打击的国家战略，同时还要满足战略，同时还要满足“非接触、零非接触、零伤亡伤亡”的需求，需要一种飞行速度的需求，需要一种飞行速度更快、更加隐身、制造工艺更加便更快、更加隐身、制造工艺更加便利、研制和维护成本更低、储存和利、研制和维护成本更低、储存和部署更加容易的第五代飞机部署更加容易的第五代飞机(无人作无

15、人作战飞机战飞机UCAV)；强调全面的隐身概念，在第四代强调全面的隐身概念，在第四代飞机基本解决雷达隐身问题之后，飞机基本解决雷达隐身问题之后，红外隐身和可见光隐身在第五代飞红外隐身和可见光隐身在第五代飞机的设计上被放在更重要的位置。机的设计上被放在更重要的位置。X-45波音公司波音公司1/27/2023隐身技术35X-45波音公司波音公司1/27/2023隐身技术36发展背景：发展背景：麦道公司与麦道公司与NASA合作研究合作研究的按照的按照1:3.57缩比的隐身战斗缩比的隐身战斗机验证机；机验证机；目的在于验证无尾战斗机在目的在于验证无尾战斗机在提高飞机敏捷性上的优势及其提高飞机敏捷性上的

16、优势及其稳定性、操纵性的满足程度；稳定性、操纵性的满足程度；项目开始于项目开始于1994年年2月。月。X-36美国麦道公司美国麦道公司1/27/2023隐身技术37X-47 Pegasus“飞马飞马”1:1模型在模型在 灰丘灰丘 RCS测试场测试场1/27/2023隐身技术38发展背景：发展背景：X-47由由Northrop Grumman公司和公司和美国国防高级研究计划局（美国国防高级研究计划局（DARPA）共同研制，无人驾驶飞机做成箭头形状共同研制，无人驾驶飞机做成箭头形状，飞机长度为，飞机长度为8.37米，翼展为米，翼展为8.34米；米；目的在于验证无尾战斗机在提高飞目的在于验证无尾战斗

17、机在提高飞机敏捷性上的优势及其稳定性、操纵性机敏捷性上的优势及其稳定性、操纵性的 满 足 程 度，展 示的 满 足 程 度，展 示 N o r t h r o p Grumman公司在前沿高科技上的技术公司在前沿高科技上的技术水平以及满足军方对无人作战飞机水平以及满足军方对无人作战飞机“可可支付性支付性”的需求；的需求；X-47已经通过首批试飞，虽然带有已经通过首批试飞，虽然带有实验性质，但它可以为适用于美国空军实验性质，但它可以为适用于美国空军和海军的无人驾驶飞机打下基础；和海军的无人驾驶飞机打下基础；项目开始于项目开始于2000年年7月。月。X-47 Pegasus“飞马飞马”1/27/2

18、023隐身技术39 翼展翼展69英尺，机长英尺，机长15英尺，机高英尺，机高15英尺英尺，发动机，发动机William Rolls Fj44，最大升限，最大升限45000英尺，亚音速，造价英尺，亚音速，造价1000万美元。万美元。“Dark star”无人侦察机无人侦察机洛克希德马丁及波音公司洛克希德马丁及波音公司1/27/2023隐身技术40 翼展翼展2.4米，机长米，机长2.4米，空重米，空重60kg，最大飞行距离，最大飞行距离150Km，亚音速，亚音速0.5马赫。马赫。PETIT隐身验证机隐身验证机法国法国1/27/2023隐身技术41隐身无人机隐身无人机1/27/2023隐身技术421

19、/27/2023隐身技术43YRAH-66 “科曼奇科曼奇”验证机验证机隐身型攻击侦察直升机隐身型攻击侦察直升机1/27/2023隐身技术44测试测试在在F-22的整个隐身计划过程中，共进行了超过的整个隐身计划过程中，共进行了超过10000小时的详细部件小时的详细部件RCS测试以及超过测试以及超过4000小时的全尺寸飞机部件小时的全尺寸飞机部件RCS测试还有在测试还有在2019年年建成的全尺寸整机紧缩场进行的整机建成的全尺寸整机紧缩场进行的整机RCS测试工作，这个工作量是气测试工作，这个工作量是气动力风洞试验量的三分之一，与飞行控制系统测试工作量相当。要完动力风洞试验量的三分之一，与飞行控制系

20、统测试工作量相当。要完成这么大的工作量单必须要有先进的研制手段。成这么大的工作量单必须要有先进的研制手段。10000小时的详细小时的详细部件部件RCS测试测试4000小时的全尺寸小时的全尺寸飞机部件飞机部件RCS测试测试美国国防部美国国防部F-22飞机研制总飞机研制总结报告关于测试的统计数据结报告关于测试的统计数据1/27/2023隐身技术45 1991年秋天就已经在洛克希德年秋天就已经在洛克希德马丁公司开始使用马丁公司开始使用Helendale测试设测试设备进行雷达截面备进行雷达截面(RCS)测量。测量。本计划中所有模型使用的都是全尺寸模型，从以往研发计划中得到的本计划中所有模型使用的都是全

21、尺寸模型，从以往研发计划中得到的经验教训是将缩比模型测试中得到测试结果按比例进行放大时会遇到较经验教训是将缩比模型测试中得到测试结果按比例进行放大时会遇到较大的问题。本测试计划初期进行的是搭建并测试一个全尺寸进气道模型大的问题。本测试计划初期进行的是搭建并测试一个全尺寸进气道模型、接着进行的是全尺寸双发动机尾喷管模型，雷达、接着进行的是全尺寸双发动机尾喷管模型，雷达/雷达罩模型、机翼模雷达罩模型、机翼模型，一个大的带有舱门平板模型、口盖板以及天线测试，以及大量的其型，一个大的带有舱门平板模型、口盖板以及天线测试，以及大量的其它组件的测试。通过使用全尺寸飞机部件模型进行测试极大地降低了计它组件的

22、测试。通过使用全尺寸飞机部件模型进行测试极大地降低了计划过程中的风险。划过程中的风险。EMD测试计划在搭建及测试整个全尺寸测试计划在搭建及测试整个全尺寸EMD模型时达到了顶点，模型时达到了顶点，这个模型高度逼真地模拟了真实的这个模型高度逼真地模拟了真实的F-22飞机。这个模型包括了所有重要飞机。这个模型包括了所有重要特征信号驱动器特征信号驱动器(源源)并且包括了大量的生产部件。这个模型包括了一部并且包括了大量的生产部件。这个模型包括了一部雷达以及雷达罩；天线组件；进气道以及发动机前端面以及前两级、高雷达以及雷达罩；天线组件；进气道以及发动机前端面以及前两级、高度详细的发动机尾喷口模型包括涡轮以

23、及涡轮排气机匣，推力增强装置度详细的发动机尾喷口模型包括涡轮以及涡轮排气机匣，推力增强装置部分以及能够收拢及打开的尾喷口、产品的边缘、装拆及飞行开动活门部分以及能够收拢及打开的尾喷口、产品的边缘、装拆及飞行开动活门、大气数据系统，挡板、密封、导弹发射探测器窗口、挂架拆装口盖、大气数据系统，挡板、密封、导弹发射探测器窗口、挂架拆装口盖、控制面远程控制机构以及发动机组件和各种照明灯等。控制面远程控制机构以及发动机组件和各种照明灯等。1/27/2023隐身技术46F-22“猛禽猛禽”全尺寸测试模全尺寸测试模型型 F-22“猛禽猛禽”全尺寸测试模型在全尺寸测试模型在紧缩场内场进行测量紧缩场内场进行测量

24、-1 F-22“猛禽猛禽”全尺寸测试模型在全尺寸测试模型在紧缩场内场进行测量紧缩场内场进行测量-2 1/27/2023隐身技术47洛克希德洛克希德HELENDALE测试场介绍测试场介绍 洛克希德马丁公司洛克希德马丁公司Helendale航航空电子设备测试场地处美国加利福空电子设备测试场地处美国加利福尼亚州西南部的尼亚州西南部的Mojave沙漠，位沙漠，位于于Helendale以北约以北约5英里，在英里，在Mojave河西侧，占地约河西侧，占地约9平方英里平方英里(超过超过5700英亩英亩)。洛克希德公司洛克希德公司Helendale测试场的开发测试场的开发过程可划分成两个阶段：第一阶段开始过程

25、可划分成两个阶段：第一阶段开始于于1982年，耗资约年，耗资约1500万万2000万美万美元。第一期工程于元。第一期工程于1983年年10月竣工并月竣工并开始投入使用，包括沿着试验航向距离开始投入使用，包括沿着试验航向距离测试综合楼和收发天线阵列测试综合楼和收发天线阵列2500英尺英尺和和5000英尺的相关目标区域的建设。英尺的相关目标区域的建设。从北端看从北端看Helendale测试场测试场 1/27/2023隐身技术48洛克希德洛克希德HELENDALE测试场介绍测试场介绍HelendaleHelendale测试场的第二阶段扩建工程在，始于测试场的第二阶段扩建工程在，始于19851985年

26、并在当年底完成。该项计划主要完成了年并在当年底完成。该项计划主要完成了对对2020号区域的扩建。这个扩建工程将测试距离号区域的扩建。这个扩建工程将测试距离增加到增加到82008200英尺，新增设了一个目标测试位置英尺，新增设了一个目标测试位置并在测试场的末端建筑了一个由结实混凝土构并在测试场的末端建筑了一个由结实混凝土构筑的建筑筑的建筑“上层暗室上层暗室”。Helendale RCS测试场性能测试场性能测试场可以进行从测试场可以进行从120MHz到到18GHz的全部频率，的全部频率，以及以及35GHz点频四个不同极化方式点频四个不同极化方式(HH、VV、HV、VH)的测试的测试。1/27/20

27、23隐身技术49雷达方程雷达方程410min2max)4(BLFkTNSGAPRNet1/27/2023隐身技术50雷达散射截面和探测距离雷达散射截面和探测距离LRCS(m2)L(km)10 100 5 84 1 56 0.1 32 0.01 18 1/27/2023隐身技术51常用雷达波段常用雷达波段频段名称频段名称 频率范围频率范围 中心频率中心频率 波长波长 UHF 300UHF 3001000 MHz 500 MHz 60cm1000 MHz 500 MHz 60cm L L 1000 10002000 MHz 1500 MHz 20cm2000 MHz 1500 MHz 20cm S

28、 S 2000 20004000 MHz 3000 MHz 10cm4000 MHz 3000 MHz 10cm C C 4000 40008000 MHz 6000 MHz 5cm8000 MHz 6000 MHz 5cm X X 8000 800012500MHz 10000MHz 3cm12500MHz 10000MHz 3cm Ku 12.5 Ku 12.518 GHz 15 GHz 2cm18 GHz 15 GHz 2cm K 18 K 1826.5GHz26.5GHz 25 GHz 1.2cm 25 GHz 1.2cm Ka Ka 26.5 26.540 GHz40 GHz 37.

29、5 GHz 0.8cm 37.5 GHz 0.8cm1/27/2023隐身技术52常用雷达波段统计常用雷达波段统计雷达种类雷达种类UHFUHFL LS SC CX XKuKuKa Ka 合计合计(%)(%)陆基对空警戒陆基对空警戒 30 54.830 54.8 84.884.8陆基火控制导陆基火控制导 33.9 16.1 30.6 80.633.9 16.1 30.6 80.6机载预警机载预警33.3 33.3 66.7 66.7 100 100机载火控机载火控 82.1 14.3 3.6 82.1 14.3 3.6 1001001/27/2023隐身技术53极化的概念极化的概念v极化的物理现

30、象：极化的物理现象：v水平极化水平极化-电磁波的电场方向垂直于入射面电磁波的电场方向垂直于入射面v垂直极化垂直极化-电磁波的电场方向处于入射面内电磁波的电场方向处于入射面内 E波导管喇叭口1/27/2023隐身技术54雷达散射截面的定义雷达散射截面的定义 4lim 42射功率目标处单位面积上的入的入射功率接收天线处单位面积上射功率目标处单位面积上的入散射功率目标处单位立体角内的RRisRisWWRWWR224lim4441/27/2023隐身技术55雷达散射截面的定义雷达散射截面的定义2222224lim4limisrRisrRRRHHhEEe22222lim2limisrRisrRRRHHh

31、EEe对于二维情形（无限长柱体），雷达散射截面（量纲是面积）变为散射宽度（量纲是长度）：1/27/2023隐身技术56雷达散射截面曲线图雷达散射截面曲线图1/27/2023隐身技术57雷达散射截面的量纲雷达散射截面的量纲 (dBsm (dBsm）m m2 2 dBsm dBsm 1000 30 1000 30 100 20 100 20 10 10 10 10 1 0 1 0 0.1 -10 0.1 -10 0.01 -20 0.01 -20log10dBsm1/27/2023隐身技术58雷达散射截面和目标体积雷达散射截面和目标体积1/27/2023隐身技术59雷达散射截面的实例雷达散射截面的

32、实例B-52 -150平方米（头向）B-2 -0.03平方米（头向）F-16 -3平方米（头向）幻影2000 -9平方米（头向）F-117 -0.02平方米（头向）F-22 -0.05平方米（头向）序号 名 称 长度 直径 横向 头向 (mm)(mm)RCS(dBsm)RCS(dBsm)1 蓝翅蝗虫 20 4 -30 -40 2 工 蜂 13 6 -40 -45 3 绿头苍蝇 9 3 -46 -50 4 成年鸭子 12磅 -12dBsm1/27/2023隐身技术60Su-27采取隐身措施后，Su-27可提前48秒攻击Su-27采取隐身措施前，F-16可提前14.3秒攻击Su-27F-16Su-

33、27F-16隐身的作用1/27/2023隐身技术61隐身的作用SAM导弹的包线F-22携带激光制导炸弹(JDAM)的最大攻击距离F-15携带激光制导炸弹(JDAM)的最大攻击距离安全区安全区安全区无法逃生区可躲避区发射和脱离区1/27/2023隐身技术62v与自然目标相比相对小与自然目标相比相对小v 大水鸟的大水鸟的RCSRCS为为 0.050.05平方米平方米v F-117 F-117 的的RCSRCS为为 0.020.02平方米（头向平方米（头向）v回波信号和噪声相比小于最小信噪比回波信号和噪声相比小于最小信噪比v合理的突防战术应用合理的突防战术应用v相对小相对小v少带干扰弹少带干扰弹隐身

34、的相对意义隐身的相对意义1/27/2023隐身技术63典型金属几何体及典型金属几何体及电磁散射量级电磁散射量级v方三面角反射器：方三面角反射器：散射最强散射最强 三维宽角三维宽角v直两面角反射器：直两面角反射器：散射次强散射次强 二维宽角二维宽角v平板：平板：散射第三强散射第三强 窄角窄角v圆柱：圆柱：散射第四强散射第四强 二维宽角二维宽角v球：球：散射第五强散射第五强 三维宽角三维宽角v直边缘：直边缘：散射第六强散射第六强 二维宽角二维宽角v直边缘：直边缘：散射第七强散射第七强 三维宽角三维宽角v尖点和表面波：尖点和表面波：散射最弱散射最弱 宽角宽角1/27/2023隐身技术64方三面角反射

35、器方三面角反射器2412aRCS三维宽角强散射aaa1/27/2023隐身技术65直两面角反射起器直两面角反射起器248aRCS 二维宽角强散射aa1/27/2023隐身技术66平板平板-对应于翼面等对应于翼面等244aRCS 一维窄角强散射aa1/27/2023隐身技术67柱面柱面-对应于机身、弹体等对应于机身、弹体等22abRCS 二维宽角强散射ba1/27/2023隐身技术68球球-对应于机体的对应于机体的任何双弯曲部位任何双弯曲部位2aRCS三维宽角强散射a1/27/2023隐身技术69直棱边直棱边-对应于对应于机翼后缘等边缘机翼后缘等边缘2aRCS 二维宽角散射a1/27/2023隐

36、身技术70表面波表面波-对应于对应于多种表面和棱边多种表面和棱边入射波入射波散射波入射波入射波散射波爬行波爬行波行波行波1/27/2023隐身技术71雷达散射截面计算雷达散射截面计算v高频分析法高频分析法v精确分析法精确分析法 a a2EjAjAFHAjFjFAJreRd sFJreRd ssssj k Rsm sj k Rs 1441/27/2023隐身技术72矩量法的应用研究矩量法的应用研究1.基函数和目标建摸上在上在nnnnnnnnnNmnnTrALTrALJJIrJ,2,2)(1 Tn nL n n nh Tn nnnnnnnnnnnnhhhhhhhh三角面元可适应与任意复杂外形目标的

37、网格划分1/27/2023隐身技术732.算法稳定性研究*按按照照NASANASA在在9393年公开的研究报年公开的研究报告编制的三角面元算法是不稳定告编制的三角面元算法是不稳定的，即随着网格的细化，曲线出的，即随着网格的细化，曲线出现不规则的跳跃。现不规则的跳跃。1/27/2023隐身技术743.矩量法和高频混合算法研究 mmnnmsimmmnjkRmnnmssmndsrErWVRerWrJjrJrWjsddsZ4 mnjkRmsssimmmnjkRmnnmssmnRerIrWjsddsdsrErWVRerWrJjrJrWjsddsZmnmmmnnm44已知已知矩量和高频混合算法：1/27/

38、2023隐身技术75有限时域差分法的应用研究有限时域差分法的应用研究1.三维目标的网格划分技术1/27/2023隐身技术762.算法的若干改进1/27/2023隐身技术77RCS减缩策略减缩策略散射源散射源 散射强度散射强度 减缩一个减缩一个 减缩两个减缩两个 减缩全部减缩全部 减缩减缩1/3 减缩减缩2/3 减缩减缩3/3 减减1.8dB 减减4.8dB 减减 dB 座舱座舱雷达舱雷达舱进气道进气道探测距离 100km 90km 76km 0km1/27/2023隐身技术78RCS减缩策略减缩策略散射源散射源 散射强度散射强度 减缩弱源减缩弱源 减缩强源减缩强源 减减1/10 减减9/10

39、减减0.5dB 减减10dB 强散射源强散射源9m2 弱散射源弱散射源1m2可探测距离 100km 97.4km 56km1/27/2023隐身技术79飞机的散射源和散射机理飞机的散射源和散射机理v头向：头向：座舱、雷达舱、进气道座舱、雷达舱、进气道-腔体散射腔体散射v正侧向：机身、立尾正侧向：机身、立尾-镜面反射镜面反射 机翼与机身、立尾与平尾机翼与机身、立尾与平尾-角反射角反射v后向：后向：喷口喷口-腔体散射腔体散射v斜侧向：机翼和平尾前后缘斜侧向：机翼和平尾前后缘-边缘绕射边缘绕射v其它：其它：外挂物散射、缝隙绕射、尖点外挂物散射、缝隙绕射、尖点绕射、绕射、表面波绕射表面波绕射1/27/

40、2023隐身技术80隐身飞机隐身飞机-机身机身用具有弱散射特性的外形代替具有强散射特性的外形1/27/2023隐身技术81隐身飞机隐身飞机-机翼机翼v减小或消除缝隙减小或消除缝隙v机翼活动面和翼梢处整形机翼活动面和翼梢处整形v前后缘采用吸波结构前后缘采用吸波结构v统筹设计前后缘的方向统筹设计前后缘的方向1/27/2023隐身技术82隐身飞机隐身飞机-外挂物外挂物v全埋入机体内（也可以带外挂）全埋入机体内（也可以带外挂）1/27/2023隐身技术83隐身飞机隐身飞机-尾翼尾翼v无立尾无立尾 X-36、Tier3、B-2（飞翼）（飞翼）斜置立尾斜置立尾 F-117A、F-22A、SR-71 1/2

41、7/2023隐身技术84隐身飞机隐身飞机-雷达舱雷达舱v频率选择表面雷达罩频率选择表面雷达罩v雷达天线（不工作时）斜置雷达天线（不工作时）斜置v雷达天线后使用吸波材料雷达天线后使用吸波材料低通滤波器高通滤波器多层结构更好！1/27/2023隐身技术85隐身飞机隐身飞机-座舱座舱v整形整形v光电设计光电设计 水泡形可见光电磁波镀金属膜1/27/2023隐身技术86隐身飞机隐身飞机-进气道的口面进气道的口面v遮挡遮挡v双斜切双斜切 F-22Av锯齿型锯齿型 B-2v吸波网口面吸波网口面 F-117A来流1/27/2023隐身技术87隐身飞机隐身飞机-进气道进气道vS弯弯v双通道双通道v吸波型进气道

42、吸波型进气道 吸波材料进气道中加整流吸波格栅电磁波通道1/27/2023隐身技术88隐身飞机隐身飞机-缝隙和边缘统缝隙和边缘统一安排一安排v散射波峰集中在空散射波峰集中在空 间的少数几个方向上间的少数几个方向上v边缘和缝隙在同一边缘和缝隙在同一 走向上的随机分布走向上的随机分布（包括长短和位置），（包括长短和位置），产生了相互抵消产生了相互抵消的效应的效应1/27/2023隐身技术89吸波材料吸波材料v吸波结构吸波结构v吸波涂料吸波涂料0.25*波长损耗、对消透波蒙皮吸波体1/27/2023隐身技术90雷达散射截面测试雷达散射截面测试v室外测试室外测试v室内测试室内测试1/27/2023隐身技术91反隐身技术概述（反隐身技术概述（1）v采用双采用双/多基地雷达（雷达组网）多基地雷达（雷达组网）反：外形隐身的单站特性1/27/2023隐身技术92反隐身技术概述（反隐身技术概述（2）v先进的米波雷达先进的米波雷达反：外形隐身的高频特性1/27/2023隐身技术93反隐身技术概述（反隐身技术概述（3）v超宽带雷达超宽带雷达频率选择表面反：频率选择表面、吸波网格、吸波 涂料等的窄带特性1/27/2023隐身技术94 谢 谢！