隱身戰鬥機是如何實現隱身的?詳解隱身技術原理!

2021-01-15 52赫茲實驗室

序言

一說到隱形戰鬥機,大家都會說很牛叉。

具體有多牛叉?估計很多人也說不出來。

首先呢,小鯨我先給大家科普下。

隱形戰機並不是真的看不見或者是物理上的絕對隱身,而是通過運用多種隱形技術,降低了飛行時的信號和可探測性。

這樣就不容易被雷達發現、識別和跟蹤,從而達到隱身的效果。

那麼它是怎麼做到隱形的呢?

隱身技術

畢竟咱們要知其然,也要知其所以然嘛!

我從三個方面分別跟大家聊聊啊。

第一個是外形設計。

第二個是機身吸波材料。

第三個是特殊部位的隱身處理技術。

我們知道,雷達之所以能發現目標,是因為雷達發出一束電磁波後,遇到目標後電磁波能夠反射回來。然後可以通過一系列公式計算,電腦就可以立刻得出目標的距離以及方位等信息。

所以既然雷達要發現目標,就要收到反射波。

那就給咱們一個啟發,如果讓雷達接收不到這反射波,那雷達不就變成了瞎子麼?

那怎麼做呢?

業界有這麼幾種方法。

第一種就是讓這電磁波直接穿透戰鬥機不發生反射,也就是說把雷達反射面積做到越小就可以了。

所以呢,設計師在設計戰鬥機的時候,就會在外形方面考慮,如何設計才會更好。

比如人類第一款"隱身"戰鬥機-美國的F-117,它全身上下找不出一個曲面。機身的下表面與上表面,是由許多塊小平面組成三角面錐體。這樣做的好處,是可以折射雷達波。

尤其是它的尾翼更是特別,像一條金魚的尾巴,後掠角很高。

並且在設計機身多面體時,將平面與垂直面的夾角大於30度,這樣就避開了雷達波的掃描範圍,大大降低了雷達散射截面,使雷達發出的電磁波不能有效捕捉到目標。

第二種就是把雷達發射來的電磁波吸收掉,也就是機身塗層要使用特殊的吸波材料。

吸波材料的種類比較多,小鯨我把它們主要可分為兩種,一種是共振雷達吸波材料。

使用這種材料的塗層厚度與雷達波的波長一致的話,那麼它就可以吸收幾乎所有的特定頻率的信號。可以說一旦有效的話,效率非常高。

另一種是非共振磁性雷達吸波材料。它是以磁性材料為基礎,專門為吸收某一頻率的雷達波而設計的。

比如美國的F22戰鬥機,它採用的是氧化鎵與銀複合「高貴」胭脂。

雖然吸波能力強,但是它不僅有劇毒,伺候也極為麻煩,必須待在呆恆溫恆溼後宮裡面,而且侍女一大堆,不常出門,還經常起泡脫落。

可以說風光一小時,補妝一整天。

反觀中國的殲20戰鬥機呢,它採用超材料隱身塗料。

啥是超材料?

其實呢,它是一種人工製造的先進材料。據報導,這種超材料是由位於南京的一個國家重點實驗室的研究小組設計和開發的。

這種材料能夠改變無線電波從其表面"撞擊"時反彈的方式,並產生一個幻像或使雷達回波最小化。

比如它可以讓敵方射來的電磁波向一個指定的角度反射,甚至可以做到讓電磁波在它的表面爬行而不反射,從而實現比傳統隱身材料高出上百倍的隱身能力。

說大白話,就是把雷達發射來的電磁波,讓它有來無回。

同時殲20還用到了塗層通電等離子技術,能對所有波段雷達和紅外探測隱身。隱身效率更高,穩定性也好,維護費用大大降低,並且可以大批量裝備。

其他部分隱身技術

由於戰鬥機的構造十分複雜,因此還存在一些很難隱身的地方,比如雷達天線罩、飛行員座艙、發動機的進氣道和尾噴口等等,所以還要對這些特殊部位也要進行隱身處理。

那怎麼做的呢?

比如在設計雷達罩時,會使用一種具有頻率選擇功能的人工電磁結構,可以傳遞自身的雷達波信號,同時能阻擋其他雷達的探測信號。

飛行員座艙方面,可以使用有機玻璃,每塊玻璃上面都有金屬鍍膜,這樣可以吸收和截斷雷達波,從而實現座艙的隱身效果。

進氣道和尾噴口方面,可以設計一些形狀。

比如美國的F-117戰鬥機的進氣道口就是菱形,同時覆蓋有吸波格柵。這種格柵由玻璃纖維製造,可避免雷達波進入進氣道同時,也不會折射到其他地方形成強反射,並且進氣道的內壁也塗有吸波材料。

在尾噴口的處理上,F-117採用平行尾噴口設計,用12塊隔板進行分割,可以阻擋後方雷達波進入。

感悟

最後小鯨想說:

戰鬥機是國家天空的守護者,同時也是國家空軍實力的重要體現,而隱身戰鬥機又是最先進的戰鬥機。

如何讓它隱身性更好,不容易被對方的雷達所偵測到,這其中涉及到很多東西。需要建立數學模型,進行大量的理論計算,並且還要進行無數次的風洞試驗。

至於隱身材料更是涉及到一個國家的整體材料工業、化學工業技術綜合實力。

所以總結一句話就是:

隱身戰鬥機的隱身設計,絕非看看別人的外形就能設計出來。如果沒有強大的航空工業,根本不可能奢談設計隱身戰機。

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