隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

序言

一说到隐形战斗机,大家都会说很牛叉。

具体有多牛叉?估计很多人也说不出来。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

首先呢,小鲸我先给大家科普下。

隐形战机并不是真的看不见或者是物理上的绝对隐身,而是通过运用多种隐形技术,降低了飞行时的信号和可探测性。

这样就不容易被雷达发现、识别和跟踪,从而达到隐身的效果。

那么它是怎么做到隐形的呢?


隐身技术

毕竟咱们要知其然,也要知其所以然嘛!

我从三个方面分别跟大家聊聊啊。

第一个是外形设计。

第二个是机身吸波材料。

第三个是特殊部位的隐身处理技术。

我们知道,雷达之所以能发现目标,是因为雷达发出一束电磁波后,遇到目标后电磁波能够反射回来。然后可以通过一系列公式计算,电脑就可以立刻得出目标的距离以及方位等信息。

所以既然雷达要发现目标,就要收到反射波。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

那就给咱们一个启发,如果让雷达接收不到这反射波,那雷达不就变成了瞎子么?

那怎么做呢?

业界有这么几种方法。

第一种就是让这电磁波直接穿透战斗机不发生反射,也就是说把雷达反射面积做到越小就可以了。

所以呢,设计师在设计战斗机的时候,就会在外形方面考虑,如何设计才会更好。

比如人类第一款"隐身"战斗机-美国的F-117,它全身上下找不出一个曲面。机身的下表面与上表面,是由许多块小平面组成三角面锥体。这样做的好处,是可以折射雷达波。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

尤其是它的尾翼更是特别,像一条金鱼的尾巴,后掠角很高。

并且在设计机身多面体时,将平面与垂直面的夹角大于30度,这样就避开了雷达波的扫描范围,大大降低了雷达散射截面,使雷达发出的电磁波不能有效捕捉到目标。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

第二种就是把雷达发射来的电磁波吸收掉,也就是机身涂层要使用特殊的吸波材料。

吸波材料的种类比较多,小鲸我把它们主要可分为两种,一种是共振雷达吸波材料。

使用这种材料的涂层厚度与雷达波的波长一致的话,那么它就可以吸收几乎所有的特定频率的信号。可以说一旦有效的话,效率非常高。

另一种是非共振磁性雷达吸波材料。它是以磁性材料为基础,专门为吸收某一频率的雷达波而设计的。

比如美国的F22战斗机,它采用的是氧化镓与银复合“高贵”胭脂。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

虽然吸波能力强,但是它不仅有剧毒,伺候也极为麻烦,必须待在呆恒温恒湿后宫里面,而且侍女一大堆,不常出门,还经常起泡脱落。

可以说风光一小时,补妆一整天。

反观中国的歼20战斗机呢,它采用超材料隐身涂料。

啥是超材料?

其实呢,它是一种人工制造的先进材料。据报道,这种超材料是由位于南京的一个国家重点实验室的研究小组设计和开发的。

这种材料能够改变无线电波从其表面"撞击"时反弹的方式,并产生一个幻像或使雷达回波最小化。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

比如它可以让敌方射来的电磁波向一个指定的角度反射,甚至可以做到让电磁波在它的表面爬行而不反射,从而实现比传统隐身材料高出上百倍的隐身能力。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

说大白话,就是把雷达发射来的电磁波,让它有来无回。

同时歼20还用到了涂层通电等离子技术,能对所有波段雷达和红外探测隐身。隐身效率更高,稳定性也好,维护费用大大降低,并且可以大批量装备。


其他部分隐身技术

由于战斗机的构造十分复杂,因此还存在一些很难隐身的地方,比如雷达天线罩、飞行员座舱、发动机的进气道和尾喷口等等,所以还要对这些特殊部位也要进行隐身处理。

那怎么做的呢?

比如在设计雷达罩时,会使用一种具有频率选择功能的人工电磁结构,可以传递自身的雷达波信号,同时能阻挡其他雷达的探测信号。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

飞行员座舱方面,可以使用有机玻璃,每块玻璃上面都有金属镀膜,这样可以吸收和截断雷达波,从而实现座舱的隐身效果。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

进气道和尾喷口方面,可以设计一些形状。

比如美国的F-117战斗机的进气道口就是菱形,同时覆盖有吸波格栅。这种格栅由玻璃纤维制造,可避免雷达波进入进气道同时,也不会折射到其他地方形成强反射,并且进气道的内壁也涂有吸波材料。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

在尾喷口的处理上,F-117采用平行尾喷口设计,用12块隔板进行分割,可以阻挡后方雷达波进入。


感悟

最后小鲸想说:

战斗机是国家天空的守护者,同时也是国家空军实力的重要体现,而隐身战斗机又是最先进的战斗机。

如何让它隐身性更好,不容易被对方的雷达所侦测到,这其中涉及到很多东西。需要建立数学模型,进行大量的理论计算,并且还要进行无数次的风洞试验。

隐身战斗机是如何实现隐身的?详解隐身技术原理

至于隐身材料更是涉及到一个国家的整体材料工业、化学工业技术综合实力。

所以总结一句话就是:

隐身战斗机的隐身设计,绝非看看别人的外形就能设计出来。如果没有强大的航空工业,根本不可能奢谈设计隐身战机。

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页面更新:2024-04-23

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