等離子體隱身

1、什么是等離子體隱身技術(shù)？隱身技術(shù)是陸、海、空、天、電磁五位一體戰(zhàn)爭中最重要、最有效的突防戰(zhàn)術(shù)技術(shù)措施之一。其中等離子體技術(shù)作為一種新型的隱身技術(shù)，在隱身方面將會發(fā)揮重要作用。等離子體隱身技術(shù)是指產(chǎn)生并利用在飛機、艦船等武器裝備表面形成的等離子云來實現(xiàn)規(guī)避電磁波探測的一種隱身技術(shù)，它主要是利用噴射等離子體氣流，致使飛行器周圍環(huán)繞等離子云，同時利用等離子體與雷達波的相互作用，從而吸收雷達波、衰減反射信號，實現(xiàn)隱身。與目前廣泛應(yīng)用的隱身技術(shù)相比，等離子體隱身技術(shù)在軍事上具有極高的潛在應(yīng)用價值，將成為隱身技術(shù)發(fā)展新的突破方向。什么是等離子體所謂等離子體，是指包含有自由電子、離子和中性粒子整體呈現(xiàn)準(zhǔn)電中

2、性的物質(zhì)的體系。它既不同于固體和液體，又跟普通氣體的性質(zhì)有本質(zhì)上的區(qū)別，是物質(zhì)的另一種全新的聚集態(tài)，即物質(zhì)的第四態(tài)（等離子體）。等離子體的分類一般情況下，把等離子體分為低溫等離子體和高溫等離子體。通常把電離度小于0.1%的氣體稱為弱電離氣體，把此氣體電離后的物質(zhì)也叫低溫等離子體。把電離度大于0.1%的氣體稱為完全電離氣體，把此氣體電離后的物質(zhì)物質(zhì)叫高溫等離子體。低溫等離子體中電子和分子或原子類粒子具有不同的溫度，其中電子溫度可達10000K以上，而其分子和中性類粒子的溫度可低至300K500K，從而使得整體溫度較低，故稱為低溫等離子體。等離子體的產(chǎn)生光和射線照射輝光放電，電暈放電燃燒氣體放電沖

3、擊波法等離子體的應(yīng)用等離子體冶煉等離子體噴涂等離子體焊接隱身技術(shù)隱形技術(shù)是傳統(tǒng)偽裝技術(shù)的一種應(yīng)用和延伸，它的出現(xiàn)，使偽裝技術(shù)由防御性走向了進攻，有消極被動變成了積極主動，增強部隊的生存能力，提高對敵人的威脅力。隱身技術(shù)包括雷達隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)、電子隱身技術(shù)、可見光隱身技術(shù)、聲波隱身技術(shù)、電磁隱身技術(shù)等，由于現(xiàn)代防空體系中最為重要、使用最廣、發(fā)展最快的探測器是雷達，因此，雷達隱身技術(shù)成為最主要的隱身技術(shù)。雷達隱身技術(shù)的核心就是降低目標(biāo)的雷達散射截面積（RCS）。目前可采取的RCS減縮手段主要包括外形隱身技術(shù)、材料隱身技術(shù)及對消技術(shù)和等離子體隱身技術(shù)。隱身技術(shù)的實現(xiàn)外形隱身技術(shù)材料隱身技術(shù)對

4、消技術(shù)等離子體隱身技術(shù)應(yīng)用仿生技術(shù)實驗證明，海鷗雖與燕八哥的形體大小相近，但海鷗的雷達反射截面積比燕八哥的大200倍。蜜蜂的體積小于麻雀，但它的雷達截面反而比麻雀大16倍。有關(guān)科學(xué)家們正在研究這些現(xiàn)象，試圖采用仿生技術(shù)，尋求新的隱身技術(shù)。應(yīng)用“微波傳播指示”技術(shù)這種技術(shù)是利用計算機預(yù)測雷達波在大氣中的傳播情況。隱身技術(shù)的應(yīng)用美國的隱形兵器發(fā)展較快，居世界領(lǐng)先地位。它的F-117A、B-2、F-22等隱形飛機代表當(dāng)今世界隱形兵器的先進水平。F-117A隱形攻擊機已投入實戰(zhàn)，在局部戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用。第一架B-2隱形轟炸機已于1993年12月開始服役，空軍轟炸機聯(lián)隊裝備的B-2隱形轟炸機有6架已

5、具備初始作戰(zhàn)能力。俄羅斯也不甘落后，它已開始研制隱形的輕型多用途第5代戰(zhàn)斗機（LFI）和S-54戰(zhàn)斗機，與美國的JSF相當(dāng)，預(yù)計在本世紀(jì)末前研制成功；米高揚設(shè)計局正在研制一種中型隱形戰(zhàn)斗機“米格-35”；蘇霍伊設(shè)計局的S-32隱身戰(zhàn)斗機的驗證機已于1997年9月25日首飛成功；俄空軍還正在研制一種與美空軍B-2轟炸機相似的新型隱形戰(zhàn)略轟炸機；俄羅斯的隱形軍艦令人矚目，已有4艘交付使用除美、俄外，英、法、德、日和瑞典等國都在積極發(fā)展隱形兵器等離子體隱身技術(shù)原理等離子體是不同于空氣的另一種媒質(zhì)，對電磁波的傳播有很大的影響。在一定條件下，等離子體能夠反射電磁波；在另一條件下，又能吸收電磁波并能改變電

6、磁波的傳播方向。此外，它還能造成射頻信號頻譜離散和假調(diào)制。以上因素，使等離子體成為新型電子干擾和隱身物質(zhì)。等離子體隱身的關(guān)鍵技術(shù)等離子體隱身的關(guān)鍵技術(shù)歸納為：等離子體發(fā)生器的研制，包括等離子體產(chǎn)生及控制技術(shù)，關(guān)鍵在于設(shè)計一種易于產(chǎn)生、易于控制的等離子體產(chǎn)生器，且能適應(yīng)各種武器的要求；等離子體與電磁波相互作用的理論研究（如等離子體參數(shù)的選擇）；等離子體的診斷技術(shù)；RCS 的理論計算方法研究；等離子體發(fā)生器與飛行器兼容性理論計算和實驗研究；有關(guān)等離子體氣動光學(xué)效應(yīng)和通信中斷等問題的研究；等離子體發(fā)生器與飛行器一體化設(shè)計和研制。等離子體隱身技術(shù)的特點等離子體隱身技術(shù)的優(yōu)點吸波頻帶寬、吸收率高、隱身效

7、果好、使用簡便、使用時間長、價格極其便宜等離子體隱身技術(shù)的缺點產(chǎn)生等離子體并維持一定的電子密度和范圍需要消耗能量，飛機利用其隱身會減小作戰(zhàn)半徑。產(chǎn)生等離子體需要分子原子作為電離對象，這給在真空中飛行的衛(wèi)星和戰(zhàn)略導(dǎo)彈利用等離子體隱身造成了困難。飛行器在較低高度飛行時等離子體隱身效果較差，這是由于高度低、空氣密度大，其復(fù)合速率大所造成的。飛行器所用的等離子體在吸收對方雷達波的同時，對其本身的通信、導(dǎo)航、雷達和敵我識別信號的傳輸都能造成衰減，甚至中斷等離子體隱身技術(shù)的應(yīng)用用于彈道導(dǎo)彈中段隱身利用等離子體實現(xiàn)彈頭隱身在彈頭的表面粘貼放射性同位素涂層，并利用充有特殊氣體的橢圓形氣囊將彈頭前部包裹起來，這

8、樣可利用同位素射線來電離氣囊內(nèi)的氣體形成等離子體。用于飛機隱身飛機的等離子體隱身技術(shù)是目前等離子體隱身應(yīng)用研究最熱門的方面，世界各軍事大國均為此投入了大量的人力物力，并已經(jīng)取得了一定的成果，甚至開始轉(zhuǎn)入實用化階段。各國等離子體隱身技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀俄羅斯美國法國澳大利亞俄羅斯對等離子體隱身技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì)60 年代20 世紀(jì) 7080 年代，隨著等離子體技術(shù)應(yīng)用范圍的擴大和美國隱身飛機的問世，進一步刺激了俄羅斯在等離子體隱身技術(shù)方面的研制，開始了等離子體實驗，重點是研究等離子體在高空超聲速飛行器上的潛在應(yīng)用。1999 年初，俄羅斯克爾德什研究中心開發(fā)出第 1 代等離子體發(fā)生片和第 2 代

9、等離子體發(fā)生器，并在飛機試驗中獲得了成功。此后俄羅斯開始研制第 3代等離子體隱身系統(tǒng)，該隱身系統(tǒng)可利用飛行器周圍的靜電能量來減小飛行器的雷達反射截面積。美國20 世紀(jì) 90 年代初，美國休斯實驗室也進行了等離子體隱身技術(shù)的實驗。1997 年，美國海軍委托田納西大學(xué)等單位研究等離子隱身天線。該天線是將等離子體放電管作為天線元件，當(dāng)放電管通電時就成為導(dǎo)體，能發(fā)射和接收無線電信號，斷電時便成為絕緣體，基本不反射敵探測信號。美國田納西大學(xué)等離子體實驗室還證實飛機表面的等離子體可以使飛行阻力大大降低，這足以說明等離子體技術(shù)應(yīng)用的潛在價值。法國法國航空航天研究院(ONERA)將等離子作為主動隱身技術(shù)的一部

10、分進行研究，已從 2003 年初開始進行工作。等離子作為高度電離的氣體可與射線頻率能相互作用，包括可以吸收其能量，是一種有效的提供隱身的方法。ONERA 正在考慮在飛機機體周圍以及閉合腔體（如飛機雷達罩）內(nèi)產(chǎn)生等離子體來對無線電頻率能量亮點進行偽裝。澳大利亞澳大利亞國立大學(xué)研制了一種等離子體無線電隱身天線。該天線外觀像長形日光燈管，管內(nèi)密封有惰性氣體，管狀外殼采用耐沖擊性玻璃，底部裝有一個金屬電極。與常規(guī)天線相比,省去了大部分金屬材料，因而在戰(zhàn)場環(huán)境下不易被敵方雷達探測到。澳大利亞的其它一些單位還在研究等離子體天線噪聲特性，有實驗表明，用等離子體發(fā)射HF和VHF信號效果良好，其基帶噪聲不高，可

11、以預(yù)先設(shè)定輻射方向圖。澳大利亞認(rèn)為等離子體天線可應(yīng)用于雷達系統(tǒng)、電子對抗、軍用通信、艦載通信、移動通信及計算機局域網(wǎng)等。等離子體隱身技術(shù)的前景由于等離子體隱身的特點，它可以不涉及飛行器本身的空氣動力系統(tǒng)，在不影響被保護飛行器技術(shù)性能的同時，能夠降低飛行器的被發(fā)現(xiàn)概率，而且價格相當(dāng)便宜，能夠廣泛用于各類作戰(zhàn)飛機、導(dǎo)彈彈頭和衛(wèi)星的隱身。隨著等離子體隱身技術(shù)的發(fā)展，作為未來隱身技術(shù)發(fā)展的一個新的突破方向，必將成為世界各軍事強國競相研究和發(fā)展的重點，對未來的高技術(shù)戰(zhàn)爭、導(dǎo)彈突防技術(shù)和導(dǎo)彈、飛機等武器系統(tǒng)的發(fā)展和作戰(zhàn)模式產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響?？?結(jié)等離子體隱身技術(shù)是隨著等離子體物理學(xué)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，雖說只有短短幾十年的歷史，卻發(fā)揮著越來越廣泛的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，等離子體隱身技術(shù)的應(yīng)用為武器裝備的隱身帶來了突破性的革命，它不僅可以應(yīng)用于各種武器平臺的雷達隱身