飛行器隱身技術(shù)

1、2021-12-16隱身技術(shù)1 -雷達(dá)散射截面控制 武武 哲哲航空科學(xué)與工程學(xué)院航空科學(xué)與工程學(xué)院2021-12-16隱身技術(shù)2飛行器隱身技術(shù)飛行器隱身技術(shù)v關(guān)于隱身概念關(guān)于隱身概念v關(guān)于雷達(dá)探測(cè)的幾個(gè)基本概念關(guān)于雷達(dá)探測(cè)的幾個(gè)基本概念v關(guān)于雷達(dá)散射截面的定義和基本概念關(guān)于雷達(dá)散射截面的定義和基本概念v隱身飛機(jī)和隱身技術(shù)綜述隱身飛機(jī)和隱身技術(shù)綜述v飛機(jī)的散射源和散射機(jī)理飛機(jī)的散射源和散射機(jī)理v雷達(dá)散射截面的減縮策略雷達(dá)散射截面的減縮策略v隱身關(guān)鍵技術(shù)隱身關(guān)鍵技術(shù)v反隱身關(guān)鍵技術(shù)概述反隱身關(guān)鍵技術(shù)概述2021-12-16隱身技術(shù)3隱身技術(shù)的廣義范疇隱身技術(shù)的廣義范疇v光隱身光隱身v熱隱身熱隱身v

2、聲隱身聲隱身v電隱身2021-12-16隱身技術(shù)4可見(jiàn)光控制可見(jiàn)光控制-迷彩偽裝迷彩偽裝v降低目標(biāo)和背景的可見(jiàn)光反差降低目標(biāo)和背景的可見(jiàn)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見(jiàn)向上看不清2021-12-16隱身技術(shù)5紅外抑制紅外抑制-吸熱冷卻裝置吸熱冷卻裝置v降低目標(biāo)和背景的熱輻射反差降低目標(biāo)和背景的熱輻射反差v分形技術(shù)分形技術(shù)I like thisn35微米的噴流熱輻射抑制n8-12微米的分形技術(shù)2021-12-16隱身技術(shù)6夜間拍攝的紅外圖象夜間拍攝的紅外圖象2021-12-16隱身技術(shù)7噪聲控制噪聲控制v直升機(jī)的噪聲控制問(wèn)題直升機(jī)的噪聲控制問(wèn)題v低空低速無(wú)人機(jī)的噪聲控制

3、問(wèn)題低空低速無(wú)人機(jī)的噪聲控制問(wèn)題v潛艇的的噪聲控制問(wèn)題潛艇的的噪聲控制問(wèn)題螺旋槳螺旋槳泵噴泵噴浮筏技術(shù)浮筏技術(shù)管道消聲管道消聲消聲瓦技術(shù)消聲瓦技術(shù)外形外形2021-12-16隱身技術(shù)8雷達(dá)截面控制雷達(dá)截面控制低可探測(cè)技術(shù)2021-12-16隱身技術(shù)9雷達(dá)站雷達(dá)站2021-12-16隱身技術(shù)10雷達(dá)監(jiān)視屏雷達(dá)監(jiān)視屏2021-12-16隱身技術(shù)11預(yù)警機(jī)：預(yù)警機(jī)：E-3C2021-12-16隱身技術(shù)12預(yù)警機(jī)：預(yù)警機(jī)：E-3C2021-12-16隱身技術(shù)13E-2C鷹眼鷹眼2021-12-16隱身技術(shù)14鷹眼的雷達(dá)圖鷹眼的雷達(dá)圖2021-12-16隱身技術(shù)15電子干擾電子干擾-也是廣義上的一種隱身

4、也是廣義上的一種隱身2021-12-16隱身技術(shù)16電子干擾機(jī)：電子干擾機(jī)：ALQ99E2021-12-16隱身技術(shù)17 隱身飛機(jī)的產(chǎn)生隱身飛機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展是國(guó)際政治格和發(fā)展是國(guó)際政治格局的變化、飛機(jī)作戰(zhàn)局的變化、飛機(jī)作戰(zhàn)環(huán)境的變化環(huán)境的變化( (尤其是尤其是雷達(dá)和電子戰(zhàn)技術(shù)的雷達(dá)和電子戰(zhàn)技術(shù)的爆炸性發(fā)展爆炸性發(fā)展) )及隱身及隱身技術(shù)的進(jìn)步等多種因技術(shù)的進(jìn)步等多種因素綜合的結(jié)果。素綜合的結(jié)果。 隱身飛機(jī)隱身飛機(jī)2021-12-16隱身技術(shù)18 從二十世紀(jì)六十年代開(kāi)始，由于隱身概念的引入從二十世紀(jì)六十年代開(kāi)始，由于隱身概念的引入和逐漸發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)的航空器的設(shè)計(jì)、制造和使用均帶和逐漸發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)的航

5、空器的設(shè)計(jì)、制造和使用均帶來(lái)了巨大的變革。由于傳統(tǒng)的隱身飛機(jī)如來(lái)了巨大的變革。由于傳統(tǒng)的隱身飛機(jī)如F-117和和B-2過(guò)分強(qiáng)調(diào)低可見(jiàn)性而忽略了可負(fù)擔(dān)性，從而造成飛機(jī)過(guò)分強(qiáng)調(diào)低可見(jiàn)性而忽略了可負(fù)擔(dān)性，從而造成飛機(jī)的使用和維護(hù)費(fèi)用過(guò)高，降低了飛機(jī)的使用效率。從的使用和維護(hù)費(fèi)用過(guò)高，降低了飛機(jī)的使用效率。從以以F-22為代表的第四代和為代表的第四代和X-45為代表的第五代隱身航為代表的第五代隱身航空器，通過(guò)提高隱身設(shè)計(jì)技術(shù)水平，在隱身與飛機(jī)性空器，通過(guò)提高隱身設(shè)計(jì)技術(shù)水平，在隱身與飛機(jī)性能、可負(fù)擔(dān)性等其它重要性能之間取得了最佳的折衷能、可負(fù)擔(dān)性等其它重要性能之間取得了最佳的折衷。 隱身飛機(jī)的發(fā)展隱身

6、飛機(jī)的發(fā)展2021-12-16隱身技術(shù)19隱身性能的重要意義：隱身性能的重要意義：降低飛機(jī)的降低飛機(jī)的RCS可以在兩個(gè)方面降低飛機(jī)的敏感性可以在兩個(gè)方面降低飛機(jī)的敏感性1) 可以降低飛機(jī)被發(fā)現(xiàn)概率、被跟蹤概率以及被導(dǎo)可以降低飛機(jī)被發(fā)現(xiàn)概率、被跟蹤概率以及被導(dǎo)彈等成功發(fā)射、制導(dǎo)并擊中的概率；彈等成功發(fā)射、制導(dǎo)并擊中的概率；2) 可降低有源干擾裝置所需要的干擾機(jī)功率及無(wú)源可降低有源干擾裝置所需要的干擾機(jī)功率及無(wú)源干擾機(jī)所需要箔條重量、紅外干擾彈的重量，從而干擾機(jī)所需要箔條重量、紅外干擾彈的重量，從而大大提高飛機(jī)的生存力。大大提高飛機(jī)的生存力。 國(guó)外隱身航空器的發(fā)展與現(xiàn)狀國(guó)外隱身航空器的發(fā)展與現(xiàn)狀2

7、021-12-16隱身技術(shù)20 從從SR71為代表的第二代飛機(jī)開(kāi)始，隱身就為代表的第二代飛機(jī)開(kāi)始，隱身就作為關(guān)鍵技術(shù)被引入到飛機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中。隨著作為關(guān)鍵技術(shù)被引入到飛機(jī)設(shè)計(jì)當(dāng)中。隨著飛機(jī)發(fā)展到第五代，對(duì)隱身技術(shù)的認(rèn)識(shí)也走飛機(jī)發(fā)展到第五代，對(duì)隱身技術(shù)的認(rèn)識(shí)也走過(guò)了一個(gè)不斷深化發(fā)展的過(guò)程，隱身技術(shù)在過(guò)了一個(gè)不斷深化發(fā)展的過(guò)程，隱身技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用也有了四次大的飛越。飛機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用也有了四次大的飛越。 這四次技術(shù)飛越的代表性飛機(jī)為：這四次技術(shù)飛越的代表性飛機(jī)為： SR71黑鳥(niǎo)黑鳥(niǎo)(第二代飛機(jī)第二代飛機(jī))F117、B2(第第三代飛機(jī)三代飛機(jī))F-22、F-35(第四代飛機(jī)第四代飛機(jī))X-36、X

8、-45、X-47(第五代飛機(jī)第五代飛機(jī))，另外還包括捕，另外還包括捕食鳥(niǎo)這樣的隱身技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。食鳥(niǎo)這樣的隱身技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。 2021-12-16隱身技術(shù)21SR-71F-117B-2F-22F-35X-36捕食鳥(niǎo)捕食鳥(niǎo)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隱身性能初具隱身性能強(qiáng)調(diào)隱身萬(wàn)能，犧牲其它性能強(qiáng)調(diào)隱身萬(wàn)能，犧牲其它性能隱身與飛機(jī)性能、可隱身與飛機(jī)性能、可負(fù)擔(dān)性等取得折衷負(fù)擔(dān)性等取得折衷 四次技術(shù)飛越四次技術(shù)飛越2021-12-16隱身技術(shù)22發(fā)展背景：發(fā)展背景： 冷戰(zhàn)時(shí)期；冷戰(zhàn)時(shí)期； 美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需要一種偵察機(jī)對(duì)要一

9、種偵察機(jī)對(duì)“華約華約”國(guó)家進(jìn)行戰(zhàn)略戰(zhàn)役偵察；國(guó)家進(jìn)行戰(zhàn)略戰(zhàn)役偵察； 對(duì)隱身技術(shù)的認(rèn)識(shí)對(duì)隱身技術(shù)的認(rèn)識(shí)還屬于初級(jí)階段，飛機(jī)還屬于初級(jí)階段，飛機(jī)的隱身還處于次要地位，的隱身還處于次要地位，主要依靠高空高速來(lái)獲主要依靠高空高速來(lái)獲得高的生存力；得高的生存力； 前向角域前向角域60RCS 1m2以上以上SR-71飛機(jī)飛機(jī)2021-12-16隱身技術(shù)23SR-71飛機(jī)飛機(jī)2021-12-16隱身技術(shù)24 F117 洛克希德洛克希德 2021-12-16隱身技術(shù)25發(fā)展背景：發(fā)展背景： 冷戰(zhàn)后期；冷戰(zhàn)后期； 美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需要一種可以不依靠其它飛機(jī)支援就可以美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需要一種可以不依靠其它飛機(jī)支援就可

10、以遂行作戰(zhàn)任務(wù)的隱身飛機(jī)，以達(dá)到對(duì)敵方戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)進(jìn)行突遂行作戰(zhàn)任務(wù)的隱身飛機(jī)，以達(dá)到對(duì)敵方戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)進(jìn)行突然精確打擊的目標(biāo)；然精確打擊的目標(biāo)； 該戰(zhàn)略造成過(guò)分突出和迷信隱身性能，使用特殊的飛機(jī)外該戰(zhàn)略造成過(guò)分突出和迷信隱身性能，使用特殊的飛機(jī)外形和全面使用吸波材料，犧牲了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性等其它綜合性能形和全面使用吸波材料，犧牲了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性等其它綜合性能。 隱身技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，有工程化的隱身氣動(dòng)設(shè)計(jì)工具和吸隱身技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，有工程化的隱身氣動(dòng)設(shè)計(jì)工具和吸波材料供使用；波材料供使用； 主要針對(duì)雷達(dá)波隱身，對(duì)紅外和可見(jiàn)光隱身的考慮只占很主要針對(duì)雷達(dá)波隱身，對(duì)紅外和可見(jiàn)光隱身的考慮只占很小的比例。

11、小的比例。F117 洛克希德洛克希德 2021-12-16隱身技術(shù)26B22021-12-16隱身技術(shù)27B2全尺寸模型外場(chǎng)全尺寸模型外場(chǎng)RCS測(cè)試測(cè)試2021-12-16隱身技術(shù)28B-2飛機(jī)專用恒溫機(jī)庫(kù)飛機(jī)專用恒溫機(jī)庫(kù)2021-12-16隱身技術(shù)29F-22飛機(jī)飛機(jī)洛克希德馬丁洛克希德馬丁2021-12-16隱身技術(shù)30發(fā)展背景：發(fā)展背景： 冷戰(zhàn)后期，美國(guó)成為世界冷戰(zhàn)后期，美國(guó)成為世界唯一超級(jí)大國(guó)，對(duì)國(guó)際事物唯一超級(jí)大國(guó)，對(duì)國(guó)際事物進(jìn)行進(jìn)行“積極干涉積極干涉”；美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需要一種美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略需要一種可以在可以在21世紀(jì)前三十年具有世紀(jì)前三十年具有絕對(duì)制空優(yōu)勢(shì)的先進(jìn)隱身戰(zhàn)絕對(duì)制空優(yōu)勢(shì)的

12、先進(jìn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)，可以不依靠其它飛機(jī)斗機(jī)，可以不依靠其它飛機(jī)支援遂行作戰(zhàn)任務(wù)，以達(dá)到支援遂行作戰(zhàn)任務(wù)，以達(dá)到對(duì)敵方戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)進(jìn)行突對(duì)敵方戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)進(jìn)行突然精確打擊的目標(biāo)和取得空然精確打擊的目標(biāo)和取得空中優(yōu)勢(shì)；中優(yōu)勢(shì)； 武器裝載性能武器裝載性能 F-22飛機(jī)飛機(jī)洛克希德馬丁洛克希德馬丁2021-12-16隱身技術(shù)31發(fā)展背景：發(fā)展背景： 與與F-22飛機(jī)進(jìn)行飛機(jī)進(jìn)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； 不尋求隱身性能的突破，而是把重不尋求隱身性能的突破，而是把重點(diǎn)放在減少生產(chǎn)和維護(hù)費(fèi)用；點(diǎn)放在減少生產(chǎn)和維護(hù)費(fèi)用； 主要技術(shù)要求放在進(jìn)一步降低隱身主要技術(shù)要求放

13、在進(jìn)一步降低隱身維修需求上，使每次出動(dòng)所需要的維修維修需求上，使每次出動(dòng)所需要的維修量不到量不到0.5工時(shí)。工時(shí)。 F-35飛機(jī)飛機(jī)洛克希德馬丁洛克希德馬丁2021-12-16隱身技術(shù)32發(fā)展背景：發(fā)展背景： 冷戰(zhàn)結(jié)束，美國(guó)一強(qiáng)獨(dú)大，冷戰(zhàn)結(jié)束，美國(guó)一強(qiáng)獨(dú)大，為了適應(yīng)其干涉世界事務(wù)的需為了適應(yīng)其干涉世界事務(wù)的需求，并且要滿足求，并且要滿足“非接觸、零非接觸、零傷亡傷亡”局部戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，需要局部戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，需要一種飛行速度更快、更加隱身一種飛行速度更快、更加隱身、制造工藝更加便利、研制和、制造工藝更加便利、研制和維護(hù)成本更低、儲(chǔ)存和部署更維護(hù)成本更低、儲(chǔ)存和部署更加容易的第五代飛機(jī)加容易的第五代飛

14、機(jī)(無(wú)人作戰(zhàn)無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)飛機(jī)UCAV)； 為了驗(yàn)證隱身設(shè)計(jì)的新概念為了驗(yàn)證隱身設(shè)計(jì)的新概念，一架體現(xiàn)特殊的設(shè)計(jì)、研制，一架體現(xiàn)特殊的設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)的驗(yàn)證機(jī)必不可少。和生產(chǎn)的驗(yàn)證機(jī)必不可少。 捕食鳥(niǎo)捕食鳥(niǎo)Bird of Prey波音公司波音公司2021-12-16隱身技術(shù)33X-45波音公司波音公司2021-12-16隱身技術(shù)34發(fā)展背景：發(fā)展背景： 美國(guó)正式提出了可以向世界任何美國(guó)正式提出了可以向世界任何地方發(fā)動(dòng)地方發(fā)動(dòng)“先發(fā)制人先發(fā)制人”打擊的國(guó)家打擊的國(guó)家戰(zhàn)略，同時(shí)還要滿足戰(zhàn)略，同時(shí)還要滿足“非接觸、零非接觸、零傷亡傷亡”的需求，需要一種飛行速度的需求，需要一種飛行速度更快、更加隱身、制

15、造工藝更加便更快、更加隱身、制造工藝更加便利、研制和維護(hù)成本更低、儲(chǔ)存和利、研制和維護(hù)成本更低、儲(chǔ)存和部署更加容易的第五代飛機(jī)部署更加容易的第五代飛機(jī)(無(wú)人作無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)戰(zhàn)飛機(jī)UCAV)；強(qiáng)調(diào)全面的隱身概念，在第四代強(qiáng)調(diào)全面的隱身概念，在第四代飛機(jī)基本解決雷達(dá)隱身問(wèn)題之后，飛機(jī)基本解決雷達(dá)隱身問(wèn)題之后，紅外隱身和可見(jiàn)光隱身在第五代飛紅外隱身和可見(jiàn)光隱身在第五代飛機(jī)的設(shè)計(jì)上被放在更重要的位置。機(jī)的設(shè)計(jì)上被放在更重要的位置。 X-45波音公司波音公司2021-12-16隱身技術(shù)35X-45波音公司波音公司2021-12-16隱身技術(shù)36發(fā)展背景：發(fā)展背景： 麥道公司與麥道公司與NASA合作研究合作

16、研究的按照的按照1:3.57縮比的隱身戰(zhàn)斗縮比的隱身戰(zhàn)斗機(jī)驗(yàn)證機(jī)；機(jī)驗(yàn)證機(jī)； 目的在于驗(yàn)證無(wú)尾戰(zhàn)斗機(jī)在目的在于驗(yàn)證無(wú)尾戰(zhàn)斗機(jī)在提高飛機(jī)敏捷性上的優(yōu)勢(shì)及其提高飛機(jī)敏捷性上的優(yōu)勢(shì)及其穩(wěn)定性、操縱性的滿足程度；穩(wěn)定性、操縱性的滿足程度； 項(xiàng)目開(kāi)始于項(xiàng)目開(kāi)始于1994年年2月。月。X-36美國(guó)麥道公司美國(guó)麥道公司2021-12-16隱身技術(shù)37X-47 Pegasus“飛馬飛馬”1:1模型在模型在 灰丘灰丘 RCS測(cè)試場(chǎng)測(cè)試場(chǎng)2021-12-16隱身技術(shù)38發(fā)展背景：發(fā)展背景： X-47由由Northrop Grumman公司和公司和美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）共同研制

17、，無(wú)人駕駛飛機(jī)做成箭頭形狀共同研制，無(wú)人駕駛飛機(jī)做成箭頭形狀，飛機(jī)長(zhǎng)度為，飛機(jī)長(zhǎng)度為8.37米，翼展為米，翼展為8.34米；米； 目的在于驗(yàn)證無(wú)尾戰(zhàn)斗機(jī)在提高飛目的在于驗(yàn)證無(wú)尾戰(zhàn)斗機(jī)在提高飛機(jī)敏捷性上的優(yōu)勢(shì)及其穩(wěn)定性、操縱性機(jī)敏捷性上的優(yōu)勢(shì)及其穩(wěn)定性、操縱性的 滿 足 程 度 ， 展 示的 滿 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術(shù)公司在前沿高科技上的技術(shù)水平以及滿足軍方對(duì)無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)水平以及滿足軍方對(duì)無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)“可可支付性支付性”的需求；的需求；X-47已經(jīng)通過(guò)首批試飛，雖然帶有已經(jīng)通過(guò)首批試飛，雖然帶有實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，但它可以為適用于美國(guó)

18、空軍實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，但它可以為適用于美國(guó)空軍和海軍的無(wú)人駕駛飛機(jī)打下基礎(chǔ)；和海軍的無(wú)人駕駛飛機(jī)打下基礎(chǔ)； 項(xiàng)目開(kāi)始于項(xiàng)目開(kāi)始于2000年年7月。月。X-47 Pegasus“飛馬飛馬”2021-12-16隱身技術(shù)39 翼展翼展69英尺，機(jī)長(zhǎng)英尺，機(jī)長(zhǎng)15英尺，機(jī)高英尺，機(jī)高15英尺英尺，發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)William Rolls Fj44，最大升限，最大升限45000英尺，亞音速，造價(jià)英尺，亞音速，造價(jià)1000萬(wàn)美元。萬(wàn)美元?！癉ark star”無(wú)人偵察機(jī)無(wú)人偵察機(jī)洛克希德馬丁及波音公司洛克希德馬丁及波音公司2021-12-16隱身技術(shù)40 翼展翼展2.4米，機(jī)長(zhǎng)米，機(jī)長(zhǎng)2.4米，空重米，空重60k

19、g，最大飛行距離，最大飛行距離150Km，亞音速，亞音速0.5馬赫。馬赫。PETIT隱身驗(yàn)證機(jī)隱身驗(yàn)證機(jī)法國(guó)法國(guó)2021-12-16隱身技術(shù)41隱身無(wú)人機(jī)隱身無(wú)人機(jī)2021-12-16隱身技術(shù)422021-12-16隱身技術(shù)43YRAH-66 “科曼奇科曼奇”驗(yàn)證機(jī)驗(yàn)證機(jī)隱身型攻擊偵察直升機(jī)隱身型攻擊偵察直升機(jī)2021-12-16隱身技術(shù)44測(cè)試測(cè)試在在F-22的整個(gè)隱身計(jì)劃過(guò)程中，共進(jìn)行了超過(guò)的整個(gè)隱身計(jì)劃過(guò)程中，共進(jìn)行了超過(guò)10000小時(shí)的詳細(xì)部件小時(shí)的詳細(xì)部件RCS測(cè)試以及超過(guò)測(cè)試以及超過(guò)4000小時(shí)的全尺寸飛機(jī)部件小時(shí)的全尺寸飛機(jī)部件RCS測(cè)試還有在測(cè)試還有在1997年年建成的全尺寸整

20、機(jī)緊縮場(chǎng)進(jìn)行的整機(jī)建成的全尺寸整機(jī)緊縮場(chǎng)進(jìn)行的整機(jī)RCS測(cè)試工作，這個(gè)工作量是氣測(cè)試工作，這個(gè)工作量是氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)量的三分之一，與飛行控制系統(tǒng)測(cè)試工作量相當(dāng)。要完動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)量的三分之一，與飛行控制系統(tǒng)測(cè)試工作量相當(dāng)。要完成這么大的工作量單必須要有先進(jìn)的研制手段。成這么大的工作量單必須要有先進(jìn)的研制手段。 10000小時(shí)的詳細(xì)小時(shí)的詳細(xì)部件部件RCS測(cè)試測(cè)試4000小時(shí)的全尺寸小時(shí)的全尺寸飛機(jī)部件飛機(jī)部件RCS測(cè)試測(cè)試美國(guó)國(guó)防部美國(guó)國(guó)防部F-22飛機(jī)研制總飛機(jī)研制總結(jié)報(bào)告關(guān)于測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)報(bào)告關(guān)于測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2021-12-16隱身技術(shù)45 1991年秋天就已經(jīng)在洛克希德年秋天就已經(jīng)在洛

21、克希德馬丁公司開(kāi)始使用馬丁公司開(kāi)始使用Helendale測(cè)試設(shè)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行雷達(dá)截面?zhèn)溥M(jìn)行雷達(dá)截面(RCS)測(cè)量。測(cè)量。 本計(jì)劃中所有模型使用的都是全尺寸模型，從以往研發(fā)計(jì)劃中得到的本計(jì)劃中所有模型使用的都是全尺寸模型，從以往研發(fā)計(jì)劃中得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是將縮比模型測(cè)試中得到測(cè)試結(jié)果按比例進(jìn)行放大時(shí)會(huì)遇到較經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是將縮比模型測(cè)試中得到測(cè)試結(jié)果按比例進(jìn)行放大時(shí)會(huì)遇到較大的問(wèn)題。本測(cè)試計(jì)劃初期進(jìn)行的是搭建并測(cè)試一個(gè)全尺寸進(jìn)氣道模型大的問(wèn)題。本測(cè)試計(jì)劃初期進(jìn)行的是搭建并測(cè)試一個(gè)全尺寸進(jìn)氣道模型、接著進(jìn)行的是全尺寸雙發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管模型，雷達(dá)、接著進(jìn)行的是全尺寸雙發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管模型，雷達(dá)/雷達(dá)罩模型、機(jī)翼模雷達(dá)

22、罩模型、機(jī)翼模型，一個(gè)大的帶有艙門平板模型、口蓋板以及天線測(cè)試，以及大量的其型，一個(gè)大的帶有艙門平板模型、口蓋板以及天線測(cè)試，以及大量的其它組件的測(cè)試。通過(guò)使用全尺寸飛機(jī)部件模型進(jìn)行測(cè)試極大地降低了計(jì)它組件的測(cè)試。通過(guò)使用全尺寸飛機(jī)部件模型進(jìn)行測(cè)試極大地降低了計(jì)劃過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。劃過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。 EMD測(cè)試計(jì)劃在搭建及測(cè)試整個(gè)全尺寸測(cè)試計(jì)劃在搭建及測(cè)試整個(gè)全尺寸EMD模型時(shí)達(dá)到了頂點(diǎn)，模型時(shí)達(dá)到了頂點(diǎn)，這個(gè)模型高度逼真地模擬了真實(shí)的這個(gè)模型高度逼真地模擬了真實(shí)的F-22飛機(jī)。這個(gè)模型包括了所有重要飛機(jī)。這個(gè)模型包括了所有重要特征信號(hào)驅(qū)動(dòng)器特征信號(hào)驅(qū)動(dòng)器(源源)并且包括了大量的生產(chǎn)部件。這個(gè)模型包

23、括了一部并且包括了大量的生產(chǎn)部件。這個(gè)模型包括了一部雷達(dá)以及雷達(dá)罩；天線組件；進(jìn)氣道以及發(fā)動(dòng)機(jī)前端面以及前兩級(jí)、高雷達(dá)以及雷達(dá)罩；天線組件；進(jìn)氣道以及發(fā)動(dòng)機(jī)前端面以及前兩級(jí)、高度詳細(xì)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口模型包括渦輪以及渦輪排氣機(jī)匣，推力增強(qiáng)裝置度詳細(xì)的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口模型包括渦輪以及渦輪排氣機(jī)匣，推力增強(qiáng)裝置部分以及能夠收攏及打開(kāi)的尾噴口、產(chǎn)品的邊緣、裝拆及飛行開(kāi)動(dòng)活門部分以及能夠收攏及打開(kāi)的尾噴口、產(chǎn)品的邊緣、裝拆及飛行開(kāi)動(dòng)活門、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，擋板、密封、導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)器窗口、掛架拆裝口蓋、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，擋板、密封、導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)器窗口、掛架拆裝口蓋、控制面遠(yuǎn)程控制機(jī)構(gòu)以及發(fā)動(dòng)機(jī)組件和各種照明燈等?？刂泼?/p>

24、遠(yuǎn)程控制機(jī)構(gòu)以及發(fā)動(dòng)機(jī)組件和各種照明燈等。 2021-12-16隱身技術(shù)46F-22“猛禽猛禽”全尺寸測(cè)試模全尺寸測(cè)試模型型 F-22“猛禽猛禽”全尺寸測(cè)試模型在全尺寸測(cè)試模型在緊縮場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量緊縮場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量-1 F-22“猛禽猛禽”全尺寸測(cè)試模型在全尺寸測(cè)試模型在緊縮場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量緊縮場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量-2 2021-12-16隱身技術(shù)47洛克希德洛克希德HELENDALE測(cè)試場(chǎng)介紹測(cè)試場(chǎng)介紹 洛克希德馬丁公司洛克希德馬丁公司Helendale航航空電子設(shè)備測(cè)試場(chǎng)地處美國(guó)加利?？针娮釉O(shè)備測(cè)試場(chǎng)地處美國(guó)加利福尼亞州西南部的尼亞州西南部的Mojave沙漠，位沙漠，位于于Helendale以北約

25、以北約5英里，在英里，在Mojave河西側(cè)，占地約河西側(cè)，占地約9平方英里平方英里(超過(guò)超過(guò)5700英畝英畝)。 洛克希德公司洛克希德公司Helendale測(cè)試場(chǎng)的開(kāi)發(fā)測(cè)試場(chǎng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程可劃分成兩個(gè)階段：第一階段開(kāi)始過(guò)程可劃分成兩個(gè)階段：第一階段開(kāi)始于于1982年，耗資約年，耗資約1500萬(wàn)萬(wàn)2000萬(wàn)美萬(wàn)美元。第一期工程于元。第一期工程于1983年年10月竣工并月竣工并開(kāi)始投入使用，包括沿著試驗(yàn)航向距離開(kāi)始投入使用，包括沿著試驗(yàn)航向距離測(cè)試綜合樓和收發(fā)天線陣列測(cè)試綜合樓和收發(fā)天線陣列2500英尺英尺和和5000英尺的相關(guān)目標(biāo)區(qū)域的建設(shè)。英尺的相關(guān)目標(biāo)區(qū)域的建設(shè)。 從北端看從北端看Helenda

26、le測(cè)試場(chǎng)測(cè)試場(chǎng) 2021-12-16隱身技術(shù)48洛克希德洛克希德HELENDALE測(cè)試場(chǎng)介紹測(cè)試場(chǎng)介紹HelendaleHelendale測(cè)試場(chǎng)的第二階段擴(kuò)建工程在，始于測(cè)試場(chǎng)的第二階段擴(kuò)建工程在，始于19851985年并在當(dāng)年底完成。該項(xiàng)計(jì)劃主要完成了年并在當(dāng)年底完成。該項(xiàng)計(jì)劃主要完成了對(duì)對(duì)2020號(hào)區(qū)域的擴(kuò)建。這個(gè)擴(kuò)建工程將測(cè)試距離號(hào)區(qū)域的擴(kuò)建。這個(gè)擴(kuò)建工程將測(cè)試距離增加到增加到82008200英尺，新增設(shè)了一個(gè)目標(biāo)測(cè)試位置英尺，新增設(shè)了一個(gè)目標(biāo)測(cè)試位置并在測(cè)試場(chǎng)的末端建筑了一個(gè)由結(jié)實(shí)混凝土構(gòu)并在測(cè)試場(chǎng)的末端建筑了一個(gè)由結(jié)實(shí)混凝土構(gòu)筑的建筑筑的建筑“上層暗室上層暗室”。 Helendal

27、e RCS測(cè)試場(chǎng)性能測(cè)試場(chǎng)性能測(cè)試場(chǎng)可以進(jìn)行從測(cè)試場(chǎng)可以進(jìn)行從120MHz到到18GHz的全部頻率，的全部頻率，以及以及35GHz點(diǎn)頻四個(gè)不同極化方式點(diǎn)頻四個(gè)不同極化方式(HH、VV、HV、VH)的測(cè)試的測(cè)試。 2021-12-16隱身技術(shù)49雷達(dá)方程雷達(dá)方程410min2max)4(BLFkTNSGAPRNet2021-12-16隱身技術(shù)50雷達(dá)散射截面和探測(cè)距離雷達(dá)散射截面和探測(cè)距離LRCS(m2) L(km) 10 100 5 84 1 56 0.1 32 0.01 18 2021-12-16隱身技術(shù)51常用雷達(dá)波段常用雷達(dá)波段頻段名稱頻段名稱 頻率范圍頻率范圍 中心頻率中心頻率 波長(zhǎng)波

28、長(zhǎng) UHF 300UHF 3001000 MHz 500 MHz 60cm1000 MHz 500 MHz 60cm L L 1000 10002000 MHz 1500 MHz 20cm2000 MHz 1500 MHz 20cm S 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

29、.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 37.5 GHz 0.8cm 37.5 GHz 0.8cm2021-12-16隱身技術(shù)52常用雷達(dá)波段統(tǒng)計(jì)常用雷達(dá)波段統(tǒng)計(jì)雷達(dá)種類雷達(dá)種類UHFUHFL LS SC CX XKuKuKa Ka 合計(jì)合計(jì)(%)(%)陸基對(duì)空警戒陸基對(duì)空警戒 30 54.830 54.8 84.884.8陸基火控制導(dǎo)陸基火控制導(dǎo) 33.9 16.1 30.6 80.633.9 16.1

30、30.6 80.6機(jī)載預(yù)警機(jī)載預(yù)警33.3 33.3 66.7 66.7 100 100機(jī)載火控機(jī)載火控 82.1 14.3 3.6 82.1 14.3 3.6 1001002021-12-16隱身技術(shù)53極化的概念極化的概念v極化的物理現(xiàn)象：極化的物理現(xiàn)象： v水平極化水平極化-電磁波的電場(chǎng)方向垂直于入射面電磁波的電場(chǎng)方向垂直于入射面v垂直極化垂直極化-電磁波的電場(chǎng)方向處于入射面內(nèi)電磁波的電場(chǎng)方向處于入射面內(nèi) E波導(dǎo)管喇叭口2021-12-16隱身技術(shù)54雷達(dá)散射截面的定義雷達(dá)散射截面的定義 4lim 42射功率目標(biāo)處單位面積上的入的入射功率接收天線處單位面積上射功率目標(biāo)處單位面積上的入散射

31、功率目標(biāo)處單位立體角內(nèi)的RRisRisWWRWWR224lim4442021-12-16隱身技術(shù)55雷達(dá)散射截面的定義雷達(dá)散射截面的定義2222224lim4limisrRisrRRRHHhEEe22222lim2limisrRisrRRRHHhEEe對(duì)于二維情形（無(wú)限長(zhǎng)柱體），雷達(dá)散射截面（量綱是面積）變?yōu)樯⑸鋵挾龋烤V是長(zhǎng)度）：2021-12-16隱身技術(shù)56雷達(dá)散射截面曲線圖雷達(dá)散射截面曲線圖2021-12-16隱身技術(shù)57雷達(dá)散射截面的量綱雷達(dá)散射截面的量綱 (dBsm (dBsm） m m2 2 dBsm dBsm 1000 30 1000 30 100 20 100 20 10 1

32、0 10 10 1 0 1 0 0.1 -10 0.1 -10 0.01 -20 0.01 -20log10dBsm2021-12-16隱身技術(shù)58雷達(dá)散射截面和目標(biāo)體積雷達(dá)散射截面和目標(biāo)體積2021-12-16隱身技術(shù)59雷達(dá)散射截面的實(shí)例雷達(dá)散射截面的實(shí)例B-52 -150平方米（頭向）B-2 -0.03平方米（頭向）F-16 -3平方米（頭向）幻影2000 -9平方米（頭向）F-117 -0.02平方米（頭向）F-22 -0.05平方米（頭向）序號(hào) 名 稱 長(zhǎng)度 直徑 橫向 頭向 (mm) (mm) RCS(dBsm) RCS(dBsm) 1 藍(lán)翅蝗蟲(chóng) 20 4 -30 -40 2 工

33、蜂 13 6 -40 -45 3 綠頭蒼蠅 9 3 -46 -50 4 成年鴨子 12磅 -12dBsm2021-12-16隱身技術(shù)60Su-27采取隱身措施后，Su-27可提前48秒攻擊Su-27采取隱身措施前，F(xiàn)-16可提前14.3秒攻擊Su-27F-16Su-27F-16隱身的作用2021-12-16隱身技術(shù)61隱身的作用SAM導(dǎo)彈的包線F-22攜帶激光制導(dǎo)炸彈(JDAM)的最大攻擊距離F-15攜帶激光制導(dǎo)炸彈(JDAM)的最大攻擊距離安全區(qū)安全區(qū)安全區(qū)無(wú)法逃生區(qū)可躲避區(qū)發(fā)射和脫離區(qū)2021-12-16隱身技術(shù)62v與自然目標(biāo)相比相對(duì)小與自然目標(biāo)相比相對(duì)小v 大水鳥(niǎo)的大水鳥(niǎo)的RCSRCS

34、為為 0.050.05平方米平方米v F-117 F-117 的的RCSRCS為為 0.020.02平方米（頭向平方米（頭向）v回波信號(hào)和噪聲相比小于最小信噪比回波信號(hào)和噪聲相比小于最小信噪比v合理的突防戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用合理的突防戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用v相對(duì)小相對(duì)小v少帶干擾彈少帶干擾彈隱身的相對(duì)意義隱身的相對(duì)意義2021-12-16隱身技術(shù)63典型金屬幾何體及典型金屬幾何體及電磁散射量級(jí)電磁散射量級(jí)v方三面角反射器：方三面角反射器： 散射最強(qiáng)散射最強(qiáng) 三維寬角三維寬角v直兩面角反射器：直兩面角反射器： 散射次強(qiáng)散射次強(qiáng) 二維寬角二維寬角v平板：平板： 散射第三強(qiáng)散射第三強(qiáng) 窄角窄角v圓柱：圓柱： 散射第四強(qiáng)散射第

35、四強(qiáng) 二維寬角二維寬角v球：球： 散射第五強(qiáng)散射第五強(qiáng) 三維寬角三維寬角v直邊緣：直邊緣： 散射第六強(qiáng)散射第六強(qiáng) 二維寬角二維寬角v直邊緣：直邊緣： 散射第七強(qiáng)散射第七強(qiáng) 三維寬角三維寬角v尖點(diǎn)和表面波：尖點(diǎn)和表面波： 散射最弱散射最弱 寬角寬角2021-12-16隱身技術(shù)64方三面角反射器方三面角反射器2412aRCS三維寬角強(qiáng)散射aaa2021-12-16隱身技術(shù)65直兩面角反射起器直兩面角反射起器248aRCS 二維寬角強(qiáng)散射aa2021-12-16隱身技術(shù)66平板平板-對(duì)應(yīng)于翼面等對(duì)應(yīng)于翼面等244aRCS 一維窄角強(qiáng)散射aa2021-12-16隱身技術(shù)67柱面柱面-對(duì)應(yīng)于機(jī)身、彈體等

36、對(duì)應(yīng)于機(jī)身、彈體等22abRCS 二維寬角強(qiáng)散射ba2021-12-16隱身技術(shù)68球球-對(duì)應(yīng)于機(jī)體的對(duì)應(yīng)于機(jī)體的任何雙彎曲部位任何雙彎曲部位2aRCS三維寬角強(qiáng)散射a2021-12-16隱身技術(shù)69直棱邊直棱邊-對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于機(jī)翼后緣等邊緣機(jī)翼后緣等邊緣2aRCS 二維寬角散射a2021-12-16隱身技術(shù)70表面波表面波-對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于多種表面和棱邊多種表面和棱邊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2021-12-16隱身技術(shù)71雷達(dá)散射截面計(jì)算雷達(dá)散射截面計(jì)算v高頻分析法高頻分析法v精確分析法精確分析法 a a2EjAjAFHAjFjFAJreRd sFJreRd sss

37、sj k Rsm sj k Rs 1442021-12-16隱身技術(shù)72矩量法的應(yīng)用研究矩量法的應(yīng)用研究1. 基函數(shù)和目標(biāo)建摸上在上在nnnnnnnnnNmnnTrALTrALJJIrJ,2,2)(1 Tn nL n n nh Tn nnnnnnnnnnnnhhhhhhhh三角面元可適應(yīng)與任意復(fù)雜外形目標(biāo)的網(wǎng)格劃分2021-12-16隱身技術(shù)732. 算法穩(wěn)定性研究*按按照照NASANASA在在9393年公開(kāi)的研究報(bào)年公開(kāi)的研究報(bào)告編制的三角面元算法是不穩(wěn)定告編制的三角面元算法是不穩(wěn)定的，即隨著網(wǎng)格的細(xì)化，曲線出的，即隨著網(wǎng)格的細(xì)化，曲線出現(xiàn)不規(guī)則的跳躍?，F(xiàn)不規(guī)則的跳躍。2021-12-16隱

38、身技術(shù)743. 矩量法和高頻混合算法研究 mmnnmsimmmnjkRmnnmssmndsrErWVRerWrJjrJrWjsddsZ4 mnjkRmsssimmmnjkRmnnmssmnRerIrWjsddsdsrErWVRerWrJjrJrWjsddsZmnmmmnnm44已知已知矩量和高頻混合算法：2021-12-16隱身技術(shù)75有限時(shí)域差分法的應(yīng)用研究有限時(shí)域差分法的應(yīng)用研究1. 三維目標(biāo)的網(wǎng)格劃分技術(shù)2021-12-16隱身技術(shù)762. 算法的若干改進(jìn)2021-12-16隱身技術(shù)77RCS減縮策略減縮策略散射源散射源 散射強(qiáng)度散射強(qiáng)度 減縮一個(gè)減縮一個(gè) 減縮兩個(gè)減縮兩個(gè) 減縮全部減縮

39、全部 減縮減縮1/3 減縮減縮2/3 減縮減縮3/3 減減1.8dB 減減4.8dB 減減 dB 座艙座艙雷達(dá)艙雷達(dá)艙進(jìn)氣道進(jìn)氣道探測(cè)距離 100km 90km 76km 0km2021-12-16隱身技術(shù)78RCS減縮策略減縮策略散射源散射源 散射強(qiáng)度散射強(qiáng)度 減縮弱源減縮弱源 減縮強(qiáng)源減縮強(qiáng)源 減減1/10 減減9/10 減減0.5dB 減減10dB 強(qiáng)散射源強(qiáng)散射源9m2 弱散射源弱散射源1m2可探測(cè)距離 100km 97.4km 56km2021-12-16隱身技術(shù)79飛機(jī)的散射源和散射機(jī)理飛機(jī)的散射源和散射機(jī)理v頭向：頭向： 座艙、雷達(dá)艙、進(jìn)氣道座艙、雷達(dá)艙、進(jìn)氣道-腔體散射腔體散射v正側(cè)向