[原创]隐身与反隐身技术的新动向

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隐身与反隐身技术的新动向



隐身技术的出现促使战场军事装备向隐身化方向发展。由于各种新型探测系统和精确制

导武器的相继问世,隐身兵器的重要性与日俱增。以美国为首的各军事强国都在积极研究隐

身技术,取得了突破性进展,相继研制出隐身轰炸机、隐身战斗机、隐身巡航导弹、隐身舰

船和隐身装甲车等,有的已投入战场使用,在战争中显示出巨大威力。同时,反隐身技术也

在深入发展,并不断取得新成就。当前,隐身与反隐身技术发展呈现以下几个新动向。


世界各军事强国都在竞相发展隐身兵器

美国的隐身兵器居世界领先地位


美国的隐身兵器发展较快,目前居世界领先地位。它的F-117A、B-2、F-22等隐身飞机

代表当今世界隐身兵器的先进水平。F-117A隐身攻击机已投入实战,在局部战争中发挥了

重要作用。第一架B-?隐身轰炸机已于1993年12月开始服役,空军轰炸机联队装备的B-2

隐身轰炸机有6架已具备初始作战能力。

第一架F-22已于1997年9月7日首次试飞成功,其设计兼顾了超声速机动和隐身特

性。F/A-18E/F飞机上采用了具有抗蚀性的吸波材料,这是隐身领域的一个突破。

在现有隐身飞机的基础上,美国不断开拓新项目的研究,研制新型隐身飞行器以及其他

新式隐身装备。例如,正在实施“联合攻击战斗机(JSF)计划”,旨在研制多用途隐身战斗

机;世界著名的“暗星”(即蒂尔Ⅲ)隐身无人机已于1996年3月29日首次飞行成功;正

在研制AGM-137三军防区外隐身攻击导弹和隐身电动战车;正在实施旨在提高海军潜艇隐身

性能的秘密计划(“M计划”);诺思罗普·格鲁曼公司正在研制一种攻击型隐身无人战斗机

和一种能模仿隐身飞机的新型诱饵;空军正在考虑发展一种远程隐身运输机;陆军已设计出

一种隐身帐篷,拟从2000年开始取代部队的老式木制、纤维制帐篷;陆军将与英陆军合

作,研制隐身侦察车;正在开发各种隐身工事和隐身机库,以保护停放在里边的通信车、飞

机和导弹等装备。


俄罗斯不甘落后,积极发展先进的隐身兵器


隐身技术问世以来,前苏联与美国一直在竞相发展隐身飞机。当今的俄罗斯也不甘落

后,它已开始研制隐身的轻型多用途第5代战斗机(LFI)和S-54战斗机,与美国的JSF相

当,预计在本世纪末前研制成功;米高扬设计局正在研制一种中型隐身战斗机“米格-

35”;苏霍伊设计局的S-32隐身战斗机的验证机已于1997年9月25日首飞成功;俄空军

还正在研制一种与美空军B-2轰炸机相似的新型隐身战略轰炸机;俄罗斯的隐身军舰令人瞩

目,已有4艘交付使用。


其他国家的隐身技术应用也取得了明显进展


除美、俄外,英、法、德、日和瑞典等国都在积极发展隐身兵器。英国国防部制定了一

项研制第三代隐身攻击机的秘密计划,预计2000年前制造出试飞样机;英国防研究局正在

研制一种隐身装甲战车,并已研制成功隐身军舰和一种新型隐身教练水雷。法国正在研制类

似于美国F-117A隐身攻击机的试验样机;已研制出一艘全部采用隐身技术的护卫舰;开始

研究下一代隐身的高超声速攻击导弹,预计2010年前后服役;正在研制装备“电动车轮”

的隐身装甲车。德国一直在秘密地执行“萤火虫”隐身飞机计划,拟研制一种多面体隐身战

斗机的3/4缩比风洞试验模型;与南非和韩国可能合作研制一种全尺寸的新型隐身轻型超声

速战斗机/先进喷气教练机,命名为AT-2000;还与美、英、法达成协议,共同研究高能

量、低信号特征的推进剂;已研制出MEKOA系统隐身舰。日本已经研制出FS-X隐身战斗机

的原型机,并正在筹划下一代隐身战斗机的初步设计方案(隐身技术与高机动性相结合),称

为FI-X;还正在研制一种隐身无人航空器。瑞典研制成功了一艘隐身炮艇,并已下水试

航;正在研制一种小型隐身护卫舰,首艘将于本世纪末或下世纪初服役。此外,意大利、西

班牙和印度等国也正在研制隐身飞机。


隐身技术不断有新突破

实现战场军事装备隐身化的技术措施多种多样,主要有外形隐身措施、电子隐身措施、

红外隐身措施、视频隐身和声隐身措施等。针对探测技术方面的改进,目前正在酝酿一些新

的隐身概念和新的隐身技术。


探索新的隐身机理


(1)等离子体隐身技术。实验证明,用等离子气体层包围诸如飞机、舰船、卫星等的表

面,当雷达波碰到这层特殊气体时,由于等离子体层对雷达波有特殊的吸收和折射特性,使

反射回雷达接收机的能量很少。例如,应用等离体技术可使一个13厘米长的微波反射器的

雷达平均截面在4~14吉赫频率范围内平均减小20分贝,即雷达获取的回波能量减少到原

来的1%。美国休斯实验室已进行了这方面的实验。

(2)应用仿生技术。试验证明,海鸥虽与燕八哥的形体大小相近,但海鸥的雷达反射截

面比燕八哥的大200倍。蜜蜂的体积小于麻雀,但它的雷达反射截面反而比麻雀大16倍。

有关科学家们正在研究这些现象,试图采用仿生技术,寻求新的隐身技术。

(3)应用“微波传播指示”技术。这种技术是利用计算机预测雷达波在大气中的传播情

况。大气层的变化(如湿度、温度等的变化)能使雷达波的作用距离发生变化,使雷达覆盖范

围产生“空隙”(即盲区),同时雷达波在大气里传播时要形成“传播波道”,其能量集中于

“波道内”,“波道”之外几乎没有能量。如果突防兵器在雷达覆盖区的“空隙”内或“波

道”外通过,就可避开敌方雷达的探测而顺利突防。


开发新型隐身材料


隐身材料是隐身技术发展的关键。目前,世界军事大国正在开发以下几种新型隐身材

料:


(1)手性材料(chiralmaterial)。手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能

通过任何操作使物体与镜像相重合的现象。研究表明,具有手性特性的材料,能够减少入射

电磁波的反射并能吸收电磁波。用于微波波段的手性材料都是人造的。采用手性材料的结构

与微波相互作用的研究始于50年代,到80年代,有关手性材料对微波的吸收、反射特性的

研究才受到一些研究部门的重视。目前研究的雷达吸波型手性材料,是在基体材料中搀杂手

性结构物质形成的手性复合材料。

(2)纳米隐身材料。近几年来,对纳米材料的研究不断深入,证明纳米材料具有极好的

吸波特性,因而引起研究人员的极大兴趣。目前,美、法、德、日、俄等国家把纳米材料作

为新一代隐身材料进行探索和研究。

(3)导电高聚物材料。这种材料是近几年才发展起来的,由于其结构多样化、高度低和

独特的物理、化学特性,因而引起科学界的广泛重视。将导电高聚物与无机磁损耗物质或超

微粒子复合,可望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。

(4)多晶铁纤维吸收剂。欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型的雷达吸波涂层,系采用

多晶铁纤维作为吸收剂。这是一种轻质的磁性雷达吸收剂,可在很宽的频带内实现高吸收效

果,且重量减轻40%~60%,克服了大多数磁性吸收剂所存在的过重的缺点。

(5)智能型隐身材料。智能型隐身材料和结构是80年代逐渐发展起来的一项高新技术,

它是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料和结

构,为利用智能型材料实现隐身功能提供了可能性。

目前,隐身技术正向着综合运用、权衡隐身性能和其他性能、扩展频率范围和应用范

围、降低成本等方向发展。


反隐身技术的研究工作初见成效

隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战,迫使人们考虑如何摧毁隐

身兵器并研究反隐身技术。隐身技术与反隐身技术的发展,是相互制约、相互促进的,无论

哪一方有新的突破,都将引起另一方的重大变革。反隐身技术的发展方向是:综合运用,系

统综合(集成),开发新的反隐身技术理论。

由于目前隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的,所以,反隐身技术的发展重点也

是针对雷达的。雷达实现反隐身的技术途径主要有以下三个方面:1提高雷达本身的探测能

力;2利用隐身技术的局限性,削弱隐身兵器的隐身效果;3开发能摧毁隐身兵器的武器。

目前,美、俄、英、法、日等国家都在积极发展反隐身技术,取得的进展主要表现在以

下几个方面:


加紧研究高灵敏度雷达


高灵敏度雷达通常包括:先进的单基地雷达(宽频带/超宽频带雷达、超视距雷达)、双/

多基地雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率雷达、合成孔径/逆合孔径雷达、多功能相控阵

雷达、激光雷达等。目前,美国的高灵敏度雷达正处于研究、样机试验阶段。预计,高灵敏

度雷达技术,如研制稳定度更高的频率发生器、信号处理能力更强的系统以及动态范围更宽

的接收机和模拟/数字转换器等方面,将会有新的突破。


扩展雷达的工作波段


由于隐身兵器的设计通常是针对厘米波段雷达的,因此,将雷达的工作波段向米波段和

毫米波段甚至红外波段和激光波段扩展,都将具有一定的反隐身能力。美军正在建造工作在

米波段的AN/FPS-118超视距预警雷达;已研制成功一种海军用的可调防的小型战术超视距

雷达;美空军计划为“爱国者”防空导弹安装35千兆赫的毫米波雷达导引头,并开始进行

激光雷达预警系统的研究工作。


将雷达系统安装在空中或空间平台上


隐身飞行器的隐身重点一般放在鼻锥方向±45°角范围内。因此,将探测系统安装在空

中或卫星上进行俯视,可提高探测雷达截面较小目标的概率。美空军的E-3A预警机(载高脉

冲重复频率的脉冲多普勒雷达)和海军正在研制的“钻石眼”预警机(载有源相控阵雷达)以

及高空预警气球(载大型孔径雷达),都能有效地探测隐身目标。美国还正在研制预警飞艇、

预警直升机、预警卫星等。此外,俄罗斯、英国、印度等国都很重视发展预警机的工作。


提高现有雷达的探测能力


美国正在用先进技术将现有雷达加以改进。通过采用频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣

或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术,来

提高雷达的抗干扰能力,进而提高雷达的探测性能。通过采用功率合成技术和大时宽脉冲压

缩技术,来增加雷达的发射功率。雷达接收机通过采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤

波和光学方法等先进技术来提高信号处理能力。在此基础上,再通过雷达联网来提高雷达的

反隐身能力。


开展高功率微波武器研究


隐身兵器主要是通过采用吸波材料(结构吸波材料和吸波涂层)达到隐身的。但是,当它

遇到高功率微波波束时,会受损害甚至失去战斗能力。美国正在加紧研究高功率微波武器,

一种可重复发射的高功率微波武器处于预研阶段,另一种高功率微波弹头处于演示阶段。俄

罗斯已研制出方向性很强的高功率微波武器,可用手榴弹、迫击炮、火炮或导弹投掷。






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