激光隐身技术的措施之外形技术

日期：2019-06-13 10:33

根据激光隐身原理可得激光隐身技术的基本思想是缩小目标的激光散射截面,并使其在特定的角度范围内的散射界面小于目标的“临界散射截面”。它包括降低目标对激光的反射率、减小目标有效反射面积、增大目标散射波束立体角等方面。

1.外形设计原则

改变外形减小激光散射截面是武器装备设计的重要方面。根据激光隐身理论,在外形设计时应重点做到:消除可产生角反射效应的外形组合,变后向散射为非后向散射;平滑表面、边缘棱角、尖端、间隙、缺口和交叉接面,用边缘衍射代替镜面反射,或用小面积平板外形代替曲边外形,向扁平方向压缩,减小正面激光散射截面积;缩小外形尺寸,遮挡或收起外装武器,减少散射源数量等。

2.外形技术

在飞机的隐身技术中应用比较多,其途径和方法通常有以下几种。

①消除可产生角反射效应的外形组合。飞机的机翼、机尾和机身之间的组合都是能产生角反射器效应的部位,可采用翼身融合体结构、V形尾翼和倾斜式双立尾结构的方法。美国的F117改进型战斗机就具有机翼机身均匀过渡的结构,具有宽的、加厚的中段和相对短的外翼,没有垂直尾翼,有效地增强了隐身能力。

②用平板外形代替曲线外形。激光散射截面的大小与目标的几何面积直接有关。对两个投影面积相同的物体,平板的散射截面积比球体小4个数量级。因此可将飞机的机身、短舱等处向扁平方向压缩,做成近似三角形机身。例如美国的“黑星”无人驾驶隐身侦察机,有细长的机翼平面结构,不仅有较好的空气动力学性能,而且使其激光截面积减小,具有正面隐身能力,可大大减小被发现和跟踪的可能性。

③变后向散射为非后向散射。采用倾斜式双立尾对付侧向入射光;采用后掠角和三角翼结构对付正前方入射光,这样减少前方和侧向的激光反射截面。

④用边缘衍射代替镜面反射。尽量使机上可造成镜面反射的部分平滑,使之形成边缘衍射而无强反射,减弱回波信号。

⑤缩小飞机尺寸。设计时尽量缩小飞机尺寸,当采用高密度燃油及适应这种燃油的发动机时,就可以在不增加飞机尺寸的前提下提高航程。

⑥减少散射源数量。可采用一些柔性薄膜将舱盖周围、浮动表面与固定表面间的空隙遮挡起来,或使飞机的机翼接近最低限度的气动布局。美国新一代隐身飞机“捕食鸟( Bird of Pray)”率先使用大型单块复合结构、三维虚拟现实设计和安装工艺,具有独特的设计。其W形尾翼和装置在机翼上的活动控制面( moveable control surfaces),能够隐藏可引起激光散射的隙缝。机体的顶部和底部设计均采用无缝弯曲技术,上、下两部分在机体的各个边缘处连接在一起。设计总体上遵从于12条直线,驾驶舱盖的凹陷设计以及起落架的设计使其与机体和机翼在一条直线上,有效反射点减少到6个,激光总能在适当的位置有效反射。它即使被激光雷达捕捉到,但随着其位置的改变,将从视线中消失,难以再次捕捉。导弹的隐身设计:日前各国的导弹隐身设计方案中,许多外形设计为非规则的升立体。美国海军AGM84“斯拉姆增强型”导弹的头部改为楔形,弹翼改为折叠翼,提高了隐身性能;挪威的新一代超声速隐身反舰导弹采用了扁平弹体加梯形短翼和Ⅹ尾翼及弹腹动力舱的紧凑布局,按隐身原理进行低探测性设计以获得更小的激光散射截面。
隐身舰艇的设计:瑞典“维斯化”隐身护卫舰利用各种技术进行综合隐身,激光散射截面大大降低。从外形上看,其表面光滑而平整,除了一座平顺圆滑的锥形塔台和一座隐身火炮外,甲板上几乎无任何多余的设施。导弹、反潜武器及反水雷设备均安装在上甲板以下部位,并加有遮盖装置,这就使上层建筑的激光波反射大大降低,达到了很好的隐身效果。另外,舰整体呈光滑的流线形结构,各个部位均由不规则的倾斜面体组成,每个棱角均采用平过渡,加上表面敷有吸波材料,很大程度上降低了激光散射信号特征。

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