关键词：雷达隐身技术；应用；发展
前言
科技进步带来了现代通讯技术和雷达探测技术的突飞猛进，战争中敌对双方目标搜索、识别、跟踪、攻击的能力显著提高，攻防速度明显提升。除此之外，敌方的雷达、红外、激光等探测器还时刻严密监视着己方的一举一动。现代战争日趋呈现陆、海、空、天、电磁五位一体立体化，在战争中把握先机最重要和最有效的突防战术技术手段，就是发展隐身技术，提高武器系统生存、突防和纵深打击能力。
1无人机的雷达隐身技术
1.1主动有源隐身技术
有源隐身技术就是指主动采取措施，利用己方辐射源对敌方辐射源的来波信号进行欺骗、干扰，以主动改变己方武器目标自身的雷达、红外、可见光等特征信号，使敌方的侦查探测系统难以判断、定位、跟踪己方目标的技术，主要是利用干扰机或诱饵系统，发出误导敌方的虚假信号，达到提高己方飞行器生存能力的目的，此项技术已在美国包括F-15、F-16、F/A-18和F-22在内的多款机型上装备使用；等离子体隐身技术是在目标的表面形成一层等离子云，照射到等离子云上的敌方探测性信号，部分被吸收掉、部分被改变传播方向，从而降低己方目标RCS实现隐身；有源对消隐身技术的实现机理则是利用电磁波的干涉原理来减弱或消除反射回波，使敌方探测系统无法显示或判断目标的特征；智能蒙皮是采用基于纳米材料、传感器及计算机的具有自诊断、自监控、自修复、自校正和自适应环境变化的新型材料，感知环境及状态的变化，通过改变特性参数实现对外部刺激作出最佳响应，达到隐身目的。
1.2被动无源隐身技术
1.2.1外形隐身技术
通过合理设计无人机的外形及相关部位布局，可以大幅降低无人机的RCS，实现无人机雷达隐身。可以看到，飞行器是一个很复杂的目标，存在着多个散射源。以现有的技术手段，我们并不能完全消除所有的散射源，只能针对性的降低其主要的强散射源。参考各种前沿技术资料以及实际测试数据可知，飞行器的主要强散射源包括三部分：机翼、进气道以及尾喷口。因此，我们在设计隐身无人机的外形上，应重点关注这三种强散射源。飞机有三种不同的基本形式：正常式、鸭式和无尾式。对于机翼，从RCS的隐身考虑，选用无尾三角翼的形式最为合理。无尾飞翼由于没有较大RCS的外露部件，避免或减少了暴露在外的雷达罩、进气道、垂尾、垂尾与平尾之间的夹角，大大降低了被敌方雷达探测、跟踪的概率，隐身性能较好。飞翼是目前隐身无人机的典型布局方式，较好地折中兼顾了隐身、气动及操纵性能，美国的B-2轰炸机就是按照这一原则设计的。针对进气道和尾喷口隐身设计，最直接的方法是机械遮挡，将发动机部位的强散射源有效遮挡起来，使其无法接收和对外提供雷达散射波，飞机前向雷达隐身的效果很好。目前，无人机大多是利用进气道遮挡实现隐身，包括埋入式进气道、背负式进气道、弯形进气道、进气道吸波导流叶片等方式。飞行器中散射源的强弱分布是相对的，当通过合理的手段将飞行器的主要散射源抑制后，其他弱散射源将成为影响整机RCS的主要因素。因此，为了进一步的降低整机的RCS，我们还应采用相应的措施对其进行抑制。在无人机外形设计时尽可能的加入倒圆角与曲面，避免出现波长反射，如采用角锥型机头，多面体机身等；对无人机的外部天线及外挂物，应采用平板雷达天线及隐身雷达罩或者可收放天线，外挂武器、吊舱及副油箱改为内埋结构等。
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1.2.2材料隐身技术
应用雷达吸波材料(RAM)的某些特性，通过材料的介电损耗或者磁损耗将照射到材料表面的电磁波能量转化为热能或者其他形式的能量而消耗掉，可减小目标飞行器的RCS，实现隐身。良好的吸波材料应具备材料与雷达波的阻抗匹配特性及衰减特性这两个必要的条件，既能使雷达波尽可能多的入射至吸波材料的内部，又能让入射至材料内部的雷达波尽可能的损耗掉。谐振型吸波材料是根据材料的性质，设计相应的厚度，利用雷达波在材料内外层回波的干涉作用来削弱雷达回波。吸收型吸波材料是利用材料的衰减特性损耗雷达波的电磁能量，使雷达回波减弱。按照成型工艺，分为涂敷型和结构型吸波材料。涂敷型型吸波材料因其施工方便、但不起承载作用；结构型吸波材料除了具有上述吸波效果外，还有较好的强度，可做承载使用。当今国外较为先进的隐身战机，如美国的F-117、B-2以及F-22等，雷达吸波材料已被广泛应用，用来实现雷达隐身。
2研究进展
2.1仿生技术
仿生技术主要通过自然界中的隐身专家生理结构特点使得飞机隐身，通过仿照良好的隐身生理结构，即可满足飞机的光隐身需要。在仿生隐身技术的研究中，隐身材料同样属于研究的重点，如美国研制的变色薄膜便能够较好模拟变色龙特点，该材料本质上属于电致变色材料，通过电压的变化，变色薄膜能够发出白、灰、蓝等不同颜色的光，色调的浓淡也能够同时实现针对性改变，而将这一材料制成飞行器蒙皮，便能够实现飞机的隐身。值得注意的是，在现阶段围绕飞机隐身技术开展的仿生技术研究尚处于初级阶段，且受到生物的复杂性和多样性影响，研究还无法全面了解生物的不同生理特性，这在一定程度上制约了飞机隐身技术的发展，但也证明了仿生技术在该领域的应用潜力。
2.2智能隐身技术
智能隐身技术也属于近年来飞机隐身技术的研究重点，实时性和自主性属于该技术的优势所在。智能隐身技术一般具备自主响应、信息处理、自动感知等功能，由此其能够结合外在变化实时、自动完成隐身，智能隐身材料属于近年来智能隐身技术的研究重点，美国已经研发出多种科技水平较高的智能隐身材料，如可自动调节飞机蒙皮颜色和亮度的聚苯胺基复合材料，该材料可同时实现对雷达波的吸收，采用聚二苯胺涂层的导电高分子电致变色涂层也能够实现飞机的可见光迷彩伪装，该材料可同时实现红外伪装，近年来美国研制的智能变色布料、智能蒙皮等也属于其中代表。近年来英国、俄罗斯也在飞机智能隐身技术的研发领域收获了不俗成果，如英国研发的新型热敏化学隐身材料可实现温度变化变色，飞机智能隐身可基于材料的色彩全光谱变化性能实现。俄罗斯研发的电致变色吸波薄膜则能够在实现飞机智能隐身的同时实现雷达隐身，这类研究成果均具备较高借鉴价值。
2.3纳米材料技术
在飞机隐身领域，纳米材料在激光、雷达、红外、可见光隐身技术领域均发挥着关键性作用，但相较于其他领域，基于纳米材料的飞机隐身技术研究向来具备较高难度，相关研究也主要围绕光的折射、反射原理实现。如美国普度大学近年来研发了一种纳米金属针隐身材料，通过在锥形物体中置入金属针，针对性设定特殊的角度和长度，微型金属针即可通过改变光的折射率实现飞机隐身。
结束语
隐身性能作为未来军用无人机设计的重要指标，是提高飞行武器的生存、突防能力，尤其是提高纵深打击能力的有效手段，一直受到世界各军事大国的高度重视。因此，我们必须要加强无人机雷达隐身技术的研究、探索及开发工作，同时，无人机的隐身设计及研制涉及多个学科之间的高度融合，更应当给予充分关注与兼顾协调。
参考文献：
［1］黄兴军，高文冲，冯国旭．从空海一体战看国外巡航导弹隐身技术发展．战术导弹技术，2013(2)
［2］张建民，孙健．国外隐身技术的应用与发展分析．舰船电子工程，2012(4)
论文作者:黄弢
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：技术论文; 材料论文; 无人机论文; 飞机论文; 智能论文; 敌方论文; 美国论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;