隐身与反隐身技术发展情况.docx

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1、隐身与反隐身技术发展情况一、本文概述隐身与反隐身技术是现代军事领域中的重要研究课题,它们的发展水平直接影响着未来战争的形态和战略部署。本文旨在全面概述隐身技术与反隐身技术的发展历程、现状以及未来趋势,分析两者之间的相互作用及其对现代战争的影响。隐身技术指的是通过各种手段减少或消除飞行器、舰船、装甲车辆等军事装备在雷达、红外、声呐等探测设备上的信号特征,从而达到隐蔽自身、提高生存能力的目的。隐身技术的发展始于20世纪中叶,随着材料科学、电子技术、计算力学等多学科的交叉融合,隐身技术得到了迅速发展,并在多场局部战争中显示出其重要价值。与此同时,反隐身技术作为对隐身技术的一种制衡,其核心目标是提高对

2、隐身目标的探测、识别和跟踪能力。反隐身技术的发展同样迅速,它不仅包括传统的雷达和传感器技术的改进,还涉及到数据处理、信号分析、网络协同等多个层面的创新。本文将从技术原理、发展历程、应用实例等多个角度,对隐身与反隐身技术进行深入探讨。通过对两者的对比分析,旨在揭示它们之间的竞争与合作关系,以及这种关系对军事战略和战术的影响。最终,本文还将展望未来技术的发展趋势,探讨在新的科技革命背景下,隐身与反隐身技术将如何进一步演进,以及它们对维护国家安全和世界和平的潜在贡献。二、隐身技术的基本原理与发展历程隐身技术的基本原理是通过物理和材料科学的创新,减少目标物体对雷达波的反射。这可以通过设计特殊的外形结构

3、,使雷达波产生散射或绕射,从而降低雷达截面积(RCS)。使用吸波材料和涂层也是实现隐身的重要手段,这些材料能够吸收雷达波能量,减少反射回雷达的信号强度。隐身技术的发展可以追溯到20世纪初期,当时科学家们开始研究如何减少飞机在雷达上的可见性。二战期间,隐身技术的研究得到了加速,但直到冷战时期,随着电子技术的进步,隐身技术才真正开始成熟。早期探索:早期的隐身技术主要依赖于对飞机外形的设计,例如采用平滑的表面和倾斜的角度来散射雷达波。材料科学的进步:随着材料科学的发展,新型吸波材料被研发出来,这些材料能够更有效地吸收雷达波,进一步降低雷达截面积。综合隐身设计:现代隐身技术不仅仅关注单一的外形或材料,

4、而是将外形设计、材料应用和电子对抗等多种技术综合起来,形成一套完整的隐身解决方案。隐身技术的发展是一个不断演进的过程,随着探测技术的进步,隐身技术也在不断地更新和完善。未来,隐身技术可能会向着更加智能化、自适应化的方向发展,例如通过实时监测雷达波的特性并调整自身状态以达到更好的隐身效果。多频段隐身:研究如何在不同频段的雷达探测下都能保持隐身效果,以应对多频段、多模态的雷达探测系统。隐身与网络化:将隐身技术与网络化战场管理相结合,实现在复杂战场环境中的有效隐蔽和快速反应。三、隐身技术在现代军事装备中的应用隐身技术,作为现代军事装备发展的重要方向,已经广泛应用于多种军事平台,包括战斗机、轰炸机、无

5、人机、导弹以及海军舰艇等。这些装备通过采用隐身设计、材料和战术,有效地降低了被敌方雷达探测的概率,从而提高了战场生存能力和打击效率。战斗机与轰炸机:隐身技术最早被应用于战斗机,如美国的FU7夜鹰、F22猛禽和F35闪电II等。这些飞机采用了特殊的形状设计和吸波材料,以减少雷达反射面积和雷达波的散射。轰炸机如B2幽灵,更是将隐身技术发挥到极致,其独特的飞翼设计和复合材料的使用,使其在执行远程打击任务时难以被侦测。无人机:隐身无人机如美国的RQ170哨兵,也在现代战争中扮演着重要角色。它们不仅能够进行侦察和监视任务,还能在敌方防空系统中悄无声息地执行打击任。无人机的小型化和隐身特性,使其在未来战争

6、中的潜力巨大。导弹与精确制导武器:隐身技术同样被应用于导弹设计中,以提高其突防能力和精确打击能力。例如,美国的AGMl58JASSM(JointAirtoSurfaceStandoffMissile)就是一种具有隐身特性的远程巡航导弹,能够在敌方防空网中隐蔽飞行,精确打击高价值目标。海军舰艇:隐身技术在海军装备上的应用也日益成熟。例如,美国的朱姆沃尔特级驱逐舰采用了隐身舰体设计和雷达吸收材料,大幅降低了雷达截面积,提高了在复杂海洋环境中的生存能力。隐身技术的应用不仅提升了军事装备的性能,也推动了战术和战略的革新。随着技术的不断进步,未来隐身技术将在更多领域展现其独特的价值,为现代军事装备的发展

7、带来新的突破。同时,这也促使反隐身技术的发展,形成了一种相互促进、相互制约的动态平衡关系。四、反隐身技术的研究与进展随着隐身技术的不断发展和应用,反隐身技术的研究与进展成为了军事领域的重要课题。反隐身技术旨在通过各种手段和方法,探测、识别并有效应对隐身目标,以确保国防安全和战略平衡。雷达系统作为探测隐身目标的主要手段,其技术进步对反隐身能力的提升至关重要。近年来,通过采用新型雷达体制、优化雷达工作频率、改进信号处理算法等措施,雷达系统在探测隐身目标方面取得了显著成效。例如,采用低频雷达可以减小目标的雷达散射截面(RCS),从而提高对隐身目标的探测能力而多静态雷达系统则利用多个接收点的信号数据,

8、通过合成孔径原理提高目标的定位精度。为了克服单一传感器在反隐身方面的局限性,多传感器信息融合技术应运而生。该技术通过整合来自不同类型传感器(如雷达、红外、光学等)的信息,实现对隐身目标的全方位、多角度探测。信息融合不仅提高了探测的准确性和可靠性,还有助于降低虚警率和漏警率,从而有效提升反隐身能力。电子战和网络战技术在反隐身领域的应用,为探测和干扰隐身目标提供了新的途径。通过电子侦察和干扰手段,可以破坏隐身目标的通信和导航系统,降低其作战效能。网络战技术可以对敌方的指挥控制系统进行攻击,削弱其对隐身目标的指挥和控制能力。人工智能和大数据技术的发展为反隐身技术带来了革命性的变革。通过大数据分析,可

9、以挖掘隐身目标的行为特征和规律,为探测和识别提供有力支持。同时,人工智能技术可以实现对复杂数据的快速处理和智能分析,提高反隐身系统的反应速度和决策能力。反隐身技术的研究与进展是一个持续演进的过程。在未来,随着科技的不断进步,反隐身技术将更加多样化、智能化,为维护国家安全和战略平衡发挥重要作用。五、隐身与反隐身技术的对抗与平衡隐身技术与反隐身技术之间的对抗,本质上是一种军事战略的博弈。隐身技术旨在通过各种手段减少或消除飞行器、舰船等军事目标在雷达、红外、声纳等探测系统上的可探测性。而反隐身技术则致力于发现和追踪这些经过特殊设计的目标,确保在现代战争中保持情报优势和战场主动权。随着隐身技术的不断进

10、步,反隐身技术也在迅速发展。例如,隐身技术通过使用复合材料、特殊涂层、几何设计等手段降低雷达截面积(RCS),而反隐身技术则通过提高雷达分辨率、采用多频段探测、增强信号处理能力等方式来提高对隐身目标的探测概率。隐身与反隐身技术的对抗并非零和游戏,而是通过不断的技术迭代和战术创新实现一种动态平衡。一方面,隐身技术的发展推动了反隐身技术的创新另一方面,反隐身技术的进步也为隐身技术提出了新的挑战,促使其不断优化和升级。这种相互促进的关系有助于推动军事技术的全面发展。未来,隐身与反隐身技术的对抗可能会趋向于智能化、网络化和一体化。例如,通过人工智能技术提高反隐身系统的自主探测和决策能力利用网络化作战体

11、系实现多源信息融合,提高对隐身目标的综合探测能力以及通过一体化设计,将隐身技术与电子战、网络战等其他军事技术相结合,形成更为复杂的对抗体系。隐身与反隐身技术的对抗与平衡对于国家安全和军事战略具有重要意义。它不仅关系到军事力量的投送和战场控制,还涉及到国家的战略威慑能力和国际地位。持续投入隐身与反隐身技术的研究和开发,对于维护国家安全和提升国际影响力至关重要。六、结论技术发展并行性:隐身技术与反隐身技术的发展呈现出一种并行性,即随着隐身技术的不断进步,反隐身技术也在持续发展和完善。这种相互促进的关系推动了军事技术的快速发展,同时也增加了军事对抗的复杂性。创新驱动的重要性:在隐身与反隐身技术的发展

12、过程中,创新是推动技术进步的核心动力。无论是隐身材料的研制、隐身设计的优化,还是雷达探测技术的革新,都离不开科研人员的创新思维和持续探索。系统化集成的趋势:隐身与反隐身技术的发展越来越倾向于系统化和集成化。单一技术或装备已经难以满足现代战争的需求,未来的趋势是通过系统集成,将多种技术融合在一起,形成更为完善的综合防御或攻击体系。智能化的发展方向:随着人工智能等技术的发展,隐身与反隐身技术也将朝着智能化方向发展。通过智能化技术的应用,可以提高隐身装备的自主性和适应性,同时也可以增强反隐身系统的识别能力和反应速度。国际合作的必要性:在全球化背景下,各国在隐身与反隐身技术领域的合作日益重要。通过国际

13、合作,不仅可以共享研究成果,避免重复研究,还可以共同应对潜在的军事威胁,维护世界和平与稳定。持续投入的重要性:隐身与反隐身技术的研究和开发需要大量的资金和人力资源投入。只有持续的投入和支持,才能保证技术的持续进步和更新,满足未来战争的需求。隐身与反隐身技术的发展是一个复杂而长期的过程,需要不断的创新、系统化集成、智能化发展以及国际合作和持续投入。同时,我们也应该看到,技术的发展应服务于和平与稳定,而非加剧冲突和对抗。参考资料:隐形技术(stealthtechnology)俗称隐身技术,准确的术语应该是“低可探测技术”(lowobservabletechnology)0即通过研究利用各种不同的技

14、术手段来改变己方目标的可探测性信息特征。隐形技术是传统伪装技术的一种应用和延伸,它的出现,使伪装技术由防御性走向了进攻,由消极被动变成了积极主动,增强部队的生存能力,提高对敌人的威胁力。例如:雷达和通信设备工作时会发出电磁波,表面会反射电磁波,运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线,以及物体(如飞机)会反射照射向它的雷达波,就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比,容易被敌人发现。通过多种途径,设法尽可能减弱自身的特征信号,降低对外来电磁波、光波和红外线反射,达到与它所处的背景难以区分,从而把自己隐蔽起来。这就是“低可探测技术”。借助于中国古典武侠小说中有所谓“隐身术”一说,所以,俗称隐身技术

15、。隐形技术涉及到电子学、材料学、声学、光学等许多技术领域,是第二次世界大战后的重大军事技术突破之一。隐形技术包括:雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。很多武器装备,如飞机、导弹、舰船、坦克、战车、水雷、大炮等,都可以采取隐身措施把自己隐蔽起来。首先出现的是隐形飞机,通过降低雷达截面和减小自身的红外辐射实现隐形。飞机一出现,人们就企图降低它的可见光特征信号,后来,重点转变为反雷达探测。在第二次世界大战中,德国、美国和英国都曾尝试降低飞机的雷达特征信号。德国潜艇通气管采用过能够吸收雷达波的涂料。60年代中期以后,一体化防空系统效能得到很大提高,提高飞机生存能力的重要性和迫切性变得异常

16、突出,西方国家研究出了一些战术和技术对抗措施,并研制出U-A-YF-SR-D-21等具有一定隐形能力的飞机。但由于缺少提高生存能力的系统方法,更缺少支撑隐形的先进技术,所以还没有出现真正的隐形武器系统。在采用降低特征信号以提高飞机生存能力的强烈需求推动下,提出了研制以降低雷达截面为主要目标的、实用的、真正的隐形飞机的要求;由于理论,以及计算机、电子、控制、材料技术的进步,以减小雷达截面为主要目标的实用的第一代隐形飞机一一F-Il7A“夜鹰”于1975年问世。美空军1981年开始发展第二代隐形飞机一一B-2隐形轰炸机。FT6C、FA-18CDBTB等也采用了部分隐形技术,隐形技术还被推广到各种导

17、弹、直升机、无人机、水面舰艇当中。潜艇的噪声以每10年降低l(20分贝的速度下降,世界上最好的核潜艇的噪声已经降低到9(100分贝,低于海洋环境噪声(115分贝)。第二代隐形飞机研制成功,第第二代隐形飞机多次参加军事行动,取得显著战果。开始研制第三代隐形飞机。隐形技术向导弹、舰艇、直升机、战车,甚至弹药、地面设备、服装和机场等领域推广和移植。美空军于1993年12月开始部署B-2隐形轰炸机,这是集低可观测性、高空气动力效率和大载荷于一身的第二代隐形飞机,采购数量为21架。美空军于80年代开始设计F-22“猛禽”战斗机,1993年开始研制“联合攻击战斗机”,它们都属于第三代隐形飞机。隐身飞机开始

18、大量参加战斗是这个时期的一大特点。1991年海湾战争期间,美在海湾部署的43架F-117A隐形飞机出动了1271架次,攻击了伊拉克40%的战略目标。1999年6架B-2隐形轰炸机首次参加科索沃军事行动,共出动40架次,投下500枚“联合直接攻击弹药”,总重450吨。采用独特的外形设计和吸波、透波材料,以降低飞机对雷达波的反射;降低飞机发动机喷气的温度或采取隔热、散热措施,减弱红外辐射。美国的F-117A隐形战斗轰炸机(现已退役)、B-2隐形轰炸机已经装备部队,正在研制的F-22隐形战斗已于2005年服役。隐形技术在舰艇上也得到应用,例如美国海军“阿利伯克”级驱逐舰的上层建筑就是如此,瑞典制造的

19、隐形艇已开始试航。潜艇的降噪措施则属于声隐形技术。隐形坦克、隐形装甲车、隐形火炮、隐形巡航导弹等多种隐形水雷也在研制中。隐形技术的出现促使战场军事装备向隐形化方向发展。由于各种新型探测系统和精确制导武器的相继问世,隐形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形技术,取得了突破性进展,相继研制出隐形轰炸机、隐形战斗机、隐形巡航导弹、隐形舰船和隐形装甲车等,有的已投入战场使用,在战争中显示出巨大威力。同时,反隐形技术也在深入发展,并不断取得新成就。美国的隐形兵器发展较快,居世界领先地位。它的F-117A、B-F-22等隐形飞机代表当今世界隐形兵器的先进水平。F-117A隐形攻击机

20、已投入实战,在局部战争中发挥了重要作用。第一架B-2隐形轰炸机已于1993年12月开始服役,空军轰炸机联队装备的B-2隐形轰炸机有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形特性。F/A-18E/F飞机上采用了具有抗蚀性的吸波材料,这是隐形技术领域的一个突破。在现有隐形飞机的基础上,美国不断开拓新项目的研究,研制新型隐形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”,旨在研制多用途隐形战斗机;世界著名的“暗星”(即蒂尔11I?隐形无人机)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

21、形攻击导弹和隐身电动战车;正在实施旨在提高海军潜艇隐形性能的秘密计划(“M计划”);诺思罗普格鲁曼公司正在研制一种攻击型隐形无人战斗机和一种能模仿隐形飞机的新型诱饵;空军正在考虑发展一种远程隐形运输机;陆军已设计出一种隐形帐篷,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,研制隐形侦察车;正在开发各种隐形工事和隐形机库,以保护停放在里边的通信车、飞机和导弹等装备。隐身技术问世以来,前苏联与美国一直在竞相发展隐形飞机。当今的俄罗斯也不甘落后,它已开始研制隐形的轻型多用途第5代战斗机(LFl)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

22、制一种中型隐形战斗机“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形战略轰炸机;俄罗斯的隐形军舰令人瞩目,已有4艘交付使用。除美、俄外,英、法、德、日和瑞典等国都在积极发展隐形兵器。英国国防部制定了一项研制第三代隐形攻击机的秘密计划,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形装甲战车,并已研制成功隐形军舰和一种新型隐形教练水雷。法国正在研制类似于美国F-117A隐形攻击机的试验样机;已研制出一艘全部采用隐形技术的护卫舰;开始研究下一代隐形的高超声速攻击导弹,预计2010年前后服役;

23、正在研制装备“电动车轮”的隐形装甲车。德国一直在秘密地执行“萤火虫”隐形飞机计划,拟研制一种多面体隐形战斗机的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形轻型超声速战斗机/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系统隐形舰。日本已经研制出FS-隐形战斗机的原型机,并正在筹划下一代隐形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-;还正在研制一种隐形无人航空器。瑞典研制成功了一艘隐形炮艇,并已下水试航;正在研制一种小型隐形护卫舰,首艘将于本世纪末或下世纪初服役。意大利、西班牙和印度等

24、国也正在研制隐形飞机。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414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l%o美国休斯实验室已进行了这方面的实验。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。这种技术是利用计算机预测雷达波在

25、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”之外儿乎没有能量。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。隐形材料是隐身技术发展的关键。世界军事大国正在开发以下几种新型隐形材料:(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

26、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。研究的雷达吸波型手性材料,是在基体材料中掺杂手性结构物质形成的手性复合材料。近几年来,对纳米材料的研究不断深入,证明纳米材料具有吸波特性,因而引起研究人员的极大兴趣。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。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。欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型的雷

27、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。智能型隐形材料和结构是80年代逐渐发展起来的一项技术,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形功能提供了可能性。隐形技术正向着综合运用、权衡隐形性能和其他性能、扩展频率范围和应用范围、降低成本等方向发展。隐形技术中最大有可为的新进展或许是一种叫做“超材料”的奇异材料,有朝一日它也许真的能让物体隐形。具有讽刺意味的是,超材料曾被认为是不可能存在的,因为它违反了光学定

28、律。2006年,北卡罗来纳州的杜克大学(DukeUniversity)和伦敦帝国理工学院(ImperialCollege)的研究者成功挑战传统概念,使用超材料成功让一个物体在微波射线下在2维平面上隐形。我们有史以来头一次拥有了能使普通物体隐形的方案(五角大楼的国防高级研究计划署资助了这一研究)。2010年,来自德国卡尔斯鲁厄理工学院(KarISrUherInstitutf(lrTechnologie,KIT)和伦敦帝国理工学院(InIPerialCollege)的研究者成功让金膜块在4到7微米波下在3维空间中成功隐形,离在可见光(可见光波长47微米)下达到隐形又向前推进了一步。隐形技术的迅速发

29、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隐形身兵器并研究反隐形技术。隐身技术与反隐形技术的发展,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。反隐形技术的发展方向是:综合运用,系统综合(集成),开发新的反隐形技术理论。由于隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的,所以,反隐形技术的发展重点也是针对雷达的。雷达实现反隐形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利用隐形技术的局限性,削弱隐形兵器的隐形效果;3开发能摧毁隐形兵器的武器。美、俄、英、法、日等国家都在积极发展反隐形技术,取得的进展主要表现在以下几个方面:高灵敏度雷达通常包括:先进

30、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。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。由于隐形兵器的设计通常是针对厘米波段雷达的,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形能力。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

31、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。隐形飞行器的隐形重点一般放在鼻锥方向45。角范围内。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),都能有效地探测隐形目标。美国还正在研制预警飞艇、预警直升机、预警卫星等。俄罗斯、英国、印度等国都很重视发展预警机的工作。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

32、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形能力。隐形兵器主要是通过采用吸波材料(结构吸波材料和吸波涂层)达到隐形的。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。纳米级微小

33、粒子组成的超材料可以让光线拐弯,绕过障碍物。被超材料包裹的人,怎样在不被看到的情况下看到外面?美国的材料学家关于超材料的发现和中国物理学家的反隐形材料研究,让隐形不再遥不可及。弗拉吉米尔沙拉耶夫(VIadminrShaIaeV)造出了隐身衣。他不会魔术,也不懂魔法,身为美国印地安那州普渡大学的材料学专家,他通晓材料反射光线的秘密:“假如一样东西反射的光线根本没有到达你的眼睛会怎样?就跟你背对着它一样吧。”但是我们都知道怎样看见背对着的东西一一只要有一面镜子帮助光线反射到我们的眼睛就成。“即使你面对隐身斗篷,你还是看不见它。不仅如此,你会看到本应被它阻挡的东西。因为只要没有光从它上面反射到你的眼

34、睛,你就看不到它。”所谓“超材料”就是超出自然界固有的普通性质,具有超常材料功能的人工复合材料。它们并不存在于自然界,而是完全由科学家们在实验室研制出来。科学家们尽可能根据需要赋予它们天然材料所不具备的超常物理性质,最终突破某些自然规律表现的限制。事实上,在自然界中确实存在着让光反射异常的材料。例如天然蛋白石就因其具有不完全光子带隙结构而有着强烈的反光,并且向不同的角度发射出不同的颜色光彩。这种光子带隙结构在蝴蝶翅膀、孔雀羽毛以及海老鼠的毛也存在,正是它们使本来无色的生物体由于结构的发光而呈现出闪烁斑斓的色彩。2013年3月1日消息、,据国外媒体报道,科学家张柏乐(BaiIeZhang)在一项

35、流行技术大会上揭开他的起源于哈利-波特小说的“隐身衣”技术。他表示,他研制的隐身衣与其说是一项彻底的物理学突破,不如说是一项兴趣爱好。张柏乐博士2013年2月25日在美国加利福尼亚州长滩举行的享有盛誉的TED2013会议上展示了他的发明一一“肉眼看不见的隐身衣”。尽管他的装置只是一个盒子,而不是隐身衣,但二者的目的都一样,都是为了弯曲物体周围的光线,达到肉眼看不到的目的。张柏乐说,2010年他提出这种想法,并“只是为了好玩”制造了该装置。他在上传到YouTube的一段视频上演示了该装置,通过这个盒子让一个卷起的便利贴消失不见了。只要便利贴位于隐身衣后面,人们就无法看到它。这段视频上的演示与在T

36、ED2013上的演示不同。张柏乐称,他把两片方解石(一种能够弯曲光线的碳酸盐矿物)粘贴在一起制成这个盒子。隐形材料一直没有被发现过,直到沙拉耶夫用人造原子、中继原子等工程学方法制造出超材料。这种超材料具有在三维空间整齐布阵的微小粒子,而且它们的尺寸达到了纳米级,在扫描探针显微镜观察下呈现出有序的微观结构当微观结构的尺寸与光波的波长相当时,就能够表现出某些光学和电磁学上的特异性。而我的材料结构比光波波长还小。”事实上,普通的材料无论如何看似光滑,对于微粒子来说都好像雨点打在鸟巢体育场那样大的粗糙核桃壳上一样,总是会向各个角度产生反射。只有把结构做到比光子还要小,才有可能做出足以让光线如同激流经过

37、鹅卵石一般的流线体。沙拉耶夫正是这样完成了他的隐身衣的材料。随后,他依靠一排从中心点开始像一个圆形的梳子沿轮辐方向向外辐射的微型针,将光的折射和扭曲减少到几乎为零,使得围绕着隐身衣的光线发生弯曲,致使人们看不见斗篷。2008年10月,沙拉耶夫在美国科学杂志上把隐身衣的秘密公诸于世,同时向人们宣布:“只有超材料才能织就隐身衣。”然而他志得意满之际似乎忽略了一个事实:当隐身衣把他遮得严严实实的时候,他也成为一只被缝在布袋里的小白鼠。别人看不见他,而他也什么都看不见。除非他挖两个洞露出眼睛,但是两颗悬在空中眨巴眨巴的大眼睛也足够把观众们惊倒了。必须再给隐身衣设计一副配套的墨镜,才能做到完全隐身。如果

38、说,让人看不到墨镜的里面就好比隐形技术;那么,让戴墨镜的人能清楚地看到外面则可以称为反隐形技术。沙拉耶夫所没有解决的反隐形技术其实早已开始被其他科学家关注。2007年11月,上海交大的陈焕阳博士在美国应用物理快报上公布了他对抗隐形技术的研究结构。他和同事们设计出一种光学属性与那些隐形斗篷匹配的材料:“用术语来说,就是一种各向异性负折射率材料,它的阻抗与隐形斗篷的正折射率相匹配。”事实上,它的原理有点像是给手枪装上消音器:用相同频率的声波的波峰来填补所发出的声音的波谷,最终完全抵消空气振动。其实,沙拉耶夫只要将这样的反隐形材料贴在隐身衣上,就可以让一些光线按照指定的路径渗透进来,从而部分抵消隐身

39、衣的效应。陈焕阳和同事们研究的反隐形技术在隐身衣内产生了破坏隐身性能的效果,这已经初步解决了隐身衣内外之间无法通讯的问题。事实上,陈焕阳也同时在进行着隐形技术的研究,只不过不是为了做衣服。在他的设想中,可以利用隐形技术做出一道隐藏之门的设计:用隐形技术制作的材料置于大门的中间,就能让门看上去像是和周围的墙一样;而在门内的人则能够通过反隐形技术观察到外面的人的一举一动。这项技术也许将被开发于军事领域,难怪美国前驻华武官在美防务新闻网站上援引此例惊呼未来中国将对美国的隐形武器构成巨大威胁。反可见光隐身技术(Antivisiblelightstealthtechnology)是指发现、识别、定位可见

40、光隐身目标而采用的技术。而可见光隐身技术则是使武器装备不易被人的眼睛或可见光探测设备发现的一种技术。反可见光隐身技术是指发现、识别、定位可见光隐身目标而采用的技术。该技术可利用目标的结构体和表面的光反射,发动机喷口的喷焰、尾流和烟迹,灯光及照明光为主要亮度源进行探测。反可见光隐身技术的发展基本与可见光隐身技术的发展同步,互相以对应技术原理为基础。随着军事技术的发展,可见光成像制导系统发现、跟踪、拦截目标的能力越来越强,飞机、坦克等武器系统所面临的威胁日趋严重。1960年美国的U-2侦察机在苏联的领空被击落,使得以美国为首的军事强国重新意识到可见光隐身的重要性,开始了系统性的研究。20世纪70年

41、代,美国在可见光隐身技术方面取得重大进展,并将其运用在越南战场。越战中美国空军战机上表面采用丛林绿、中间绿色和棕褐色三种色调,下表面采用较明快的“非常浅的灰色”,较好地隐藏在热带雨林的环境下,有效降低了被发现的几率。传统的可见光隐身手段有:在物体的表面涂上与背景颜色一致的迷彩和在武器表面罩上伪装网等。这两种手段虽然实施起来较简单,但隐身效果只在两种情况下较为明显:目标静止或目标在变化不大的背景下运动,因而影响了武器装备的机动性能。为了克服传统隐身技术的缺陷,军事专家积极探索和研究动态隐身技术,以适应复杂多变的背景。动态隐身技术的发展依赖于“智能”变色材料的合成开发。目前,研究较多的有热致变色、

42、光致变色和电致变色三种智能变色材料,它们都有可能应用于武器装备的智能蒙皮,其亮度和颜色会随着背景光的改变而相应地改变,从而实现动态隐身。在可见光范围内,探测系统的探测效果取决于目标与背景之间的亮度、色度、运动这三个视觉信息参数的对比特征,其中目标与背景之间的亮度比是最重要的因素。目标结构体表面的光反射特别是镜面反射光,发动机喷管的喷焰和烟迹,照明光和信号光等,因为与背景亮度的对比度较大,导致目标很容易被发现。如果目标与背景的亮度相当,则它们之间的色度对比度便成为目标的重要可视特征。如果目标与背景之间亮度和色度的对比度较大,就很容易在运动时被探测系统发现。可见光隐身技术的目的就是通过减少目标与背

43、景之间的亮度、色度和运动的对比特征,达到对目标视觉信号的控制,以降低可见光探测系统发现目标的概率,具体的措施有:前四种措施可能要改变目标的外形、功能器件的分布等,而后一种措施只需要改变目标表面反射和辐射特性。隐身平台最主要的特点是难以被发现和跟踪,反隐身首先必须解决能够发现和跟踪隐身目标的问题。反隐身探测大致可分为常规的探测方法和非常规的探测方法。常规探测方法主要指雷达探测,非常规探测包括无源微波探测、光学探测和声学探测等。提高和改进雷达仍是反隐身探测的重要措施,实施的技术途径有两个:一是改进现有雷达本身的探测能力;二是研制新型雷达或使用新的探测方法。冲击式雷达或无载波雷达是一种超宽带雷达,它

44、的发射脉冲极窄,峰值功率很高、频谱分布在很宽的范围内,具有相当高的距离分辨力,能够有效对付采用雷达吸波材料和平滑外形等隐身技术的隐身目标。冲击式超宽带雷达的优势和能力有如下几点:a.测距分辨率可高达厘米量级,可以获得足够高的的分辨率。b.具有能够识别和区分各目标的重要能力。C.超宽带雷达发射的脉冲包含许多频率,因此它能够突破窄频段吸波材料的吸波效应。d.具有对单个或多个目标的高分辨率成像能力。e.具有较强的穿透植被、土壤和墙壁的能力。f.能够通过距离选通(rangegating)技术抑制杂乱回波和减少多径干扰。g.具有一定对抗电子对抗的能力。无源探测系统本身并不发射电磁波,而仅仅依靠被动地接收

45、其它辐射源的电磁信号对隐身目标进行跟踪和定位。按照所依靠辐射源的不同,无源探测系统分为两类:一类通过接收被探测目标辐射的电磁信号对其跟踪和定位。隐身飞机在突防的过程中,为了搜索目标、指挥联络等,必然使用机载雷达等电子设备,电子设备发出的电磁波有可能被无源雷达发现。据报导,捷克生产的塔玛拉无源雷达能够探测到隐身飞机。另一类利用电台、电视台甚至民用移动电话发射台在近地空间传输的电磁波,通过区分和处理隐身目标反射的这些电磁波的信号,探测、识别和跟踪隐身目标。此方法的优点是:第一,民用电视发射机和中继站网、移动电话发射台,在实战中被敌方攻击的可能性小;第二,接收站不以辐射方式工作且机动性强,不易对其探

46、测和攻击,生存能力强;第三,信号源是40-400兆赫的低频、波长较长的电磁波,有利于探测隐身目标和低空目标;第四,该系统简单,尺寸小,可以安装在机动平台上;第五,该系统可以昼夜和全天候工作;第六,价格低廉。这种被动探测方法需要解决一系列技术问题,主要是必须在无线电发射机直接辐射信号背景上鉴别出很弱的目标反射信号(衰减1万1千万倍)。为测定目标角坐标需要高速测量和信号幅相特性处理设备,需要新一代超高性能信息处理机。目前美国、法国和德国正在研制这种探测技术的系统。在导弹逼近告警中,光学探测设备占有极其重要的地位。光电告警设备角分辨率高(可达微弧量级),体积小、重量轻、成本低,且无源工作,能准确引导

47、干扰系统(特别是激光武器)实施干扰,所以能辅助雷达告警设备,是隐身导弹告警的重要技术手段。这些光学装置也可以作为反隐身飞机的辅助手段。目前,红外告警设备由于采用大型面阵列的区域凝视技术,目标的分辨率最高可达微弧量级,告警距离可达1020公里。要将红外探测系统作为反隐身手段,就得提高其作用距离以及在不良天候下的使用效能。紫外告警利用波长为220-280纳米紫外波段的太阳光谱盲区来探测导弹的尾焰。在此波段内的太阳紫外辐射几乎被地球的臭氧层所吸收,如果能探测出紫外辐射,就可能是导弹。目前研制的第二代导弹逼近紫外告警系统是以多元或面阵器件为核心探测器,它角分辨率高,探测能力强,可对导弹进行分类识别。激

48、光雷达有更高的分辨率、更远的作用距离和良好的抗电磁干扰能力,是反辐射导弹告警的重要技术手段,也可以用作反隐身。美国在弹道导弹防御计划中试验过激光雷达。相干多普勒激光雷达已经用于飞机尾流和大气湍流的探测和成像,但尽管可以探测到32公里处的大气运动,但战术应用还存在一些问题。美国进行的秘密研究表明,激光能有效对付目前的隐身飞机。为了成功地对付B-2轰炸机,要求在25200英里(40320千米)远处进行探测、跟踪、杀伤。为此,美军提出并分析了50种非常规概念,一些进行了详细研究分析,还进行了一些实验,其中包括对声学探测系统。声学探测系统的基本探测装置是麦克风,由5个麦克风组成的探测器阵列可以探测8千

49、米外的B-2轰炸机的声音,能够粗略估计信号到达的方向。每个探测器阵列将探测和方向信号传送给中央设施进行最后处理。为了保证B-2轰炸机在15分钟内(飞行240千米)处于被跟踪状态,要求警戒线覆盖544万平方千米地区,这需要27000个探测器阵列。战术、干扰和其它设计问题也将降低该系统的效能。但这并不说明声探测系统没有用,而是说其比较复杂。等离子体隐身技术,是指产生并利用在飞机、舰船等武器装备表面形成的等离子云来实现规避电磁波探测的一种隐身技术。等离子体隐身技术的开发是新型隐身兵器的一个典型例子。1999年5月,俄罗斯科学家称,一种等离子体发生器已经安装在一架“米格”喷气战斗机上。这表明等离子体隐身技术正向着实用化方向发展。由于在理论上具有一系列的优点,军事强国对等离子体

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