用于飞机隐身的材料表面工程技术.ppt

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1、用于飞机隐身的材料表面工程技术Contents声隐身技术发展概况雷达隐身技术红外隐身技术光电隐身技术飞机隐身技术发展概况自1989年美国入侵巴拿马时首次使用F-117隐身战斗机后，隐身技术日益引起世界各国的高度重视。海湾战争中各种隐身兵器的精彩表演，尤其是F-117的表演开启了世界各国隐身技术的研究热潮。隐身技术获得了长足的发展并广泛应用于各种武器装备。尤其是飞机隐身技术已经发展的特别成熟。飞机隐身技术发展概况飞机目前利用的隐身技术主要有雷达隐身技术、红外隐身技术、可见光隐身技术、声波隐身技术。雷达隐身技术外形隐身技术吸波材料隐身技术结构

2、隐身技术等离子体隐身技术1234雷达隐身技术-外形隐身技术原理：在气动力允许的条件下，改飞行器外形，使其在特定的入射角度范围内显著降低特定照射角度范围内的RCS的技术称为外形隐身技术。RCS：雷达散射截面注释：雷达目标和散射的能量可以表示为一个有效面积和入射功率密度的乘积。这个面积通常称为雷达散射截面。　雷达目标反射面积RCS可从电磁散射理论方面进行定义。定义为：单位立体角内目标朝接收方向散射的功率与从给定方向入射于该目标的平面波功率密度之比的4π倍。不同性质、形状和分布的目标，其散射效率是不同的。为确定这一效率，我们把有效散射面积等效为

3、一个各向同性反射体的截面积，称为目标的雷达截面积，写作σ，其表达式为σ=4πA^2/λ^2式中：A为照射面积，λ为工作波长。雷达隐身技术-外形隐身雷达隐身技术-外形隐身从正面探测几种飞机的雷达截面积从表中可以看到采用了隐身就技术的B-1B，B-2，F-117的雷达散射面积明显比其他飞机小。雷达隐身技术-外形隐身B-1B海盗旗以美国B-1B和俄罗斯海盗旗为例，前者正面雷达散射面积为0.75，后者为15，所以B-1B被探测距离为海盗旗的1/2左右。雷达隐身技术-外形隐身在气动力允许的条件下，改变飞行器外形，使其在特定的照射角度范围内显著降低R

4、CS的技术（外形隐身）通常采用的方法如下：1.飞机的机身、机尾和机身之间的结合都是能产生角反器效应的部位，可采取翼身融合体结构，V型尾翼或倾斜式双立尾结构等方法。2.变后向散射为非后向散射，采用后掠翼和三角翼结构对付正前方入射光。3.用边缘衍射代替镜面反射，尽量使机上造成镜面反射的部分平滑，使之形成边缘衍射而无强反射。4.用平板外形代替曲面外形，减少散射源数量。可将飞机机身、短舱等处向扁平方向压缩或做成近似三角形机身。雷达隐身技术-外形隐身一些应用实例翼身融合：机翼和机身结合处的外形，无论取纵向截面或横向截面，其轮廓线都是连续曲线。J-1

5、0战机F-16战机雷达隐身技术-外形隐身一些应用实例角反射器：一种常用的后向反射器，即能将入射波以严格平行它的来向反射回去的装置。隐身飞机在设计时要避免角形成角反射器。日本心神概念机美国F-35A战机这两种战机都是单发但为了隐身都采用了倾斜双垂尾雷达隐身技术-外形隐身一些应用实例采用平板外形代替曲面外形，将雷达波偏离入射方向。F-117战机F-117为了最求隐身整个机体都由平面构成，隐身性能突出，缺点也很突出，不仅飞行速度慢（0.9M），机动性差，而且未装雷达，弹舱容量小（2300kg）。雷达隐身技术-吸波材料吸波材料：吸波材料吸收电磁波

6、能量，通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其它形式的能量而耗散掉的一类材料。它的工作原理与材料的电磁特性有关。良好的吸波材料必须具备两个条件，一是雷达波入射到材料内，其能量损耗尽可能大：二是吸波材料的阻抗与雷达波的阻抗相匹配，此时满足无反射。使用上常要求吸波材料在一定频宽范围内（如8～18GHz）对电磁波强烈地吸收，理想情况是全吸收，即反射系数为零。雷达隐身技术-吸波材料料按吸波原理，吸波材料可分为吸收型和干涉型两类。吸收型吸波材料主要是材料本身对雷达波损耗吸收。干涉型是利用吸波层表面反射波和底层反射波的振幅相等相位相反进行干涉抵消

7、，它的缺点是吸收频带很窄。吸波材料的吸波性能取决于吸收剂的损耗能力，因此吸收剂的研究一直是吸波材料的研究重点。传统的吸波材料有铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、导电纤维等。新型吸波材料包括纳米材料、多晶铁纤维、“手征”材料、导电高聚物及电路模拟吸波材料等。他们有不同于传统吸波材料的吸波机制。目前铁氧体和金属微粉是研究的比较多的材料。雷达隐身技术-吸波材料料一些实例F-22的飞机表面的吸波涂层分三层。第一层是在飞机蒙皮表面的底漆层，用以粘附含有银片的导电涂层；第二层即导电涂层中薄银片与聚氨酸脂混合在一起，用以传导、消散雷达波，防止雷达波回到

8、发射源；第三层为面层，其中含有金属材料用以降低雷达波转化热量，从而减少被雷达探测的风险。雷达隐身技术-吸波材料料一些实例中国的四代隐身战机J-20雷达隐身技术-吸波材料料一些实例B-2隐身战略