简议红外隐身技术的应用及发展趋势

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1、简议红外隐身技术的应用及发展趋势1引言　　随着红外探测技术和红外精确制导武器的发展，飞机、坦克等军事目标要想在日益复杂而恶劣的战场环境中具有足够的生存力，必须采用包括红外隐身在内的各种隐身技术来降低自身被探测的概率。为此，以降低目标红外辐射强度和削弱敌方探测效能为宗旨的红外隐身技术受到了各军事强国的重视。本文就红外隐身原理、红外隐身材料、红外隐身技术的军事应用及发展趋势进行了研究和探讨。　　2红外隐身技术概述　　红外隐身技术主要是通过减小或改变目标的红外辐射特性来降低红外探测系统对目标的探测概率。具体措施包括改进热结构设计，对

2、主要发热部件进行强制冷却，表面涂覆红外隐身材料，使用红外伪装和遮蔽等。　　2.1红外隐身的基本原理　　在实际的红外探测过程中，物体发出的红外辐射通过大气传输才能到达红外探测器。大气传输过程中红外辐射会因波长不同而有不同程度的衰减，通常把大气衰减较少的波长区域称为大气窗口。大气的红外窗口有以下3个波段:短波1～2.5μm、中波3～5μm、长波8～14μm，红外辐射在这3个波段以外基本上是不透明的，目前使用的红外探测器大都工作在这3个波段内。根据这一特点，可以采用合适的材料作为表面涂层，调节己方军事目标的红外辐射

3、波段至大气窗口之外，使得对方红外探测器无法探测到己方目标的红外辐射能量。　　2.2红外隐身的主要技术措施　　综合以上红外隐身原理分析可知，常见的红外隐身方法主要包括:(1)改变目标红外辐射传输路径;(2)改变目标红外辐射特性;(3)降低目标红外辐射强度;(4)进行光谱转换。　　2.2.1改变目标红外辐射传输路径　　改变红外辐射传输路径主要是改变目标周围大气的光谱透过率，以达到屏蔽和对红外探测器干扰的作用。烟幕以其较好的经济性和较高的实用性在海上军事舰艇红外隐身方面得到了广泛的应用。烟幕的主要功能是通过在空中施放气溶胶微粒，改变

4、电磁波介质传输特性，实施对光电探测、观瞄和制导武器系统的干扰。在红外方面其隐身作用机理主要是:(1)使得目标周围大气路径上充满烟幕微粒，对物体红外辐射产生强烈的吸收和散射作用，削弱红外侦察和制导系统中红外探测器接收信号的强度，使之无法成像;(2)烟幕本身可以发出更强的红外辐射，覆盖目标及背景的红外辐射，使红外探测设备只能探测到一片模糊影像。但是由于烟幕必须悬浮在目标的周围，所以多用于保护静止和慢速运动的目标。　　2.2.2改变目标红外辐射特性　　改变目标红外辐射特性的主要措施是改变目标的主要红外辐射波段以及模拟背景辐射特性，使

5、得敌方红外探测器无法探测或识别己方目标的红外辐射。　　改变目标主要红外辐射波段，其一是使得目标主要红外辐射在对方探测器的工作波段以外，另外是使己方目标的主要红外辐射集中在大气强损耗波段。具体应用如:通过向燃料中加入特殊添加剂，使排气尾焰的红外辐射带偏移到红外探测系统的响应波段之外;采用红外变频材料制作有关的结构部件等。实例之一为目前国外采用的一种特殊燃料，使飞机排气尾焰辐射偏移到5～8μm的大气强损耗波段。　　模拟背景辐射特性即红外图形迷彩，是指通过使用不同发射率的材料来改变目标物体各部分红外辐射分布状态，使得目标与背景

6、的红外辐射分布状态相协调，从而目标的红外图像成为整个背景红外图像的一部分，使得敌方探测器难以识别。例如目前采用的红外光区四色变形迷彩涂料等。瑞典采用的角形结构碎片迷彩以及前西德陆军采用的歪曲车辆阴影图案，都收到了较好的效果。　　2.2.3降低目标红外辐射强度　　根据斯特潘-波尔兹曼定律，降低目标的红外辐射强度主要是通过降低物体表面的发射率和物体表面的温度来实现的。具体技术手段有:表面涂发射率较低的材料;减少散热源;采用热屏蔽手段使得目标内部热量难以外传;对喷管等重要部位进行降温;降低发动机排气管温度;废气废水冷却;注入红外吸收

7、剂降低尾焰温度等。　　2.2.4采用光谱转换技术　　实现光谱转换的主要手段是采用特定的涂料，使得目标表面在3～5μm和8～14μm波段大气窗口有较低的发射率，而在这两个大气窗口外的中远红外波段上有较高的发射率。这样，辐射能量的频段主要在大气窗口以外，完全被大气吸收和散射掉，从而使得目标难以被发现。　　3红外隐身材料　　红外隐身材料是红外隐身技术的重要途径，隐身材料既可用于目标蒙皮，又可用于目标发热部件，来减小或改变目标红外辐射特性达到隐身效果，还能使目标红外辐射特性模拟背景辐射特性以达到红外伪装效果。红外隐身材料使

8、用方便，工艺简单，品种较多，在红外隐身技术中占有重要的地位。用于红外隐身的材料应具有符合要求的红外辐射发射率或者较强的控温能力，合理的表面结构，较低的太阳辐射吸收率，并能与其他波段的隐身涂料兼容。　　涂层材料是红外隐身材料研究的重点，根据其作用原理，可以将涂层材料分为红外低辐