隱身武器

隱身技術作為提高武器系統生存、突防，尤其是縱深打擊能力的有效手段，已經成為集陸、海、空、天、電磁六維一體的立體化現代戰爭中最重要、最有效的突防戰術技術手段，並受到世界各國的高度重視。隱身技術（又稱為目標特徵信號控制技術）是通過控制武器系統的信號特徵，使其難以被發現、識別和跟蹤打擊的技術。它是針對探測技術而言的。其主要包括雷達隱身、紅外隱身、聲隱身以及視頻隱身等。

基本介紹

• 中文名：隱身武器
• 外文名：stealth weapon
• 性質：突防戰術技術手段
• 主要包括：雷達隱身、紅外隱身、聲隱身等
• 優勢：提高武器系統生存、突防
• 又名：目標特徵信號控制技術
• 特點：通過控制武器系統的信號特徵等
• 材料：吸電磁波材料，吸波塗層

隱身武器

由於在未來戰爭中，雷達仍將是探測目標的最可靠手段，因此隱身技術研究以目標的雷達特徵信號控制為重點，同時展開紅外、聲、視頻等其它特徵信號控制的研究工作，最後向多功能、高性能的隱身方向發展。

研究分析

雷達控制

雷達目標特徵信號控制技術的核心是降低雷達散射截面(RCS)。其技術途徑主要包括外形技術、雷達吸材料技術(RAM技術)和電漿技術等，其中外形技術是通過目標的非常規外形設計降低其RCS；而RAM技術是指利用RAM吸收衰減入射的電磁波，並將其電磁能轉換為熱能而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的技術；電漿技術是一種近幾年才開始發展的新興隱身手段，它是通過一些技術途徑在飛行器表面形成電漿包層，利用電漿對雷達波的吸收、耗損作用來達到減小突防武器系統RCS的目的。

低RCS外形

外形技術是實現武器系統高性能隱身的最直接有效的手段，如飛彈彈頭低RCS設計時，相同投影面積的光卵形、拱形及球形彈頭的前視後向RCS相差高達200dB以上，而在對飛行器側面進行低RCS外形設計時，外形技術更是其它技術無法匹比的。外形技術的套用原則是，在保證飛彈總體技術要求的前提下，將目標強散射中心轉化為次散射中心，或將強散射中心移出受雷達威脅的主要方位區域。多棱面外形和融合外形技術是低RCS外形技術的兩個重要方面。

前者是將彈體設計成多棱面體，使得整個彈體沿彈身周向只呈現出幾個有限的窄散射峰值，而在其它寬方位角內的RCS則很小。典型的套用實例如美國的F-117A隱身戰鬥機；事例外形技術作為外形技術的另一重要方面主要包括平面和空間的三維融合，如彈翼平面融合和翼身的三維融合。通過對彈身截面形狀進行合理設計，使其側向的鏡面散射變為劈形邊緣繞身，從而可以大大降低飛行器的側向RCS。其典型套用如美國的B-2戰略轟炸機，該機獨特的飛翼式全融合結構使它的前向RCS得到大幅度的降低。

RAM技術

RAM的研製和套用極大地推動隱身事業的發展，RAM技術作為雷達隱身措施的重要技術之一，按其功能可分為塗覆型和結構型。

結構型RAM通常是將吸收劑分散在特種纖維(如玻璃纖維、石英纖維等)增強的結構材料中所形成的結構複合材料，其典型特點是既能承載同時又可減小目標RCS；而塗覆型RAM是將吸收劑與粘結劑混合後塗覆於目標表面形成吸波塗層。塗覆型RAM以其塗覆方便靈活可調節、吸收性能好等優點而受到世界許多國家的重視，幾乎所有隱身武器系統上都使用了塗覆型RAM。

隨著未來戰場的日趨惡劣和隱身技術研究的不斷深化拓廣。現在RAM需要從其吸波性能、頻寬特性、重量、環境適應性等方面進行改進，新的RAM、新的吸波機理的研製與開發日益受到世界各國的高度重視，納米材料、手性材料、智慧型材料、多頻譜RAM等新型RAM的研究已在世界範圍內得到展開，並已初見成效。

納米材料

納米材料是指材料組分的特徵尺寸處於納米量級(1～100nm)的材料，結構獨特使其具有量子尺寸效應、巨觀量子隧道效應、小尺寸和界面效應，從而呈現出奇特的電磁、光熱以及化學等特性，已受到美、德、日本等國的高度重視。

目前被稱作"超黑色"納米材料的雷達吸收波率高達99%。法國最近研製成一種寬頻微波吸收塗層，其厚度約為8nm，磁導率的實部與虛部在0.1～18GHz頻率範圍內均大於6，與粘接劑複合而成的RAM的電阻率大於5Ω*cm，在50MHz～50GHz頻率範圍內吸波性能較好。

手性材料

手性是指物體與其鏡像不存在幾何對稱性，而且不能使用任何方法使物體與鏡像相重合。目前的研究表明，手性材料能夠減少入射電磁波的反射並能吸收電磁波。

與其它RAM相比，手性材料具有兩個優勢：一是調整手性參數比調節介電常數和磁導率更容易，絕大多數RAM的介電常數和磁導率很難滿足寬頻帶的低反射要求；二是手性材料的頻率敏感性比介電常數和磁導率小，易於拓寬頻帶。手性材料在實際套用中主要可分為本徵手性材料和結構手性材料，前者自身的幾何形狀(如螺旋線等)就使其成為手性物體，後者是通過其各向異性的不同部分與其它部分形成一定角度關係而產生手性行為使其成為手性材料。由於手性材料的研究尚處於初始階段，還有很多技術難點有待於突破，因此目前還不能用於實際中。

智慧型材料

智慧型RAM是一種同時具備感知功能、信息處理功能、自我指令並對信號作出最佳回響功能的材料系統/結構。目前這種新興的RAM已在隱身飛行器設計中得到越來越廣泛的套用。同時，它根據外界環境變化調節自身結構和性能，並對環境做出最佳回響的特點，也為RAM的設計提供了一種全新的思路。它將使"智慧型"隱身目標的實現成為可能。

RAM

先進探測設備的相繼問世(如俄羅斯的"高王"米波探測雷達，荷蘭的"翁鳥"毫米波雷達以及先進紅外探測雷達)，對目前僅針對厘米波而研製的吸波塗料提出新的挑戰。

在不久的將來，RAM領域將是集吸收米波、厘米波、毫米波以及紅外、雷射等多波段電磁波於一體的多頻譜RAM的天下，只具有單一固定吸波頻段的雷達吸波材料將會失去用武之地。這也是吸波材料發展的總趨勢。

塗覆型RAM和結構型RAM兩者結合使用可望加大武器系統的隱身效果，拓寬吸波頻帶。如美國的F-22隱身戰鬥機和法國的阿帕奇隱身巡航飛彈的彈體，通過將用來吸收高頻波的塗覆型RAM塗於用來吸收低頻波的結構型RAM的表面而使得吸波頻帶得以拓展。

電漿

電漿技術作為一種目標雷達特徵信號控制的新興技術，其核心是電漿的生成與適度套用。所謂電漿就是氣體在某種外在因素(如高超音速飛行器的激波；核爆炸、噴氣式飛機的射流；放射性同位素的射線等)的激發下，電離生成數密度近似相等的自由電子、正離子和少量負離子而形成的第四態物質。理論研究和實驗結果表明，電漿對雷達波具有十分顯著的吸收、耗散效果，受到隱身武器設計師們的極大關注。

美、俄兩國早在60年代就已開始注意到飛行器周圍激波產生的電漿所起的作用，並通過風洞試驗做過一些探索性研究。研究發現，飛行器表面的電漿包層的電子密度對飛行速度的大小十分敏感。當飛行速度在某一範圍內時，RCS最小，而當速度進一步增大時，RCS則迅速增大。研究還發現，雷達波的能否進入包層、在何處發生反射及其吸收頻段等都取決於包層內的電子分布與密度。最後得出的結論是，實現武器系統電漿隱身的關鍵在於如何對飛行器等武器系統的電漿包層的電子密度進行控制。

隨著研究的不斷深入以及大量實驗數據的積累，目前已獲得兩種典型的能有效地產生電漿包層的方法：一是套用電漿發生器；二是在飛行器的特定部位塗適量的放射性同位素(如P210O、C242m等)。前一種方法的優點是武器結構不用改變，使用方便且隱身效果很好，缺點是電漿發生器安裝部位的隱身化很成問題，而且發生器的電源功率大小受到限制。後一種的技術難點是放射性同位素輻射劑量的難控制性。劑量過小，則由它所產生的α射線不能產生密度和厚度足量的電子；劑量過大，則會由於雷達波未到達飛行器表面時就在包層中具有臨界電子密度的位置反射回去。

電漿技術作為一種全新的隱身技術，在其初始研究發展階段儘管存在著各種困難與難點，但由於它的不涉及飛行器本身的空氣動力特性、可隱身性以及實際套用方面的價廉性，尤其是對於現役武器系統的易隱身改造化等一系列優點，使得它得到世界很多國家的高度重視。據報導，俄羅斯在電漿雷達隱身技術方面領先於美國，他們已經研製出兩代電漿設備，目前正在研製第三代。他們還準備對前兩代進行對外開放出口化。其它國家也逐漸開始涉足這方面的研究和套用工作。

控制一

紅外隱身技術是隱身技術的重要內容之一。隨著紅外探測技術，尤其是紅外成像技術的飛速發展，使得各種具有高探測精度、高解析度的紅外探測和遙感設備不斷湧現出來，常規的紅外對抗措施越來越不能滿足現代戰爭的需要，尋求發展新的先進有效的紅外隱身技術已成為提高作戰武器系統生存和突防能力的當務之急。

武器系統的紅外特性信號主要由發動機尾噴管、武器系統表面及其相關設備的紅外輻射產生的。紅外探測系統通過探測目標與其所處背景之間的溫差而探測和跟蹤目標，其中尤以探測、跟蹤目標尾噴管的紅外輻射為主，其次是武器系統表面由於氣動加熱、陽光輻射或地球輻射的反射作用引起的紅外輻射。因此，紅外隱身技術研究的重點是尾噴管的紅外特徵信號抑制。主要途徑有非常規噴管外形技術、隔熱與禁止技術、混合/冷卻技術、改變燃燒效果等。例如，美國的F-22戰鬥機通過矢量可調管壁來降低其二元矢量噴管所產生的紅外輻射；"戰斧"巡航飛彈採用渦輪風扇發動機使其紅外輻射得到大幅度抑制；"科曼奇"RAH-66隱身直升機的一體化條帶式外抑制器則採用波瓣混合併結合大寬高比二元噴管等技術研製而成。F-117隱身戰鬥機上採用固定式的二元大寬高比噴管，等等。此外，通過結合使用吸熱、紅外迷彩材料來控制第二類紅外信號可使武器系統的紅外特徵信號得到很好的抑制。

控制二

新一代隱身武器應具有低聲特徵信號的隱身特點，以用來對抗性能和種類日趨完善的防禦探測系統。飛行器作為主要武器系統之一，它的噪聲主要由螺旋槳/旋翼的旋轉和渦流噪聲、發動機進氣、排氣、燃燒的噪聲、機體空氣動力尾流噪聲、渦流噪聲等聲源組成。用於抑制可探測噪聲級的常用聲響特徵信號減縮方法有：降低噪聲級和改變噪聲特性。具體是指降低聲響頻率範圍內的聲功率；修改噪聲的頻譜特性(幅值和頻率)以增加噪聲通過大氣、大氣-水界面和海里時的噪聲衰減；對噪聲採取遮擋和吸收措施。

控制三

隨著隱身技術研究的不斷深化和現代戰爭對武器提出的全天候作戰要求，以往不是很重要的視頻隱身也已提到日程上來，並日益得到重視。採用雷達隱身技術的美國F-117戰鬥轟炸機黑夜隱身性能好，但在白天，用肉眼/光學儀器就能看到這種以天空為背景的黑色飛機，而勿需雷達就能瞄準。為此，美國等已開發國家極其重視視頻隱身技術的研究，目前正在大力開展特殊照明系統、適宜的塗色、奇異的蒙皮、電致變色材料和煙幕偽裝等視頻隱身技術的研究工作。