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无人机隐身技术应用方式

无人机隐身技术应用方式

一、隐身技术的工作原理与功能

19世纪发明的雷达，在第二次世界大战中首次用于军事。雷达是一种利用无线电波发现目标并测定其位置的装置。其简单工作原理是：由雷达发射装置发出无线电波束(脉冲无线电波束和连续无线电波束);碰到目标后，其中的一小部分波束就反射到雷达接收装置，由此来测定目标的距离、方位和高度等参数。雷达的问世，使人类的探测技术和能力跨上了新的台阶;同时，也向反探测技术提出了新的挑战。人们为了提高目标反雷达探测的能力，不懈地奋斗了几十年，终于探索到一条新的隐身途径。与早期的隐身术——伪装术相比，今天的隐身技术已起了根本变化，有了质的飞跃。下面从反雷达探测和反红外(热)探测两个方面简单介绍隐身技术的一些工作原理与隐身功能。

二、反雷达探测

隐身技术的一项主要工作是提高反雷达探测的能力，也就是提高目标在雷达探测下的隐身性能，通常用目标的雷达散射截面(RCS)表示。所谓目标的雷达散射截面是指：目标被雷达发射的电磁波射中时，其反射电磁波能量的程度。雷达散射截面的大小，反映了目标反射电磁波能量的强弱;其越小，雷达就越不易探测到目标。在无人机上，常从以下几方面来减小RCS：

1.采用复合材料

雷达发射的电磁波碰到金属材料(如铝合金蒙皮)时，由于其是电导体，在金属材料中易感应生成相同频率的电磁流。电磁流的流动，会建立起电磁场，向雷达二次辐射能量。复合材料是由一些非金属材料(如碳)和绝缘材料(如环氧树脂)组成，其导电率要比金属材料低得多。因此，当雷达发射的电磁波碰到复合材料时，难以感应生成电磁流和建立起电磁场，所以向雷达二次辐射能量要少得多。无人机的尺寸要比有人飞机小得多;大多数无人机的最大尺寸在5米以下。因此，在其机体上，部分或大部分使用复合材料比有人飞机要容易实现。

基于上述两点原因，采用复合材料就成了无人机最普遍使用的隐身措施。无人机上采用的复合材料主要有：玻璃纤维加强合成树脂、石墨与环氧树脂、以芳纶纤维为基础的凯芙拉、雷达吸波材料。

雷达吸波材料是一种多层结构形成的材料。它至少有三层：最外层是透波层;中间层(蜂窝芯或泡沫芯)是电磁波损耗层;最内层是基板，具有反射抵消雷达波的特性。当雷达能量辐射到此材料结构上时，就会被大量吸收和抵消掉。无人机常用的吸波结构材料有：聚氨基甲酸酯泡沫芯和芳纶-环氧树脂蒙皮;聚苯乙烯泡沫芯和胶合板(尼龙)蒙皮或碳纤维蒙皮;Nomax蜂窝芯和芳纶蒙皮;玻璃纤维蜂窝芯和石墨复合蒙皮。

2.避免使用大而平的垂直面

当雷达的无线电波射入两个互相垂直面中的任一个面时，由于无线电波的“镜面反射”效应，就会形成二次“反弹”，最后以与入射波束相同的方向反射波束到雷达。无人机的立尾与水平尾翼、机翼上的垂直安定面、机翼下挂架、翼身连接处等都会形成强烈的雷达反射区域。为减小RCS，在无人机上采用内倾的双立尾、翼端(或翼上)安定面、机身侧边等构型。

3.采用光洁平滑的外形

无人机在雷达探测下，其蒙皮上生成电磁流。当这些电磁流流动到不连续处时，就被“耗散”或者辐射电磁能，而其中一部分电磁能就会反射回雷达。因此，无人机形状轮廓等剧变状况，或是尖削的翼后缘与翼尖、操纵面以及机体连接处等的不连续性，都会使其成为雷达能量的良好散射体，当不连续处垂直于雷达波束时，这种效应最强。

基于上述原因，无人机在外形上采用：机翼、机身、尾翼和短舱连接处光滑地过渡，或机翼与机身高度融合的构型。机翼为下单翼时，采用平整的.翼身组合下侧面;平滑的曲面外形;后掠的机翼后缘和尾翼后缘。

4.注意凹状结构的隐身

凹状结构具有角反射器的特性。角反射器是由3个互成90度的表面角连接而成。当雷达的无线电波射入这3个表面中的任一表面时，可能形成三次“反弹”，从而在宽的视界角范围内返回强的电磁波能量到雷达。发动机进气道、尾喷管、排气口等都可看作凹状结构，具有较大的雷达信号特征(对发动机尾喷管来说还有红外辐射特征)。因此对这类凹状结构应采取隐身措施。

三、一般采用的隐身方法：遮蔽法

这种方法是利用机体的某一部分遮避发动机的进气道或尾喷口，以减小雷达探测的视角范围。例如，将发动机装在机身背上，由机身挡住发动机进气道和尾喷口，以免上视雷达探测;把发动机装于机身中，发动机进气口设在机身顶上或机翼上方的机身两侧，由机身或机翼挡住进气口，以免上视雷达探测。