隐形战机不被雷达发现的原理是什么?

梦人痴语1

简单的的说说隐身飞机不被雷达发现的技术。

说怎么隐身之前先说说雷达是怎样发现空中或海面上的目标的。

上面的这张图是不是雷达?

确切的说不是——这是卫星接收天线或者是射电望远镜接收天线。很多的军迷认为这种天线就是雷达实际上就错了很多。

真实的雷达是这样的

或者是这样

甚至是这样的





以及这样的

当然由于功能的不同雷达的外形也会各异。

从更先进的相控阵雷达来看



雷达越来越接近于一个平板了。

但整体上雷达的基本结构没有太大变化就是发射源——接收放大装置。

雷达利用了物体(不一定是金属)反射雷达波的特性来发现远方的物体。

隐身飞机要从雷达上隐形那么就要尽量减少对方雷达接收到自身的反射雷达波。

从二战德国开始就已经研究隐身飞机了。

例如图片上的霍顿9型。相比二战同期的飞机雷达波反射信号小的惊人。后来德国战败这些资料就辗转流落到美国的诺斯罗普公司了。对!生产B-2和YF-23的那家公司。

那么减小雷达反射截面就成为了隐身飞机的一个重要指标。

不过并不完全等同于大家经常说的RCS。RCS是隐身飞机气动外形设计的一个参考隐身但是绝对不是一个重要设计指标。

但rcs是上世纪六七十年代的产物。以Rcs作为指导设计的隐身飞机只有f-117一架。

剩下的隐身飞机则是从另一个方面综合考虑了——吸波材料。

通过各类型的吸波材料将射到飞机上的雷达波转化成热能从而大幅度的降低反射信号强度。

目前各国隐身战斗机的rcs都要比F-117大,不过实际雷达信号还会比F-117低一个数量级,


军武数据库

第一:降低“RCS”。

就是降低雷达反射面积。直白的说就是减小隐身飞机在雷达上的成像面积。怎么做到呢?三个办法:

1、使用吸波材料。

大家都知道,雷达能发现飞机,是因为飞机把雷达照到自身的波束都反射回来了,而波的本质是能量。就像太阳光照到身上是暖暖的一样。所以,飞机如果把雷达照到身上的太阳光都吸收了,而不让他反射回去,或者反射回去的能量不够,那不就发现不了了吗?

2、漫反射

手电筒照到镜子上,镜子就会把手电筒的光反射回来。但如果镜子表面不光滑,而且镜子摔碎在沙窝里,再用手电筒照到镜子上,反射回来的光就不会那么亮了。同样道理应用的在飞机和雷达上也一适用。

3、减小自身体积

这个理解起来更简单。我们能在几公里外看见大山,但是几米外的小石头却不容易看到。

但一般很少有人采用减少体积来减少RCS。

第二:降低红外辐射

飞机是个铁家伙,尤其是发动机,开动起来特别热,所以就需要采用一定的技术使自己的热能量尽量不外泄。怎么办?像保护雪糕一样,隔热。像夏天吃西瓜一样,降温。还有吸收热量呗。

第三:伪装色。


像变色龙一样,天空是什么颜色,我就涂装什么颜色。灰色在天空最难发现,所以隐身飞机一般都是灰色。

最后,希望我这么直白的解释你能明白。打字不易,求赞。


崤山小虎

传统制式雷达的造型和以旋转为工作方式

现在的五代机以及它们大多数的雷达制式大多采用以X和L波段为主的电磁波,所以对于隐身战机而言,它们所谓的隐身能力也是主要在这两个波段内的隐身。同属于厘米波的这两个波段,是战机在空中探测和所使用雷达的固有工作频率,先前对于空中战机在执行作战任务时,它们在空中为何会保持无线电静默,这也是一种隐形。

F-117是隐身战机的首个标志性机型

如今的战机不但做到了在外形上尽可能的低可视化,这体现在机体外形和战机的蒙皮涂装色。还有就是在这两个方面还做到了外形上对于雷达的隐身,为了做到让对方雷达在最短距离内发现自己,这方面的代表机型还是要提到F-117夜鹰攻击机,这款飞机的研制因为在当年特有背景下,其外形结构就很能说明它设计的主攻方向和目的。它整个外形体现了对雷达波辐射的尽可能散射,也就是在受到对方雷达探测时,也能做到雷达波被发散到不会反射回对方雷达接收方向。

而在F-117夜鹰之后,虽然战机的外形设计上还有菱形切面的设计,但这已不是主要的隐身方式了,新的具备隐身的涂层被开发出来用于战机蒙皮上的涂装,这也意味着不但能够视觉上做到尽量的低可视化,还能在对方雷达上尽可能的缩短被发现的距离。但说了这么多,其实归根结底,作战飞机的隐身是一个至少在现有技术上还是一个伪命题。

现在的米波雷达对于隐形战机的探测已完全具备实战化能力

因为它还只是对于某个波段的隐身,并不是全波段的隐身。从毫米波雷达为何现在又被重新开发就很能说明问题,因为在它的帮助下,现有隐身战机在这种制式雷达的探测下可以说难逃踪迹。所以未来除非有颠覆性的科技突破,未来的战机也就是下一代战机很难讲还会把隐身作为第一个设计的首要性能指标了。


长安小师爷

我来回答一下这个问题,权当科普,不足之处还请见谅。世界上不存在真正意义上的隐形飞机,它只是针对特定侦测手段隐形。一但超出,就会原形毕露,只有挨打的份儿。

第一,对于主动探测雷达,战机如果想隐形就要区别对待。电磁波波长越短,其反射能力越强。对于米波雷达,战机主要以吸能为主(纳米吸波图层),增大米波能量的损耗。对于毫米波这种反射能力比较强的电磁波,只能减小雷达波反射截面积,通过外形让敌方毫米波发生漫反射。但这种方式局限性很多,不能为了隐形而牺牲战机气动性能。如果还不行,就要动用等离子气体覆盖战机。包裹在战机外围的等离子气体对毫米波有很强的导通性,也就是不会导致毫米波能量损失,也就不会发生反射。如果敌方长短波共用,战机无法隐身。

第二,被动式侦查。再高明的飞机,你总要发光发热发出声响吧!即便你的飞机设计的再好,光学雷达系统也会发现你战机发动机的热量,声呐也可以侦测到你发动机发出的特有的空气震动,一但比对成功,你想隐形难上加难。

第三,超低空飞行躲避侦查。毫米波雷达对于超低空飞行的战机几乎无能为力,米波雷达损耗率太高。超低空飞行是躲避侦查的有效方法,但是如果你没有敌方的MD地形图,超低空飞行是很危险的,天晓得你会撞上什么。

综上所述,没有哪一种战机是可以纯粹隐形的。还有一种方法,就是你飞的足够高,足够快。即使你发现我,你的导弹和高炮打不到我,我就可以慢悠悠的来,从容的飞回去。这有点像上个世纪,美国的U2来中国侦查,来去很从容,那又何必隐形呢。直到中国在某一天用竹竿捅下来一架U2,美国才会有所收敛。


雨默天边

隐形战机不被雷达发现的原理有4方面:

1、定向散射: 就是飞机的整个形状虽然还是传统飞机外观,但其各部件的每一个角度都经过精细设计,不仅进行了大量的理论计算,而且也是无数次实测验证,只为达到一个目的: 就是雷达波被有序的朝着各个角度散射出去,但绝对不朝着原雷达波方向反射回去,因此隐形飞机的隐形实际上只是在雷达波射入的方向上隐形,但这就达成了最重要的一个效果,那就是每一部雷达都无法在其辐射方向上收到反射波,因而无法发现飞机。

2、透射材料: 隐形飞机上还大量使用透射雷达波而不反射雷达波的材料,用于角度无法兼容散射要求的位置,它一般都是非金属复合材料,雷达波会穿过该材料而不反射,就像光线穿过透明玻璃一样,但这种材料受到强度的限制,并不会很多。

3、光滑表面: 飞机表面有很多细小结构,以前老式飞机的无数的铆钉,各类检测位置开口,舱盖等等,过去由于工艺与加工精度的限制,无法做到表面光滑,导致雷达波在这些不连续表面产生大量的漫反射,其中必定包括雷达波的入射角度,因此现代隐形飞机表面非常光滑,各类舱盖接口平直,无法避免的缝隙也被做成锯齿状,使得反射波也不会沿着原路返回。

4、吸波材料: 飞机表面涂有铁氧体类的吸波材料,可以吸收一定频段的雷达波,导致反射率大幅度下降,也可以极大的减少雷达反射波的存在。

经过上述多种途径的处理后,隐形飞机在雷达入射方向上的反射率降低到原来的1%,在远距离上基本隐形了。

隐形飞机的几个局限:

1、隐形飞机的上述设计只是针对一定频段的雷达波有较好的效果,但如果频率偏离隐形范围太多,也基本上不隐形了。

2、飞机的飞行角度也影响隐形,比如尾部发动机的喷管就不太隐形,因此隐形飞机一般是在迎头位置隐形效果最近,其次是侧面,最次是尾部。


楚楚夫

目前的"隐身战机\

程砚777

雷达发现目标,利用的是物体对电磁波的反射:雷达发射电磁波,电磁波碰到物体,物体将电磁波反射回雷达天线,天线接受到反射回来的电磁波,经处理显示在显示器上,从而实现发现目标。

这样,就存在一个问题,如果目标不反射电磁波,把电磁波吸收了或者把电磁波发射到其他的方向,而不是雷达天线的方向,那么雷达就发现不了目标。

隐形飞机,就是利用这个原理,通过对飞机外形进行合计设计。实现减小正对雷达的反射面,将电磁波反射到其他方向的办法。这也就是为什么看到的隐形飞机外形都比较怪异,需要内置弹仓,在进行隐形作战时,不外挂的原因。

同时,通过研发新材料和涂料,来实现对雷达波的吸收,这样也会减少雷达波的反射。

另外还有一种技术,就是在飞机表面形成一层电离层,这样,电磁波会被吸收。目前这项技术还在研发中。

外形怪异的F117


大名鼎鼎的B2

我们的最爱


微尘微轻

那得先说说普通战机被雷达发现的原理,很简单:夏日的夜晚,你拿着一个超亮手电去寻找在耳边嗡嗡响的蚊子的过程,非常类似雷达寻找飞机的过程。不过装备更自动化了些:有只机械手在不停地来回动,手电筒可见光被替换成穿透力和功率更强波长更长的雷达波,寻找蚊子的眼睛替换成灵敏的雷达波天线,这样,就可以在几百公里外看到蚊子大的飞机了。

如果蚊子够聪明,则要采取手段不让我们找到,根据以上原理则可以:1.努力缩小身体,毕竟光再强,你也照不到细菌不是;2.改变外壳形状,尽量不反射雷达波,比如从大胖子变成小细腰,同样的距离更不容易被看到;3.高科技,在机身涂覆极低或极高反射率涂层,光照过来直接吸收成与黑暗背景一致,或全反射到其他角度,只要减少漫反射就可达到隐身目的,据说f22抵近200公里时在雷达看来只相当于一个篮球反射的光波范围,经验差点的直接误判为大鸟。


科学小宇宙

降低雷达反射面的一是依靠气动外形二是吸波材料。很多人觉得吸波材料肯定才是隐身的关键,但是目前还真不是,吸波材料有一个单位时间的上限,如果单位时间内吸收的雷达波达到上限那么吸波材料肯定在一定时间内是没什么作用的。那么如何降低吸波材料的吸收量就是气动外形设计的关键性作用,气动外形设计隐身的主要体现就是美国的F117,浑身犹如被刀切过的一个个斜面设计,其主要作用就是让雷达波打到飞机上会反射向其他方向而不是返回到雷达的接收系统。很多人觉得现在飞机没有了这种大切面的机型设计就是对机型设计已经不注重了,其实这完全是假象,只是现在加工工艺和技术都先进了,这些反射设计都做的很细很微妙,在远距离肉眼是很难观察的到的。而且现在的五代机都有智能蒙皮,在对雷达搜索方向照射角度都是随时监察的,用于辅助驾驶员调整飞行角度,较低了探测行。

说到这里就再多说一句,进气道设计对隐身性能也起到很大的作用,而且五代机的机体隐身性能和气动性能很多时候都是相对立的,如何在气动和隐身上找平衡才是五代机成功的关键,就好比一个正面雷达面积在几平方厘米和十几平方厘米,对于雷达来说就是一个麻雀和鸽子的区别。


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对于一般雷达来说,其工作原理是发射雷达波后接受目标的回波,通过两者来获取目标信息。隐身飞机的设计原理是通过一定的气动设计,使雷达波辐射到其他方向,而不是雷达所在的方向,从而使雷达无法探测到目标。

F-117是比较早期的典型的隐身设计,通过多平面/斜面来将射来的雷达波反射到其他方向

当然,由于还存在散射的原因,还是有部分雷达波会返回到原处,所以隐身飞机还是会被探测到的,只是被探测距离大幅度的缩小了。同时,隐身飞机也需要其他方法来减少雷达反射,比如涂覆隐身涂料,采用吸波结构、吸波材料,使用有源对消技术等等。

F-22机体主要边缘采用对称原理,尽量使雷达波集中反射到8个方向

此外,对于隐身战机来说,不同方向射来的雷达波,反射效果是不同的,甚至差别很大。比如迎头方向F-22的雷达反射面积(RCS)可能低到0.01平方米以下,而正侧面方面则可能增大到1左右。所以,隐身战机作战时会尽量让自己的弱反射角度对向目标方位。

雷达波只集中发射到几个方向的效果图(右)



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