隱形戰機不被雷達發現的原理是什麼?

夢人痴語1

簡單的的說說隱身飛機不被雷達發現的技術。

說怎麼隱身之前先說說雷達是怎樣發現空中或海面上的目標的。

上面的這張圖是不是雷達?

確切的說不是——這是衛星接收天線或者是射電望遠鏡接收天線。很多的軍迷認為這種天線就是雷達實際上就錯了很多。

真實的雷達是這樣的

或者是這樣

甚至是這樣的





以及這樣的

當然由於功能的不同雷達的外形也會各異。

從更先進的相控陣雷達來看



雷達越來越接近於一個平板了。

但整體上雷達的基本結構沒有太大變化就是發射源——接收放大裝置。

雷達利用了物體(不一定是金屬)反射雷達波的特性來發現遠方的物體。

隱身飛機要從雷達上隱形那麼就要儘量減少對方雷達接收到自身的反射雷達波。

從二戰德國開始就已經研究隱身飛機了。

例如圖片上的霍頓9型。相比二戰同期的飛機雷達波反射信號小的驚人。後來德國戰敗這些資料就輾轉流落到美國的諾斯羅普公司了。對!生產B-2和YF-23的那家公司。

那麼減小雷達反射截面就成為了隱身飛機的一個重要指標。

不過並不完全等同於大家經常說的RCS。RCS是隱身飛機氣動外形設計的一個參考隱身但是絕對不是一個重要設計指標。

但rcs是上世紀六七十年代的產物。以Rcs作為指導設計的隱身飛機只有f-117一架。

剩下的隱身飛機則是從另一個方面綜合考慮了——吸波材料。

通過各類型的吸波材料將射到飛機上的雷達波轉化成熱能從而大幅度的降低反射信號強度。

目前各國隱身戰鬥機的rcs都要比F-117大,不過實際雷達信號還會比F-117低一個數量級,


軍武數據庫

第一:降低“RCS”。

就是降低雷達反射面積。直白的說就是減小隱身飛機在雷達上的成像面積。怎麼做到呢?三個辦法:

1、使用吸波材料。

大家都知道,雷達能發現飛機,是因為飛機把雷達照到自身的波束都反射回來了,而波的本質是能量。就像太陽光照到身上是暖暖的一樣。所以,飛機如果把雷達照到身上的太陽光都吸收了,而不讓他反射回去,或者反射回去的能量不夠,那不就發現不了了嗎?

2、漫反射

手電筒照到鏡子上,鏡子就會把手電筒的光反射回來。但如果鏡子表面不光滑,而且鏡子摔碎在沙窩裡,再用手電筒照到鏡子上,反射回來的光就不會那麼亮了。同樣道理應用的在飛機和雷達上也一適用。

3、減小自身體積

這個理解起來更簡單。我們能在幾公里外看見大山,但是幾米外的小石頭卻不容易看到。

但一般很少有人採用減少體積來減少RCS。

第二:降低紅外輻射

飛機是個鐵傢伙,尤其是發動機,開動起來特別熱,所以就需要採用一定的技術使自己的熱能量儘量不外洩。怎麼辦?像保護雪糕一樣,隔熱。像夏天吃西瓜一樣,降溫。還有吸收熱量唄。

第三:偽裝色。


像變色龍一樣,天空是什麼顏色,我就塗裝什麼顏色。灰色在天空最難發現,所以隱身飛機一般都是灰色。

最後,希望我這麼直白的解釋你能明白。打字不易,求贊。


崤山小虎

傳統制式雷達的造型和以旋轉為工作方式

現在的五代機以及它們大多數的雷達制式大多采用以X和L波段為主的電磁波,所以對於隱身戰機而言,它們所謂的隱身能力也是主要在這兩個波段內的隱身。同屬於釐米波的這兩個波段,是戰機在空中探測和所使用雷達的固有工作頻率,先前對於空中戰機在執行作戰任務時,它們在空中為何會保持無線電靜默,這也是一種隱形。

F-117是隱身戰機的首個標誌性機型

如今的戰機不但做到了在外形上儘可能的低可視化,這體現在機體外形和戰機的蒙皮塗裝色。還有就是在這兩個方面還做到了外形上對於雷達的隱身,為了做到讓對方雷達在最短距離內發現自己,這方面的代表機型還是要提到F-117夜鷹攻擊機,這款飛機的研製因為在當年特有背景下,其外形結構就很能說明它設計的主攻方向和目的。它整個外形體現了對雷達波輻射的儘可能散射,也就是在受到對方雷達探測時,也能做到雷達波被髮散到不會反射回對方雷達接收方向。

而在F-117夜鷹之後,雖然戰機的外形設計上還有菱形切面的設計,但這已不是主要的隱身方式了,新的具備隱身的塗層被開發出來用於戰機蒙皮上的塗裝,這也意味著不但能夠視覺上做到儘量的低可視化,還能在對方雷達上儘可能的縮短被發現的距離。但說了這麼多,其實歸根結底,作戰飛機的隱身是一個至少在現有技術上還是一個偽命題。

現在的米波雷達對於隱形戰機的探測已完全具備實戰化能力

因為它還只是對於某個波段的隱身,並不是全波段的隱身。從毫米波雷達為何現在又被重新開發就很能說明問題,因為在它的幫助下,現有隱身戰機在這種制式雷達的探測下可以說難逃蹤跡。所以未來除非有顛覆性的科技突破,未來的戰機也就是下一代戰機很難講還會把隱身作為第一個設計的首要性能指標了。


長安小師爺

我來回答一下這個問題,權當科普,不足之處還請見諒。世界上不存在真正意義上的隱形飛機,它只是針對特定偵測手段隱形。一但超出,就會原形畢露,只有捱打的份兒。

第一,對於主動探測雷達,戰機如果想隱形就要區別對待。電磁波波長越短,其反射能力越強。對於米波雷達,戰機主要以吸能為主(納米吸波圖層),增大米波能量的損耗。對於毫米波這種反射能力比較強的電磁波,只能減小雷達波反射截面積,通過外形讓敵方毫米波發生漫反射。但這種方式侷限性很多,不能為了隱形而犧牲戰機氣動性能。如果還不行,就要動用等離子氣體覆蓋戰機。包裹在戰機外圍的等離子氣體對毫米波有很強的導通性,也就是不會導致毫米波能量損失,也就不會發生反射。如果敵方長短波共用,戰機無法隱身。

第二,被動式偵查。再高明的飛機,你總要發光發熱發出聲響吧!即便你的飛機設計的再好,光學雷達系統也會發現你戰機發動機的熱量,聲吶也可以偵測到你發動機發出的特有的空氣震動,一但比對成功,你想隱形難上加難。

第三,超低空飛行躲避偵查。毫米波雷達對於超低空飛行的戰機幾乎無能為力,米波雷達損耗率太高。超低空飛行是躲避偵查的有效方法,但是如果你沒有敵方的MD地形圖,超低空飛行是很危險的,天曉得你會撞上什麼。

綜上所述,沒有哪一種戰機是可以純粹隱形的。還有一種方法,就是你飛的足夠高,足夠快。即使你發現我,你的導彈和高炮打不到我,我就可以慢悠悠的來,從容的飛回去。這有點像上個世紀,美國的U2來中國偵查,來去很從容,那又何必隱形呢。直到中國在某一天用竹竿捅下來一架U2,美國才會有所收斂。


雨默天邊

隱形戰機不被雷達發現的原理有4方面:

1、定向散射: 就是飛機的整個形狀雖然還是傳統飛機外觀,但其各部件的每一個角度都經過精細設計,不僅進行了大量的理論計算,而且也是無數次實測驗證,只為達到一個目的: 就是雷達波被有序的朝著各個角度散射出去,但絕對不朝著原雷達波方向反射回去,因此隱形飛機的隱形實際上只是在雷達波射入的方向上隱形,但這就達成了最重要的一個效果,那就是每一部雷達都無法在其輻射方向上收到反射波,因而無法發現飛機。

2、透射材料: 隱形飛機上還大量使用透射雷達波而不反射雷達波的材料,用於角度無法兼容散射要求的位置,它一般都是非金屬複合材料,雷達波會穿過該材料而不反射,就像光線穿過透明玻璃一樣,但這種材料受到強度的限制,並不會很多。

3、光滑表面: 飛機表面有很多細小結構,以前老式飛機的無數的鉚釘,各類檢測位置開口,艙蓋等等,過去由於工藝與加工精度的限制,無法做到表面光滑,導致雷達波在這些不連續表面產生大量的漫反射,其中必定包括雷達波的入射角度,因此現代隱形飛機表面非常光滑,各類艙蓋接口平直,無法避免的縫隙也被做成鋸齒狀,使得反射波也不會沿著原路返回。

4、吸波材料: 飛機表面塗有鐵氧體類的吸波材料,可以吸收一定頻段的雷達波,導致反射率大幅度下降,也可以極大的減少雷達反射波的存在。

經過上述多種途徑的處理後,隱形飛機在雷達入射方向上的反射率降低到原來的1%,在遠距離上基本隱形了。

隱形飛機的幾個侷限:

1、隱形飛機的上述設計只是針對一定頻段的雷達波有較好的效果,但如果頻率偏離隱形範圍太多,也基本上不隱形了。

2、飛機的飛行角度也影響隱形,比如尾部發動機的噴管就不太隱形,因此隱形飛機一般是在迎頭位置隱形效果最近,其次是側面,最次是尾部。


楚楚夫

目前的"隱身戰機\

程硯777

雷達發現目標,利用的是物體對電磁波的反射:雷達發射電磁波,電磁波碰到物體,物體將電磁波反射回雷達天線,天線接受到反射回來的電磁波,經處理顯示在顯示器上,從而實現發現目標。

這樣,就存在一個問題,如果目標不反射電磁波,把電磁波吸收了或者把電磁波發射到其他的方向,而不是雷達天線的方向,那麼雷達就發現不了目標。

隱形飛機,就是利用這個原理,通過對飛機外形進行合計設計。實現減小正對雷達的反射面,將電磁波反射到其他方向的辦法。這也就是為什麼看到的隱形飛機外形都比較怪異,需要內置彈倉,在進行隱形作戰時,不外掛的原因。

同時,通過研發新材料和塗料,來實現對雷達波的吸收,這樣也會減少雷達波的反射。

另外還有一種技術,就是在飛機表面形成一層電離層,這樣,電磁波會被吸收。目前這項技術還在研發中。

外形怪異的F117


大名鼎鼎的B2

我們的最愛


微塵微輕

那得先說說普通戰機被雷達發現的原理,很簡單:夏日的夜晚,你拿著一個超亮手電去尋找在耳邊嗡嗡響的蚊子的過程,非常類似雷達尋找飛機的過程。不過裝備更自動化了些:有隻機械手在不停地來回動,手電筒可見光被替換成穿透力和功率更強波長更長的雷達波,尋找蚊子的眼睛替換成靈敏的雷達波天線,這樣,就可以在幾百公里外看到蚊子大的飛機了。

如果蚊子夠聰明,則要採取手段不讓我們找到,根據以上原理則可以:1.努力縮小身體,畢竟光再強,你也照不到細菌不是;2.改變外殼形狀,儘量不反射雷達波,比如從大胖子變成小細腰,同樣的距離更不容易被看到;3.高科技,在機身塗覆極低或極高反射率塗層,光照過來直接吸收成與黑暗背景一致,或全反射到其他角度,只要減少漫反射就可達到隱身目的,據說f22抵近200公里時在雷達看來只相當於一個籃球反射的光波範圍,經驗差點的直接誤判為大鳥。


科學小宇宙

降低雷達反射面的一是依靠氣動外形二是吸波材料。很多人覺得吸波材料肯定才是隱身的關鍵,但是目前還真不是,吸波材料有一個單位時間的上限,如果單位時間內吸收的雷達波達到上限那麼吸波材料肯定在一定時間內是沒什麼作用的。那麼如何降低吸波材料的吸收量就是氣動外形設計的關鍵性作用,氣動外形設計隱身的主要體現就是美國的F117,渾身猶如被刀切過的一個個斜面設計,其主要作用就是讓雷達波打到飛機上會反射向其他方向而不是返回到雷達的接收系統。很多人覺得現在飛機沒有了這種大切面的機型設計就是對機型設計已經不注重了,其實這完全是假象,只是現在加工工藝和技術都先進了,這些反射設計都做的很細很微妙,在遠距離肉眼是很難觀察的到的。而且現在的五代機都有智能蒙皮,在對雷達搜索方向照射角度都是隨時監察的,用於輔助駕駛員調整飛行角度,較低了探測行。

說到這裡就再多說一句,進氣道設計對隱身性能也起到很大的作用,而且五代機的機體隱身性能和氣動性能很多時候都是相對立的,如何在氣動和隱身上找平衡才是五代機成功的關鍵,就好比一個正面雷達面積在幾平方釐米和十幾平方釐米,對於雷達來說就是一個麻雀和鴿子的區別。


小杰V奇牙-傑

對於一般雷達來說,其工作原理是發射雷達波後接受目標的回波,通過兩者來獲取目標信息。隱身飛機的設計原理是通過一定的氣動設計,使雷達波輻射到其他方向,而不是雷達所在的方向,從而使雷達無法探測到目標。

F-117是比較早期的典型的隱身設計,通過多平面/斜面來將射來的雷達波反射到其他方向

當然,由於還存在散射的原因,還是有部分雷達波會返回到原處,所以隱身飛機還是會被探測到的,只是被探測距離大幅度的縮小了。同時,隱身飛機也需要其他方法來減少雷達反射,比如塗覆隱身塗料,採用吸波結構、吸波材料,使用有源對消技術等等。

F-22機體主要邊緣採用對稱原理,儘量使雷達波集中反射到8個方向

此外,對於隱身戰機來說,不同方向射來的雷達波,反射效果是不同的,甚至差別很大。比如迎頭方向F-22的雷達反射面積(RCS)可能低到0.01平方米以下,而正側面方面則可能增大到1左右。所以,隱身戰機作戰時會盡量讓自己的弱反射角度對向目標方位。

雷達波只集中發射到幾個方向的效果圖(右)



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