电磁隐身技术的发展.pdf

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1、电磁隐身技术的发展 课件下载： 电磁隐身技术发展分段 主要分段 20世纪40年代 20世纪50-60年代 20世纪70年代 20世纪80年代 90年代至今 U-2侦察机 SR-71黑鸟 隐身飞机发展历史 B-2幽灵 F-117生产 F-22猛禽 第二次 海湾战争 第二次 海湾战争 隐身技术里程碑 20世纪40年代 20世纪40年代，英国研究人员开始进行雷达方面的工 作，最初认识到目标的电磁反射与频率相关，发现半 波长的导线能够产生强烈的二次辐射。根据此发现设 计雷达波长，增加探测距离 二战初期德国主要轰炸机 翼展 Do17（道尼尔,Dornier） 18米 He111（亨克尔,Heinkel）

2、 22米 第一章 绪论 1.3 1.3.1 20世纪40年代 Do17（Dornier 道尼尔公司） Do17（Dornier 道尼尔公司） 第一章 绪论 1.3 1.3.1 20世纪40年代 He111（Heinkel 亨克尔） He111（Heinkel 亨克尔） 设计雷达波长50米，相应频率6MHz。 实际应用中发现：6MHz的波长工作不可靠。最后采用 波长13米，频率23MHz，以此为基础产生了“锁链之 家”（chain home）雷达网。 “锁链之家”（chain home）雷达 英国和德国工程师均发现，对于给定大小的天线，提 高雷达工作频率可以获得更窄的雷达波束，从而获得 更高的探

3、测精度，并缩小雷达体积。 HS-219夜间战斗机 诺思罗普P-61“黑寡妇” 二战晚期，英国和美国水上巡逻机和驱逐舰广泛使用 雷达探测德国潜艇，迫使德国海军在潜艇指挥塔和通 气管上涂敷雷达吸波材料。这是最早的雷达吸波材料。 二次世界大战中英国皇家海军护航舰艇上装备的对潜 定位天线 全木质的“蚊”式轰炸机，在夜袭德国的空袭中损失较少。 （德国二战末期夜间战斗机上广泛装备雷达） 1947年，麻省理工学院辐射实验室的工程师发现： 一给定目标的雷达截面积不仅取决于波长，还取决 于雷达观测目标的角度 雷达截面积随目标方位角的剧烈变化是由于目标各 个部分的反射波相互干涉引起的 确定了目标的雷达截面积为：

4、与目标雷达散射能量相当的金属球体的截面积大 小 举例： B-17雷达截面积为74m2 在某特定方向上，B-17的电磁散射与截面积为 74m2的金属球相当 第一章 绪论 1.3 1.3.1 20世纪40年代 波音B-17 “Flying Fortress空中堡垒”轰炸机 波音B-17 “Flying Fortress空中堡垒”轰炸机 1940年，诺斯罗普公司的N-1M飞翼机进行了首飞，接 着N-9M、XB-35轰炸机1：3的原型机首飞 诺思罗普N-1M 第一章 绪论 1.3 1.3.1 20世纪40年代 N-9M 诺思罗普N-9M 1946年6月，XB-35首飞，但随后接到通知：改为喷气 式轰炸

5、机，产生了YB-49，1947年10月首飞成功，由于 操纵性恶劣于50年代初败给了B-36。 诺思罗普XB-35飞翼轰炸机 诺思罗普XB-35飞翼轰炸机 诺思罗普YB-49飞翼喷气轰炸机 诺斯罗普从N-1M到YB-49飞翼机的设计为B-2的出现打 下了基础。 B-2飞翼型隐身战略轰炸机 20世纪50-60年代 二战后，随着冷战的开始，雷达和防空导弹飞速发展， 美国情报部门发现苏联正在部署大型密集防空网，军 方产生了在飞机上降低雷达反射信号的想法。 俄罗斯地空导弹系统（SA-2） 第一章 绪论 1.3 1.3.2 20世纪50-60年代 俄罗斯地空导弹系统（SA-3） 俄罗斯地空导弹系统（SA-

6、3） 50年代洛克希德公司臭鼬工厂（Skunk works）的U-2高 空侦察机和马丁公司的RB-57D高空侦察机在设计之初 都曾考虑雷达低可探测性。 U-2高空战略侦察机 第一章 绪论 1.3 1.3.2 20世纪50-60年代 RB-57D高空侦察机 RB-57D高空侦察机 1959年8月，A-12（SR-71）获批准制造原型机，采用 了翼身融合和吸波材料，具有准隐身能力。 SR-71 Black Bird“黑鸟”高空高速侦察机 1960年5月1日，一架U-2在苏联领空被SA-2防空导弹击 落，刺激了飞行器雷达隐身技术的发展。 SA-2地空导弹 1960年初，瑞安航空公司向美国空军提议研制

7、瑞安Q- 2“火蜂”靶机的侦察型。 U-2被击落后，瑞安航空公司被授权研制侦察靶机，项 目名称Red Wagon（红色马车），该项目的目的之一是 评审雷达截面减缩措施。 Q-2“火蜂”无人机 无侦五（北航研制） 瑞安147A“萤火虫”无人侦察机，使用金属网遮挡进气 道，并在机头和机身两侧贴覆了吸波材料。 147A“萤火虫”无人侦察机 1962年5月17日，147A进行雷达截面积减缩评定实验， 由F-106发射了8枚AIM-4F超猎鹰半主动雷达制导空空 导弹，结果全部落空。 AIM-4 美国F-106“三角标枪”全天候截击机 巡航导弹隐身技术 1960年，AGM-28猎犬巡航导弹进入美国空军服役

8、， 北美公司获得合同为其改进以减缩雷达截面积。 AGM-28猎犬空对地巡航导弹 60年代，美国空军开始寻求替代B-52的新型轰炸机 1965年，制定“先进有人驾驶战略飞机（AMSA）”方 案。最后发展成为B-1B 反观50-60年代，隐身技术开始受到关注，但是由于技 术发展的限制，尚未出现真正的隐身武器系统。 波音B-52 Stratofortress（同温层堡垒）战略轰炸机 20世纪70年代 隐身飞机迅速发展，起决定性的两个因素： 超级计算机的发展（原用于密码破译及核爆炸模拟） 满足了主要军事需求后，开始用于雷达散射截面的 预估 战争的需要：越南战争中，美国空军和海军航空兵 在防空导弹和雷达

9、引导高炮组成的防空网中损失惨 重 1973年10月，第四次中东战争，阿拉伯联军使用苏制 SA-6雷达制导防空导弹及高炮在18天内击落以色列战 机109架，显示了雷达制导防空武器的巨大威力。 SA-6地空导弹 同期，苏联发展并部署了至少15种互补的防空系统， 使美国感到巨大威胁 上述原因迫使美国积极开发对抗雷达技术，总结为 “四抗”，主要包括： 反辐射导弹技术 低空突防技术 电子干扰技术 雷达隐身技术 AGM-45“Shrike百舌鸟”第一代反辐射导弹 AGM-78“Standard标准”第二代反辐射导弹 AGM-88“HARM 哈姆”第三代反辐射导弹 GAM-72“Quail 鹌鹑”诱饵弹 几

10、种反辐射导弹的寻的方式 第一章 绪论 1.3 1.3.3 20世纪70年代 TB-25J电子战飞机 TB-25J电子战飞机 EF-111“渡鸦”电子战飞机 EA-18G“咆哮者”电子战飞机 电子干扰、反辐射导弹、诱饵弹等几种技术投入实用 并成功对付了北越防空系统 但美国空军认识到其尚不足以对付苏联防空网，因此 开发隐身飞机成为迫切需要 1973初，美国国防高级研究计划局（DARPA）开始了 代号“海弗兰”或称“拥兰”（Have Blue）特征信号 减缩计划 1973年末，DARPA招标研制一种小型的隐身飞行器可 行性演示验证平台，由于洛克希德公司设计的SR-71侦 察机的良好表现，受到军方邀请

11、并最终赢得Have Blue 计划 DARPA：Defense Advanced Research Projects Agency， 美国国防高级研究计划局 1958：ARPA 1972：DARPA 1993：ARPA 1996：DARPA 第一章 绪论 1.3 1.3.3 20世纪70年代 “海弗兰” “海弗兰” 诺思罗普“默示蓝”（Tacit blue） “沉默之蓝示范计划”(Tacit Blue Technology Demonstration Program。)。 1978年初，洛克希德的原型机XST（Experimental Stealth Technology，试验隐身技术验证机）

12、试飞成功， 其尺寸约为F-117A的一半 原型机进行了大量的抗雷达截获实验、地面测试，获 得了巨大成功 此次成功取得了USAF的信任，使其充分认识到减缩雷 达截面积（RCS）可以得到实际的军事技术领先优势。 1978年底，洛克希德获得了USAF研制全尺寸生产型飞 机的合同，代号“大趋势”（Senior Trend） 在70年代末，隐身技术终于步入正轨 20世纪80年代 1981年6月，F-117预生产型首飞，1982年初开始交付美 国空军使用，1989年在巴拿马战役中首次使用 F-117A隐身战术轰炸机 1981年10月，里根宣布恢复B-1的生产状态并容许生产 100架。 B-1B采取了重新设

13、计的进气道，采用了新的雷达吸波 材料，对飞机表面的所有接缝进行了导电处理，使B- 1B的RCS较B-1A降低90%； 洛克韦尔B-1B Lancer（枪骑兵）战略轰炸机 1980年12月，ATB(Advanced Technology Bomber)计划 获通过 1989年7月，B-2首飞 B-2“幽灵”隐身战略轰炸机 1982年，DARPA开始“水鸭黎明”（Teal Dawn）计划， 研制新型具有雷达低可探测能力的巡航导弹 由DARPA领导，通用动力公司、洛克希德公司等执行 了“水鸭黎明”（TealDawn）计划。该计划研究巡航 导弹的突防技术，主要包括巡航导弹隐身外形技术、 雷达吸波材料技

14、术和先进推进技术。通过该计划，美 国掌握了先进巡航导弹（ACM）的设计技术，这些技 术后来被用于设计AGM-129隐身巡航导弹。 第一章 绪论 1.3 1.3.4 20世纪80年代 通用动力 AGM-129先进巡航导弹 通用动力 AGM-129先进巡航导弹 1981-1982，美国海军（USN）开始独立研制中程隐身 先进战术飞机(ATA，Advanced Tactical Aircraft)，预计 将替代现役的 A-6E、A-7E、EA-6B、S-3等飞机 1986年，ATA成为美国海、空军联合项目 1991年1月5日，五角大楼召开了长达6小时的各方联席 会议，最后，国防部长切尼拍板决定放弃A

15、-12， 并在2天后正式对外公布。 第一章 绪论 1.3 1.3.4 20世纪80年代 A-6E舰载攻击机 A-6E舰载攻击机 A-7E舰载轻型攻击机 EA-6B舰载电子战飞机 S-3 “Viking 北欧海盗”舰载反潜机 A-12（ATA）舰载隐身攻击机 1982年，美国陆军开始LHX（Light Helicopter Experimental）计划 RAH-66“科曼奇”隐身武装直升机 该项目于2004年取消 RAH-66“科曼奇”隐身武装直升机 1983年，美国空军决定将隐身技术用于ATF（Advanced Tactical Fighter) F-22隐身战斗机（洛克希德，波音，通用动力） YF-23隐身战斗机（诺思罗普，麦道） F-22“猛禽”先进战术战斗机 YF-23先进战术战斗机 灰色幽灵 黑寡妇II 80年代隐身技术的发展特点： 隐身技术初具实战能力 领域拓宽，从攻击机、轰炸机到战斗机、直升机、 巡航导弹 在国防领域中的地位提高，美国海军和陆军相继加 入 20世纪90年代至今 两次伊拉克战争，南斯拉夫、阿富汗战争，隐身飞机 作战得到广泛应用