隐身材料的应用PPT课件.ppt

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1、隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术Stealth Materials and Technology管洪涛管洪涛 云南大学物理学院材料系云南大学物理学院材料系Department of Materials Science and EngineeringYunnan University隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 第六章第六章 隐身材料的应用隐身材料的应用 6.1 6.1 民用产品中的应用民用产品中的应用民用产品中的应用民用产品中的应用 隐身材料在民

2、用方面有哪些应用？隐身材料在民用方面有哪些应用？6.2 6.2 建筑上的应用建筑上的应用建筑上的应用建筑上的应用 隐身材料在建筑上的应用隐身材料在建筑上的应用 6.3 6.3 军事上的应用军事上的应用军事上的应用军事上的应用 军用隐身技术有哪些？其隐身原理如何？军用隐身技术有哪些？其隐身原理如何？6.4 6.4 反隐身技术原理及应用反隐身技术原理及应用反隐身技术原理及应用反隐身技术原理及应用 目前有哪些反隐身技术？其应用如何？目前有哪些反隐身技术？其应用如何？6.5 6.5 可见光隐身技术可见光隐身技术可见光隐身技术可见光隐身技术7/11/20252隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程

3、 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 发展历程：发展历程：最早的个人防护服出现于最早的个人防护服出现于20世纪世纪60年代，是由年代，是由金属丝金属丝和衣物纤维和衣物纤维混合编织成的织物。混合编织成的织物。最初产品最初产品手感较硬手感较硬、衣物厚、重量大、纤维难以混合均匀，效果、衣物厚、重量大、纤维难以混合均匀，效果较差，而且还会有较差，而且还会有放电放电现象；现象；70年代，出现年代，出现镀银纤维镀银纤维，屏蔽效果改善，但手感不好，成本高；，屏蔽效果改善，但手感不好，成本高；70年代末期，出现年代末期，出现镀镍或镀铜纤维镀镍或镀铜纤维，性能好，价格低廉；，性能好，价格低廉；80年代

4、出现年代，出现多元素多元素、多离子多离子织物，频段增加，性能增强；织物，频段增加，性能增强；6.1 民用产品防护民用产品防护：(1)防护服防护服 7/11/20253隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 6.1 民用产品防护民用产品防护：(1)防护服防护服 上海上海有喜实业公司有喜实业公司“十月妈咪十月妈咪”品牌防辐射服品牌防辐射服 7/11/20254隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 生产方法：生产方法：防辐射服的生产途径主要有三种：防辐射服的生产途径主要有三种：(1)将织物纤维

5、浸渍于将织物纤维浸渍于抗静电剂抗静电剂中；中；(2)用用导电物质导电物质直接在织物上涂层；直接在织物上涂层；(3)在织物纤维中嵌入在织物纤维中嵌入导电纤维导电纤维。生产工艺：生产工艺：(1)混纺；混纺；(2)交织。交织。6.1 民用产品防护民用产品防护：(1)防护服防护服 7/11/20255隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 忠告：忠告：防辐射服的性能有限，而且防辐射服的性能有限，而且使用寿命很短使用寿命很短，最多半年；，最多半年；目前的颜色有绿色、咖啡色、黑色等色调，绿色效果差、寿命短，目前的颜色有绿色、咖啡色、黑色等色调，绿色效果差

6、寿命短，黑色黑色的比较好；的比较好；多为镀金属纤维，对电磁波的作用为多为镀金属纤维，对电磁波的作用为反射反射，而不是吸收，造成二，而不是吸收，造成二次电磁污染；次电磁污染；购买时要注意布料的购买时要注意布料的生产日期生产日期；防辐射服的生产工艺有两种：混纺、交织。混纺工艺简单，效果防辐射服的生产工艺有两种：混纺、交织。混纺工艺简单，效果差，最好选择差，最好选择交织交织产品。产品。6.1 民用产品防护民用产品防护：(1)防护服防护服 7/11/20256隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 发展方向：发展方向：(1)将纳米将纳米磁性材料磁性

7、材料做成涂层，涂覆在织物表面，形成导磁层；做成涂层，涂覆在织物表面，形成导磁层；目前的问题是磁性材料与织物的目前的问题是磁性材料与织物的结合牢度结合牢度问题；问题；(2)将纳米磁性材料与粘结剂混合制成将纳米磁性材料与粘结剂混合制成悬浮液悬浮液，将织物纤维浸渍，将织物纤维浸渍于溶液中，形成导磁纤维；问题是于溶液中，形成导磁纤维；问题是粘结剂粘结剂的选择；的选择；(3)分别制备导电纤维和导磁纤维，然后将分别制备导电纤维和导磁纤维，然后将两者混纺两者混纺；(4)将导电或导磁织物浸渍于将导电或导磁织物浸渍于磁性流体磁性流体中，值得兼备介电损耗和中，值得兼备介电损耗和磁损耗织物；磁损耗织物；(5)在纤维

8、或织物表面涂覆一层在纤维或织物表面涂覆一层手性材料手性材料，或者将织物浸渍于含，或者将织物浸渍于含有手性材料的有手性材料的粘结剂粘结剂中；目前问题是选择合适的手性材料和粘结中；目前问题是选择合适的手性材料和粘结剂。剂。6.1 民用产品防护民用产品防护：(1)防护服防护服 7/11/20257隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 手机辐射的主要影响是人的手机辐射的主要影响是人的中枢神经中枢神经系统。系统。国内外已出现部分手机防辐射国内外已出现部分手机防辐射贴片贴片：日本电磁通、德国大哥大放辐射晶片、美国日本电磁通、德国大哥大放辐射晶片、美国E

9、asy-Tone易通卡、易通卡、台湾贴易通台湾贴易通IC健康卡、北京健康卡、北京TM电磁消、青岛康乐防辐射卡电磁消、青岛康乐防辐射卡经测试，没有达到国家标准的要求。经测试，没有达到国家标准的要求。产品对电磁波的防护多为产品对电磁波的防护多为反射屏蔽反射屏蔽，很少有吸收，而且其作用也，很少有吸收，而且其作用也仅限于卡片尺寸大小的仅限于卡片尺寸大小的面积内有效面积内有效。手机辐射最好的防护就是打电话时防护：手机辐射最好的防护就是打电话时防护：时间、地点时间、地点。深圳市吸波王防辐射科技有限公司：深圳市吸波王防辐射科技有限公司：手机防辐射挂件手机防辐射挂件。6.1 民用产品防护民用产品防护：(2)手

10、机防护手机防护 7/11/20258隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 7/11/20259隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 电脑的电子配件在工作时会释放出一定波长和频率的电磁波。电脑的电子配件在工作时会释放出一定波长和频率的电磁波。机箱设计：机箱设计：(1)机箱的机箱的设计设计是防止电磁辐射的关键，采用是防止电磁辐射的关键，采用全铝合金全铝合金材料，可材料，可以吸收高低频电磁波达以吸收高低频电磁波达70%以上；以上；(2)机箱前挡板作机箱前挡板作无缝无缝光驱设计、后挡板密合度要高

11、光驱设计、后挡板密合度要高；(3)机箱的基座和外壳机箱的基座和外壳合为一体合为一体，后板边采用防辐射设计；，后板边采用防辐射设计；(4)机箱内框边缘安装机箱内框边缘安装弹点弹点：使侧板与机箱固定紧密，由此阻挡：使侧板与机箱固定紧密，由此阻挡电磁泄露、引导机箱内的电磁波向机箱两侧运动，并相互抵消。电磁泄露、引导机箱内的电磁波向机箱两侧运动，并相互抵消。6.1 民用产品防护民用产品防护：(3)电脑防护电脑防护 7/11/202510隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 电脑的电子配件在工作时会释放出一定波长和频率的电磁波。电脑的电子配件在工作

12、时会释放出一定波长和频率的电磁波。使用时防护：使用时防护：(1)电脑放置于人活动较少的房间内，远离其它电器；电脑放置于人活动较少的房间内，远离其它电器；(2)选用选用低辐射低辐射显示器，人体与显示屏距离不小于显示器，人体与显示屏距离不小于75 cm；(3)连续操作时间连续操作时间不宜过长不宜过长，一般，一般1 h休息一次；休息一次；(4)选戴质量合格的选戴质量合格的护目镜护目镜或选用电脑屏幕或选用电脑屏幕防护罩防护罩；(5)电脑附近摆设一盆仙人掌、吊兰、蟹爪莲等防护电脑附近摆设一盆仙人掌、吊兰、蟹爪莲等防护植物植物。6.1 民用产品防护民用产品防护：(3)电脑防护电脑防护 7/11/20251

13、1隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 7/11/202512隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 6.2 建筑防护建筑防护：(1)会议室会议室 装饰性电磁屏蔽室、屏蔽型保密会议室装饰性电磁屏蔽室、屏蔽型保密会议室不锈钢板覆盖墙壁内表面；不锈钢板覆盖墙壁内表面；采用屏蔽玻璃窗；采用屏蔽玻璃窗；7/11/202513隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 对于会议室的防护多采用对于会议室的防护多采用不锈钢板不锈钢板或或镀锌钢板镀锌钢板进行

14、电磁屏蔽防护。进行电磁屏蔽防护。在室内墙壁上铺贴在室内墙壁上铺贴0.51 mm厚厚钢板钢板；窗户采用窗户采用铝合金窗框铝合金窗框，使用，使用屏蔽玻璃屏蔽玻璃，可自然采光；，可自然采光；屏蔽门采用屏蔽门采用单开式单开式或者或者电动气密式电动气密式屏蔽门，装配内外把手；屏蔽门，装配内外把手；通风窗采用蜂窝状通风窗采用蜂窝状截止波导窗截止波导窗，防止电磁波泄漏。，防止电磁波泄漏。6.2 建筑防护建筑防护：(1)会议室会议室 磁磁 场电 场平平 面面 波波微微 波波测试频段段14KHz150KHz0.2-50MHz50MHz-1GHz1-10GHz屏蔽效能屏蔽效能 80 dB100 dB80 dB90

15、 dB80 dB7/11/202514隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 6.2 建筑防护建筑防护：(2)办公室办公室 现代的办公室很流行现代的办公室很流行格子间格子间：(1)私密；私密；(2)安静；安静；(3)产生一个很严重的问题：电脑产生一个很严重的问题：电脑辐射辐射各个位置辐射的电磁波在格子中间各个位置辐射的电磁波在格子中间叠加叠加，辐射程度增大；，辐射程度增大；7/11/202515隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 解决方法：解决方法：(1)在格子位置涂覆在格子位置涂覆吸波

16、材料吸波材料，降低辐射剂量；，降低辐射剂量；(2)改成改成开放式开放式办公室，科技降低电磁波的办公室，科技降低电磁波的干涉作用干涉作用。6.2 建筑防护建筑防护：(2)办公室办公室 7/11/202516隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 可采取的措施：可采取的措施：(1)电气、电子设备密集的工业区电气、电子设备密集的工业区远离居民区远离居民区；(2)在发射天线强度达到在发射天线强度达到15 V/m的地方的地方设置绿化带设置绿化带；足够宽度的绿化带；足够宽度的绿化带对电磁辐射的吸收频带宽、吸收好、无任何负作用；对电磁辐射的吸收频带宽、吸收

17、好、无任何负作用；(3)改变发射天线的结构和改变发射天线的结构和发射角度发射角度，减少对人群密集地区的辐射强度；，减少对人群密集地区的辐射强度；(4)根据电磁辐射的强度和频率范围设置根据电磁辐射的强度和频率范围设置“吸波墙吸波墙”，以铁粉、石墨等，以铁粉、石墨等为吸波剂；为吸波剂；(5)采用采用建筑吸波材料建筑吸波材料。6.2 建筑防护建筑防护：(3)建筑物建筑物 建筑吸波材料目的建筑吸波材料目的：将具有：将具有吸波吸波功能的功能的混凝土混凝土材料用于建筑行业，以减材料用于建筑行业，以减少高达建筑物对电磁波的少高达建筑物对电磁波的反射作用反射作用，提高广播、电视等的播放质量。，提高广播、电视等

18、的播放质量。7/11/202517隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 建筑吸波材料：建筑吸波材料：(1)低成本吸波建筑材料；低成本吸波建筑材料；(2)高性能吸波建筑材料；高性能吸波建筑材料；(3)防辐射建筑涂料。防辐射建筑涂料。应用于普通建筑上的吸波材料主要有：应用于普通建筑上的吸波材料主要有：铁氧体铁氧体、氧化铁氧化铁。日本日本TDK公司研制的公司研制的CuNiZn铁氧体铁氧体在在130540 MHz频段内的损频段内的损耗性能为耗性能为-10 dB；天津大学研制的天津大学研制的建筑吸波材料建筑吸波材料在在818 GHz内的损耗可达内的损

19、耗可达-13 dB，反射率小于，反射率小于-10 dB的带宽为的带宽为10 GHz；6.2 建筑防护建筑防护：(3)建筑物建筑物 7/11/202518隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程(2)高性能吸波建筑材料：高性能吸波建筑材料：主要应用于对吸波要求较高的主要应用于对吸波要求较高的建筑物建筑物中，微波暗室、保密室等。中，微波暗室、保密室等。日本日本TDK公司研制的系列吸波材料：公司研制的系列吸波材料：铁氧体铁氧体、碳、碳、导电纤维导电纤维、电、电介质，在介质，在304000 MHz频段内的损耗性能为频段内的损耗性能为-20 dB；英国英

20、国的的Walker Wave Technology公司生产的公司生产的MAC8101吸波材吸波材料在料在0.55 GHz内的损耗可达内的损耗可达-15 dB，厚度仅为，厚度仅为6 mm；电子科大电子科大邓龙江邓龙江NiCuZn铁氧体在铁氧体在301000 MHz频段内的吸收性频段内的吸收性能为能为-12 dB，在，在50800 MHz内损耗为内损耗为-15 dB；6.2 建筑防护建筑防护：(3)建筑物建筑物 7/11/202519隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 6.2 建筑防护建筑防护：(3)建筑物建筑物 7/11/202520隐身材

21、料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 混凝土型吸波建筑混凝土型吸波建筑铁氧体型吸波建筑铁氧体型吸波建筑7/11/202521隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 铁氧体材料铁氧体材料的吸收性能的吸收性能随频率增加而逐渐降低随频率增加而逐渐降低7/11/202522隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程(3)防辐射建筑涂料：防辐射建筑涂料：一般是在普通建筑涂料中加入一般是在普通建筑涂料中加入吸波剂吸波剂，并要求施工方便、不易脱，并要求施工方便、

22、不易脱落、性能好、成本不能太高。落、性能好、成本不能太高。一般采用的都是多种一般采用的都是多种金属粉金属粉和和铁氧体粉铁氧体粉混合。混合。日本目前已有日本目前已有20多家多家防辐射涂料防辐射涂料生产厂家；生产厂家；日本日本海尔兹海尔兹化学株式会社：化学株式会社：波鲁斯波鲁斯系列磁性涂料系列磁性涂料(PLS-A20、PLS-A50)；在在50 Hz40 GHz频段内有很好的损耗；频段内有很好的损耗；在在118 GHz频段内损耗性能达到频段内损耗性能达到-20 dB。6.2 建筑防护建筑防护：(3)建筑物建筑物 7/11/202523隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身

23、材料与技术选修课程选修课程 隐身材料在军事上的应用主要是为了降低军事目标的隐身材料在军事上的应用主要是为了降低军事目标的雷达散射截面雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS）。）。雷达散射截面：是度量目标在雷达波照射下所产生雷达散射截面：是度量目标在雷达波照射下所产生回波强度回波强度的物理量，的物理量，简称为简称为RCS，一般用符号，一般用符号来表示来表示。RCS的大小用一个的大小用一个各向均匀各向均匀的的等效反射器等效反射器的投影面积来表示；的投影面积来表示；该等效反射器与被定义的目标在接收方向该等效反射器与被定义的目标在接收方向单位立体角单位立体角内具有相同的回波内具有

24、相同的回波功率。功率。6.3 军事防护军事防护：(1)雷达散射截面雷达散射截面 7/11/202524隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 目标的目标的雷达散射截面雷达散射截面定义为：定义为：其中，其中，表示目标至接收天线的表示目标至接收天线的距离距离；表示在接收机处表示在接收机处散射波散射波的功率密度；的功率密度；表示在目标处表示在目标处入射波入射波的功率密度；的功率密度；6.3 军事防护军事防护：(1)雷达散射截面雷达散射截面 7/11/202525隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课

25、程 根据相关电磁场理论，根据相关电磁场理论，功率密度功率密度正比于正比于电场强度电场强度的平方，由此我们得到的平方，由此我们得到雷达散射截面雷达散射截面的另一定义为：的另一定义为：目标在目标在单位立体角单位立体角内向接收机处的内向接收机处的散射功率密度散射功率密度与入射波在目标处的与入射波在目标处的入入射功率密度射功率密度之比的之比的4倍。倍。其中，其中，表示目标至接收天线的表示目标至接收天线的距离距离；、表示在接收机处表示在接收机处散射波散射波的电场强度和磁场强度；的电场强度和磁场强度；、表示在目标处表示在目标处入射波入射波的电场强度和磁场强度；的电场强度和磁场强度；7/11/202526隐

26、身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 雷达散射截面雷达散射截面：目标在：目标在单位立体角单位立体角内向接收机处的内向接收机处的散射功率密度散射功率密度与入射与入射波在目标处的波在目标处的入射功率密度入射功率密度之比的之比的4倍。倍。单站雷达单站雷达/单基雷达单基雷达双站雷达双站雷达/双基雷达双基雷达7/11/202527隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 雷达雷达散射截面散射截面的单位为：的单位为：m2（平方米）；（平方米）；由于目标的雷达散射截面与由于目标的雷达散射截面与方位角方位角有

27、关，通常用平方米的有关，通常用平方米的分贝数分贝数来表示：来表示：6.3 军事防护军事防护：(1)雷达散射截面雷达散射截面 结合公式：结合公式：当入射波的当入射波的回波功率回波功率只有只有1/10时，时，RCS减少减少10 dB；当入射波的当入射波的回波功率回波功率只有只有1/100时，时，RCS减少减少20 dB；RCS减少减少30 dB，则表示入射波的，则表示入射波的回波功率回波功率只有只有1/1000。7/11/202528隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 雷达雷达散射截面散射截面的影响因素：的影响因素：(1)目标材料的电性能；目

28、标材料的电性能；(2)目标的几何外形；目标的几何外形；(3)目标被雷达波照射的方位；目标被雷达波照射的方位；(4)入射波的波长；入射波的波长；(5)接收天线的性能。接收天线的性能。6.3 军事防护军事防护：(1)雷达散射截面雷达散射截面 RCS与方位角的关系与方位角的关系7/11/202529隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身最早是应用于隐身最早是应用于军事军事上，用于降低目标的上，用于降低目标的RCS，美国是起步最早、投，美国是起步最早、投资最多、收效最大的国家。资最多、收效最大的国家。早在早在20世纪世纪50年代，美国就开始对多

29、种型号的年代，美国就开始对多种型号的侦察机侦察机采用了隐身技术。采用了隐身技术。第一架第一架“准隐身飞机准隐身飞机”：1955年年8月的月的U-2高空侦察机。（高空侦察机。（Lockheed）实际上，隐身技术是实际上，隐身技术是被发明被发明的，而不是被发现的。的，而不是被发现的。6.31 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 最初的飞机设计师根本不相信飞机可以降低其最初的飞机设计师根本不相信飞机可以降低其可探测性可探测性；因此都热衷于设计因此都热衷于设计体型较小体型较小的飞机，并声称越小越难被探测到。的飞机，并声称越小越难被探测到。U-2机型很小，最初设计目的是为了机型很小，最初设计目的是为了降低

30、可观测性降低可观测性，而实际上飞机的可，而实际上飞机的可探测性与飞机的探测性与飞机的大小大小没有任何关系。没有任何关系。海鸥与八哥体型相近：但海鸥与八哥体型相近：但海鸥海鸥的的RCS是是八哥八哥的的200倍；倍；蜜蜂蜜蜂的体型小于的体型小于麻雀麻雀：但蜜蜂的：但蜜蜂的RCS是蜜蜂的是蜜蜂的16倍。倍。7/11/202530隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 U-2高空侦察机高空侦察机7/11/202531隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 7/11/202532隐身材料与技术隐身材料

31、与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 第一架第一架“隐身飞机隐身飞机”：20世纪世纪60年代的年代的SR-71“黑鸟黑鸟”战略侦察机；战略侦察机；“黑鸟黑鸟”于于1964年年12月试飞，月试飞，1966年年1月交付使用，月交付使用，1990年退役；年退役；“黑鸟黑鸟”全身全身93%是由钛合金构成，最高时速可达是由钛合金构成，最高时速可达3529公里，公里，飞行高飞行高度可达度可达30000米。米。机身表面涂覆一层隐身涂层，最初的隐身涂层均为黑色，后来才出现其机身表面涂覆一层隐身涂层，最初的隐身涂层均为黑色，后来才出现其它颜色的隐身涂层；它颜色的隐身涂层；“黑鸟黑

32、鸟”保持了一项引以为豪的记录保持了一项引以为豪的记录从未在执行任务时被击落。从未在执行任务时被击落。美国宣称美国宣称“黑鸟黑鸟”SR-71“总是被追赶，从未被击落总是被追赶，从未被击落”！但有但有40%的飞机是在飞行过程中由于意外而破坏。的飞机是在飞行过程中由于意外而破坏。而且该飞机在降落时会由于油箱的而且该飞机在降落时会由于油箱的热胀冷缩热胀冷缩而漏油。而漏油。6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 7/11/202533隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 SR-71“黑鸟黑鸟”战略侦察机战略侦察机7/11/202534隐身材料与技术

33、隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 以下是一段著名的以下是一段著名的SR-71与与洛杉矶塔台洛杉矶塔台的对话：的对话：“请求请求60000英尺高度的空域使用权，英尺高度的空域使用权，over。”（大约是（大约是18000米，这是多数战斗机的升限，民用飞机基本无法做到，米，这是多数战斗机的升限，民用飞机基本无法做到，但对于能爬升到三万米的但对于能爬升到三万米的SR-71来说则是轻而易举。）来说则是轻而易举。）沉默了片刻，传来了塔台调度员略带惊奇和嘲讽的声音：沉默了片刻，传来了塔台调度员略带惊奇和嘲讽的声音：“你打算怎么爬升到那个高度？你打算怎么爬升到那个

34、高度？”沉默。沉默。片刻，飞行员回复：片刻，飞行员回复：“我们不打算爬升到那个高度。我们不打算爬升到那个高度。我们要下降到那个高度我们要下降到那个高度。over。”“.”6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 7/11/202535隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 20世纪世纪80年代，里根政府开始执行年代，里根政府开始执行“黑色黑色”计划，其中最著名就是洛计划，其中最著名就是洛克希德公司克希德公司马丁丁(Lockheed Martin Co.)生产的生产的F-117战斗机。战斗机。F-117于于70年代开始设计，年代开始设计，198

35、1年年6月月18日第一次试飞成功。日第一次试飞成功。F-117综合采用了综合采用了外形设计外形设计和和隐身材料隐身材料，其雷达散射截面只有，其雷达散射截面只有0.01m2。其采用了独特的其采用了独特的钻石型外形钻石型外形，而表面使用的，而表面使用的隐身材料隐身材料至今仍然保密。至今仍然保密。F-117采用了多种的吸波和透波材料，在隐身方面取得了很大成功。采用了多种的吸波和透波材料，在隐身方面取得了很大成功。但隐身材料和独特的外形限制了其飞行性能；但隐身材料和独特的外形限制了其飞行性能；当飞机当飞机起落架起落架放下时，其隐身性能会受到严重影响；放下时，其隐身性能会受到严重影响；而且而且阴雨天阴雨

36、天也会对飞机的隐身性能产生很大的影响。也会对飞机的隐身性能产生很大的影响。6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 7/11/202536隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 1981年年6月月18日第一次试飞成功日第一次试飞成功1990年年4月月21日在内利斯空军基地首次公开展示日在内利斯空军基地首次公开展示7/11/202537隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 到目前为止，美国共研制了到目前为止，美国共研制了三代隐身飞机三代隐身飞机。还有一种说法，称还有一种说法，称F-22为为第

37、四代机第四代机。国际上公认：达到国际上公认：达到“四超四超”能力，即能力，即“超音速巡航能力、超高过载机动超音速巡航能力、超高过载机动能力、超性能隐身能力和超视距攻击能力能力、超性能隐身能力和超视距攻击能力”，可称为，可称为“四代机四代机”。6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 代次代次型号型号特点特点隐身措施身措施雷达截面雷达截面/m2第一代第一代F-117夜夜间作作战多平面加多平面加隐身材料身材料0.010.025第二代第二代B-2气气动力高、大力高、大载荷、荷、隐身身飞行翼加行翼加隐身材料身材料0.1第三代第三代F-35结构加构加隐身材料身材料0.5F-22高空、高速、高空、高速、隐

38、身、昼夜身、昼夜作作战、空、空战和和对地攻地攻击结构加构加隐身材料身材料0.10.57/11/202538隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 飞机的隐身主要包括飞机的隐身主要包括雷达隐身雷达隐身和和红外隐身红外隐身，雷达隐身又包括，雷达隐身又包括结构设计结构设计和和隐身材料隐身材料；飞机的飞机的结构设计结构设计主要在机身、机翼和发动机部位；主要在机身、机翼和发动机部位；飞机的飞机的红外隐身红外隐身主要在发动机部位。主要在发动机部位。6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机1.机身机身常规飞行器的雷达散射除了来自头部以外，主要来自常规飞行器

39、的雷达散射除了来自头部以外，主要来自侧面侧面；常规飞机的机身侧面都是采用常规飞机的机身侧面都是采用圆剖面圆剖面，使得侧向回波强度很大；，使得侧向回波强度很大；隐身飞机必须在机身的整体设计上对飞机的隐身飞机必须在机身的整体设计上对飞机的外形外形做调整。做调整。隐身飞机的侧面多采用隐身飞机的侧面多采用“机体机体+边条边条”结构，多采用平直机身。结构，多采用平直机身。F-117A采用独特的采用独特的多面体外形多面体外形设计，歼设计，歼-20采用采用菱形机头和平直机身菱形机头和平直机身，大大降低了机身的雷达散射截面。大大降低了机身的雷达散射截面。7/11/202539隐身材料与技术隐身材料与技术选修课

40、程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 美国美国F-117A采用多面体外形采用多面体外形中国歼中国歼-20采用菱形机头和平直机身采用菱形机头和平直机身采用高达采用高达66.7的的后掠角后掠角，为了将为了将雷达波雷达波大幅偏转出去大幅偏转出去但明显影响飞机的但明显影响飞机的机动性能机动性能7/11/202540隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 美国美国F-117俄罗斯俄罗斯“苏霍伊苏霍伊”T-50 美国美国B-27/11/202541隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课

41、程 B-2外形设计为前缘后掠、后缘为大锯齿形，外形设计为前缘后掠、后缘为大锯齿形，没有机身和尾翼没有机身和尾翼；整个飞机像一个巨大的整个飞机像一个巨大的飞翼飞翼，没有外挂物突出在机身外面；，没有外挂物突出在机身外面；在机身的前后缘、进气道口采用了在机身的前后缘、进气道口采用了隐身材料隐身材料；整个机身涂覆黑色的整个机身涂覆黑色的隐身涂层隐身涂层。6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 2.机翼机翼飞机上隐身最重要而且数目最多的部件是飞机的飞机上隐身最重要而且数目最多的部件是飞机的机翼机翼、平尾和立尾；、平尾和立尾；这些部件是决定飞机这些部件是决定飞机雷达散射截面雷达散射截面大小的重要因素。大

42、小的重要因素。隐身飞机在考虑机身隐身飞机在考虑机身侧向融合侧向融合设计的同时，通常采用双立倾斜垂直尾翼；设计的同时，通常采用双立倾斜垂直尾翼；SR-71“黑鸟黑鸟”采用了采用了向内倾斜向内倾斜的双垂尾设计，在机翼前后缘、边条、升的双垂尾设计，在机翼前后缘、边条、升降副翼等部位使用了降副翼等部位使用了“Iron ball”蜂窝结构蜂窝结构隐身材料隐身材料，并做成锯齿状；，并做成锯齿状；YF-22尾翼部位的尾翼部位的立尾立尾与垂直方向外倾与垂直方向外倾27，外覆，外覆隐身涂身涂层。7/11/202542隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 采采

43、用用向向内内倾倾斜斜的的双双垂垂尾尾设设计计并并采采用用蜂蜂窝窝结结构构隐隐身身材材料料7/11/202543隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 YF-22尾翼部位的尾翼部位的立尾立尾与垂直方向外倾与垂直方向外倾277/11/202544隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 J-20采用了融合机身，外倾的双垂尾结构，大大降低雷达散射截面；采用了融合机身，外倾的双垂尾结构，大大降低雷达散射截面；机身材料蜂窝状碳纤维蜂窝吸波结构，表层由陶瓷材料构成机身材料蜂窝状碳纤维蜂窝吸波结构，表层由陶

44、瓷材料构成7/11/202545隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 7/11/202546隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 F-35机身两侧没有紧固件，大大减少了零部件数量，降低了机身两侧没有紧固件，大大减少了零部件数量，降低了RCS；F-35表面覆盖了一层新型材料，是一种由聚合物材料制备的薄层，可表面覆盖了一层新型材料，是一种由聚合物材料制备的薄层，可以直接贴在蒙皮上，而不需要涂敷。以直接贴在蒙皮上，而不需要涂敷。7/11/202547隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程

45、 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 6.3 军事防护军事防护：(2)飞机飞机 3.发动机发动机发动机部位的隐身一直是隐身飞机的技术重点和难点；发动机部位的隐身一直是隐身飞机的技术重点和难点；发动机部位不仅要雷达隐身，还要具备发动机部位不仅要雷达隐身，还要具备红外隐身红外隐身技术。技术。(1)进气道和发动机隐身进气道和发动机隐身关关键是要了解雷达波是要了解雷达波进入入进气道气道进行行传播的原理。播的原理。当雷达波当雷达波长大于大于进气道气道宽度度的的2倍倍时，雷达波不能，雷达波不能进入入进气道，而是被散气道，而是被散射回去；射回去；当雷达波波当雷达波波长小于小于进气道气道宽度度时，雷

46、达波，雷达波进入入进气道，被气道，被隐身材料吸收。身材料吸收。如果如果进气道气道隐身不好，身不好，发动机机风扇和扇和涡轮的正面暴露在入射的雷达的正面暴露在入射的雷达视线之之中。中。7/11/202548隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 F-117的的进气道进气道没有多少弯曲，主要靠进气口上的没有多少弯曲，主要靠进气口上的格栅格栅形成雷达屏障；形成雷达屏障；网格状的网格状的格栅格栅可以使足够的空气通过，以保证发动机的正常工作。可以使足够的空气通过，以保证发动机的正常工作。进气道的网格结构尺寸很小，可以使入射电磁波进气道的网格结构尺寸很小，

47、可以使入射电磁波向后向散射向后向散射，降低被雷，降低被雷达发现的概率。达发现的概率。7/11/202549隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 B-2采用弧顶平底尖边的采用弧顶平底尖边的飞翼外形飞翼外形，把发动机深深地埋在，把发动机深深地埋在飞翼飞翼结构里结构里；飞翼的上表面飞翼的上表面采用扁平的采用扁平的进气口进气口和弯曲的和弯曲的进气道；进气道；可以保证入射的雷达波无法从上方直接照射到发动机的正面；可以保证入射的雷达波无法从上方直接照射到发动机的正面；7/11/202550隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身

48、材料与技术选修课程选修课程 F-22采用了弯曲的采用了弯曲的进气道进气道，还采用了，还采用了Caret进气口，有利于发动机的稳进气口，有利于发动机的稳定供气；定供气；同时避免了侧面的同时避免了侧面的直立平面直立平面，可以将入射电磁波，可以将入射电磁波向后向散射向后向散射，对发动机，对发动机和进气道起到了很好的雷达隐身效果；和进气道起到了很好的雷达隐身效果；7/11/202551隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 YF-23采用采用翼下进气口翼下进气口和向上的和向上的弯曲进气道弯曲进气道，进气口隐身设计比，进气口隐身设计比F-22的的Car

49、et进气口还要先进。进气口还要先进。进气口前的机翼下表面是进气口前的机翼下表面是平整平整的，也没有空隙、突板等容易强化雷达反的，也没有空隙、突板等容易强化雷达反射的东西。射的东西。拆掉发动机可以明显看到弯曲的进气道拆掉发动机可以明显看到弯曲的进气道 7/11/202552隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 YF-23的进气道的进气道7/11/202553隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程“非必要绝不在机身表面开口非必要绝不在机身表面开口”是当前是当前隐身飞机设计隐身飞机设计必须遵守的

50、原则。必须遵守的原则。7/11/202554隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 F-35的进气口前部有一个明显的鼓包，称为的进气口前部有一个明显的鼓包，称为DSI进气口。进气口。即即无分离板无分离板超音速进气口（超音速进气口（Diverterless Supersonic Intake，DSI）可以引导高速气流进入发动机，同时避免了雷达波直接进入进气道。可以引导高速气流进入发动机，同时避免了雷达波直接进入进气道。7/11/202555隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 隐身材料与技术隐身材料与技术选修课程选修课程 X-32的进气