[科普中国]-反隐身技术

基本概念

在现代战争中，隐身技术已被应用于研制隐身飞机、隐身导弹、隐身坦克、隐身舰船等各种隐身武器，并投入战场使用。随着隐身技术的发展和应用，在未来战场上将出现愈来愈多的各种隐身武器，这将大大提高武器装备的生存能力、突防能力和作战效能，打破已形成的攻防平衡，推动防御系统中的各种探测系统发生重大变革，并促进反隐身技术的发展。现代战场上的侦察探测系统主要是雷达、红外、电子、可见光、声波等探测系统，因此武器的隐身技术除了传统的雷达隐身和红外隐身外，还有光学隐身、等离子体隐身等。2

技术途径①目前的雷达隐身措施都是针对厘米波雷达的，改变探测雷达的工作波长，可以使这些隐身措施失效，例如，现有的超视距雷达工作频率为2～60兆赫，可用来探测隐身目标；3

②采用双/多基地雷达，从侧面探测隐身目标；

③利用预警飞机、预警卫星、预警无人机乃至高空气球、飞艇等，从隐身措施较弱的部位探测目标；

④提高雷达脉冲能量和雷达信号处理质量，可探测雷达截面积在0.1平方米以下隐身飞行器；

⑤采用新体制雷达，例如无载波雷达、双频段或多频段雷达、谐波雷达等，可发现隐身目标；

⑥用多部雷达组成雷达网探测隐身目标。

这种技术、武器系统之间的对抗循环不已，推动相关技术和武器系统向更高水平发展。

新突破实现战场军事装备隐身化的技术措施多种多样，主要有外形隐身措施、电子隐身措施、红外隐身措施、视频隐身和声隐身措施等。针对探测技术方面的改进，目前正在酝酿一些新的隐身概念和新的隐身技术。

隐身技术⑴等离子体隐身技术。实验证明，用等离子气体层包围诸如飞机、舰船、卫星等的表面，当雷达波碰到这层特殊气体时，由于等离子体层对雷达波有特殊的吸收和折射特性，使反射回雷达接收机的能量很少。例如，应用等离体技术可使一个13厘米长的微波反射器的雷达平均截面在4～14吉赫频率范围内平均减小20分贝，即雷达获取的回波能量减少到原来的1%。美国休斯实验室已进行了这方面的实验。

⑵应用仿生技术。试验证明，海鸥虽与燕八哥的形体大小相近，但海鸥的雷达反射截面比燕八哥的大200倍。蜜蜂的体积小于麻雀，但它的雷达反射截面反而比麻雀大16倍。有关科学家们正在研究这些现象，试图采用仿生技术，寻求新的隐身技术。

⑶应用“微波传播指示”技术。这种技术是利用计算机预测雷达波在大气中的传播情况。大气层的变化（如湿度、温度等的变化）能使雷达波的作用距离发生变化，使雷达覆盖范围产生“空隙”（即盲区），同时雷达波在大气里传播时要形成“传播波道”，其能量集中于“波道内”，“波道”之外几乎没有能量。如果突防兵器在雷达覆盖区的“空隙”内或“波道”外通，就可避开敌方雷达的探测而顺利突防。

新型隐身材料隐身材料是隐身技术发展的关键。目前，世界军事大国正在开发以下几种新型隐身材料：

⑴手性材料(chiralmaterial）。手性是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能通过任何操作使物体与镜像相重合的现象。研究表明，具有手性特性的材料，能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。用于微波波段的手性材料都是人造的。采用手性材料的结构与微波相互作用的研究始于50年代，到80年代，有关手性材料对微波的吸收、反射特性的研究才受到一些研究部门的重视。目前研究的雷达吸波型手性材料，是在基体材料中掺杂手性结构物质形成的手性复合材料。

⑵近几年来，对纳米材料的研究不断深入，证明纳米材料具有极好的吸波特性，因而引起研究人员的极大兴趣。目前，美、法、德、日、俄等国家把纳米材料作为新一代隐身材料进行探索和研究。

⑶导电高聚物材料。这种材料是近几年才发展起来的，由于其结构多样化、高度低和独特的物理、化学特性，因而引起科学界的广泛重视。将导电高聚物与无机磁损耗物质或超微粒子复合，可望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。

⑷多晶铁纤维吸收剂。欧洲伽玛(GAMMA）公司研制出一种新型的雷达吸波涂层，系采用多晶铁纤维作为吸收剂。这是一种轻质的磁性雷达吸收剂，可在很宽的频带内实现高吸收效果，且重量减轻40%～60%，克服了大多数磁性吸收剂所存在的过重的缺点。

⑸智能型隐身材料。智能型隐身材料和结构是80年代逐渐发展起来的一项高新技术，它是一种具有感知功能、信息处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应功能的材料和结构，为利用智能型材料实现隐身功能提供了可能性。

目前，隐身技术正向着综合运用、权衡隐身性能和其他性能、扩展频率范围和应用范围、降低成本等方向发展。

工作成效隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战，迫使人们考虑如何摧毁隐身兵器并研究反隐身技术。隐身技术与反隐身技术的发展，是相互制约、相互促进的，无论哪一方有新的突破，都将引起另一方的重大变革。反隐身技术的发展方向是：综合运用，系统综合（集成），开发新的反隐身技术理论。

由于目前隐身技术的研究主要是针对雷达探测系统的，所以，反隐身技术的发展重点也是针对雷达的。雷达实现反隐身的技术途径主要有以下三个方面：⑴提高雷达本身的探测能力；⑵利用隐身技术的局限性，削弱隐身兵器的隐身效果；⑶开发能摧毁隐身兵器的武器。

目前，美、俄、英、法、日等国家都在积极发展反隐身技术，取得的进展主要表现在以下几个方面：

高灵敏度雷达通常包括：先进的单基地雷达（宽频带/超宽频带雷达、超视距雷达）、双/多基地雷达、毫米波雷达、超高距离分辨率雷达、合成孔径/逆合孔径雷达、多功能相控阵雷、激光雷达等。目前，美国的高灵敏度雷达正处于研究、样机试验阶段。预计，高灵敏度雷达技术，如研制稳定度更高的频率发生器、信号处理能力更强的系统以及动态范围更宽的接收机和模拟/数字转换器等方面，将会有新的突破。

由于隐身兵器的设计通常是针对厘米波段雷达的，因此，将雷达的工作波段向米波段和毫米波段甚至红外波段和激光波段扩展，都将具有一定的反隐身能力。美军正在建造工作在米波段的AN/FPS-118超视距预警雷达；已研制成功一种海军用的可调防的小型战术超视距雷达；美空军计划为“爱国者”防空导弹安装35千兆赫的毫米波雷达导引头，并开始进行激光雷达预警系统的研究工作。

隐身飞行器的隐身重点一般放在鼻锥方向±45°角范围内。因此，将探测系统安装在空中或卫星上进行俯视，可提高探测雷达截面较小目标的概率。美空军的E-3A预警机（载高脉冲重复频率的脉冲多普勒雷达）和海军正在研制的“钻石眼”预警机（载有源相控阵雷达）以及高空预警气球（载大型孔径雷达），都能有效地探测隐身目标。美国还正在研制预警飞艇、预警直升机、预警卫星等。此外，俄罗斯、英国、印度等国都很重视发展预警机的工作。

美国正在用先进技术将现有雷达加以改进。通过采用频率捷变技术、扩频技术、低旁瓣或旁瓣对消、窄波束、置零技术、多波束、极化变换、伪随机噪声、恒虚警电路等技术，来提高雷达的抗干扰能力，进而提高雷达的探测性能。通过采用功率合成技术和大时宽脉冲压缩技术，来增加雷达的发射功率。雷达接收机通过采用数字滤波、电荷耦合器件、声表面滤波和光学方法等先进技术来提高信号处理能力。在此基础上，再通过雷达联网来提高雷达的反隐身能力。

隐身兵器主要是通过采用吸波材料（结构吸波材料和吸波涂层）达到隐身的。但是，当它遇到高功率微波波束时，会受损害甚至失去战斗能力。美国正在加紧研究高功率微波武器，一种可重复发射的高功率微波武器处于预研阶段，另一种高功率微波弹头处于演示阶段。俄罗斯已研制出方向性很强的高功率微波武器，可用手榴弹、迫击炮、火炮或导弹投掷。

发展概况美国美国洛克希德·马丁公司在2010年5月首次披露该机采用了一种新型纤维铺层(fiber mat)的隐身材料。这种材料被集成到F-35复合材料蒙皮中，位于蒙皮的最上层。它取代了早期隐身飞机所使用的金属涂层，使F-35战机无需使用隐身贴片或喷涂雷达吸波材料即可实现隐身。此外，带有纤维铺层的飞机蒙皮还拥有一定的结构承受能力。2

美国B-2隐身轰炸机于1989年7月首次试飞。这是一种比B-1B轰炸机更先进的远程战略轰炸机，用以替代B-1B轰炸机。B-2是机翼和机身完全融为一体的飞翼。这种布局有利于隐身设计，在气动力和结构效率上均比常规布局的优势大。B-2除了采用与F-22战斗机相同的隐身措施以外，还有其他不同的特点：B-2没有垂直尾翼，这有利于减缩总的雷达散射截面；飞翼的平面外形由12条直线组成，它们分别平行于左右机翼前缘，这样能把雷达波从后缘上沿2个方向反射出去使其偏离飞机的尾后区域；大部分蒙皮采用蜂窝型雷达吸波复合材料结构，这样，B-2的雷达散射截面比B-1B的要小一个数量级，可达0.1㎡。1

俄罗斯俄罗斯T-50战机与美军现役的F-22和B-2等战机“外形+涂料”的隐身方式完全不同，而是采用最先进的等离子体隐身技术。该技术是在不改变飞机气动外形设计的前提下，将飞机周围的空气变成等离子云，借此来达到吸收和散射雷达波的效果。20世纪80年代初，苏联就率先开始进行等离子体隐身技术的研究，最近已经取得了突破性进展，发展至第3代。据称，前2代离子体隐身产品已经进行过飞行和地面试验，可将飞机被雷达发现的概率降低99%。2

印度印度空军于2010年7月向全球供应商发出隐身“无人作战飞机”(ucAV)的信息征询书，要求该无人机应拥有双引擎、高升限、航程9 000 km、寿命20年、具有隐身、电子对抗以及与卫星链接的能力。印度空军还希望该无人机通过武器舱携带精确制导武器。与此同时，印度还计划自行研制无人作战飞机，定名为“印度无人打击机”(IuSA)，计划于2010年底开展概念研究，其日标是在内置武器舱中至少携带2枚空地导弹。印度国防部称，IusA将采用全新的、由复合材料制造的机身，具备隐身能力。2

其他国家除美、俄外，英、法、德、日和瑞典等国都在积极发展隐身兵器。英国国防部制定了一项研制第三代隐身攻击机的秘密计划，预计2000年前制造出试飞样机；英国防研究局正在研制一种隐身装甲战车，并已研制成功隐身军舰和一种新型隐身教练水雷。法国正在研制类似于美国F-117A隐身攻击机的试验样机；已研制出一艘全部采用隐身技术的护卫舰；开始研究下一代隐身的高超声速攻击导弹，预计2010年前后服役；正在研制装备“电动车轮”的隐身装甲车。德国一直在秘密地执行“萤火虫”隐身飞机计划，拟研制一种多面体隐身战斗机的3/4缩比风洞试验模型；与南非和韩国可能合作研制一种全尺寸的新型隐身轻型超声速战斗机/先进喷气教练机，命名为AT-2000；还与美、英、法达成协议，共同研究高能量、低信号特征的推进剂；已研制出MEKOA系统隐身舰。日本已经研制出FS-X隐身战斗机的原型机，并正在筹划下一代隐身战斗机的初步设计方案（隐身技术与高机动性相结合），称为FI-X；还正在研制一种隐身无人航空器。瑞典研制成功了一艘隐身炮艇，并已下水试航；正在研制一种小型隐身护卫舰，首艘将于本世纪末或下世纪初服役。

亚洲主要国家发展隐身战机都是采取采购与自主研发相结合的方针。例如，日本除了积极争取购买美国F-22隐身战机外，还在加紧自主研发F-X隐身战机；印度除了准备购买俄罗斯T-50隐身战机外，还在积极自主研发XF-X隐身战机；韩国除了采购美国升级改造的隐身战机外，还和印尼联合研发隐身战机。2