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1、F-22飞机隐身技术分析2006年第3期飞机工程F一22飞机隐身技术分析路丽丽张杰韩力全(中航一飞院,西安)AnalysisofStealthTechnologyofF一22AircraftLULinZHANGJieHANLiquan摘要:介绍了当前飞机的雷达波隐身和红外隐身技术,分别从低RCS外形设计特点,低RCS材料技术的应用,红外辐射技术的应用以及电子对抗技术的应用等方面,对F-22飞机的隐身技术作了简要分析.关键词:隐身技术;雷达波隐身;红外隐身为了替代1974年开始服役的F-15飞机,美国空军早在20世纪80年代初期,就提出了研制先进技术战斗机(ATF)的计划
2、.ATF要求是:低可探测性(隐身性),高机动性和敏捷性,使用军用推力即可作超音速巡航(而不是只满足于以往老型号的短时间超音速冲刺),有效载重不低于F一15和具有飞越所有战区的足够远的航程.F-22是洛克希德,波音以及通用动力公司合作研制的能满足ATF要求的新一代战斗机,也就是"第四代战斗机",它将成为本世纪初叶的主战机种.F一22飞机采用了完全不同于第三代战斗机及F一117A,B-2等隐身飞机的多种先进技术.1F一22飞机简介F一22战斗机采用翼身融合体,双发双垂尾布局,综合优化曲面外形,截尖菱形上单翼,V形倾斜双垂尾,全动平尾,S形进气道,内置武器舱,使飞机的隐身性能
3、和机动性能得到了很好的折衷.F-22的一个很大的特点就是隐身性能卓越,具有低可探测的外形及结构;不开加力,可在Ma1.4～1.5进行超声速巡航及机动飞行;起飞推重比达到了1.2;具有短距起飞及着陆性能;通过可靠性及维修性的设计,显着提高了单机连续出勤率,将再次出动准备时间缩短到20min之内;在战斗机上使用了将飞行控制,子系统控制及武器发射或投放控制集成一体的数字式飞行控制计算机.收稿日期:2006—04—102隐身技术简介隐身技术又称目标信号特征控制技术或低可探测性技术.目标信号的特征,使敌方各种探测系统不能发现或发现概率降低,发现距离缩短,实现先敌发现,先敌射击,先
4、敌击毁.隐身技术包括雷达波,红外辐射及可见光等技术.当前所采用的主要有雷达波隐身技术和红外隐身技术.雷达波隐身是在飞机某一特定方位角及俯仰角范围内降低其雷达散射截面(RCS).其技术途径主要包括外形技术,雷达吸波材料技术,电子对抗和等离子体技术等,合理的外形设计可将RCS值减少75～909,6.如果将外形技术,天线隐身技术与材料技术结合起来,RCS值可减少999,6～99.90/6或更多.红外探测系统通过探测目标与其所处背景之间的温差发现和跟踪目标,其中尤以探测,跟踪目标尾喷管的红外辐射为主,其次是飞机表面由于气动加热,阳光辐射或地球辐射的反射作用引起的红外辐射.3F-
5、22飞机隐身技术分析(1)低RCS外形设计特点a.翼身融合:F一22前段进气口后的机身,上表面与机翼及平尾上表面融合过渡(如图1),机身侧壁倾斜,整体外形光滑圆顺,不易反射雷达波.驾飞机工程2006年第3期驶舱呈圆弧状,照射到这里的雷达波会绕舱体外形"爬行",而不会被反射回去.F一22这样的外形,在雷达侧向照射下,将入射能量的绝大部分反射到雷达接收不到的方向上.图1翼身融合b.进气口斜切:将进气口安排在带棱边的机身两侧,前段机身两侧附加的棱边可对进气口提供有效的遮挡.入射电磁波从一个直管道反射的回波会经过一次或两次反射,而F-22飞机这种S型管道的回波需经过多次反射,再
6、加吸波材料(RAM)的配合使用,靠具有RAM的管壁多次反射,多次吸收衰减风扇(或压气机)的入射波及回波,使进气道的腔体散射回波得到抑制.F-22为双切进气口(图2所示),其斜切的原则是,在RCS减缩的重点方位角及重点俯仰角范围内,无一唇边与射线构成垂直,与电场构成平行,进气口收集射线的有效面积减小.图2F-22进气口斜切c.双垂尾外倾:当射线沿某一表面的法向入射时,会产生很强的法向镜面回波.如果将被照射的表面斜置一个足够的角度,使出现在重点方位角范围或重点俯仰角范围内的所有射线均能远离该表面的法向,回波的强度显着变弱.F一22采用外倾式双垂尾(如图1),设计垂尾合理的倾
7、斜角,将侧向入射雷达波的绝大部分反射到雷达接收不到的方向上.双垂尾外倾(与内倾相比),还可保证大迎角飞行时垂尾的气动效率.d.平尾:F一22保留了常规的平尾,但平尾的前缘伸到了机翼后缘之前一段距离,水平尾翼前缘与机翼后缘的缺口重合(如图3),这种设计可以使经过机翼的气流直接吹袭到后方的一对全动式水平尾翼上,使得机体在更大的攻角状态下仍处于可操纵状态.这样的气动布局,也有效降低了飞机侧向RCS,因为机翼及平尾对后机身提供了最大限度的占位作用(利用具有弱散射源的散射体占据另一散射体上强散射源所在部位而形成的组合体,能显着降低RCS).图3机翼
