隱形飛機肉眼真的看不見嗎

9.上海航空科普館微課題報告班級：高一（3）班姓名：付奕卿指導(dǎo)老師：王文軍問題：隱形飛機肉眼真的看不見嗎摘要：如何探測飛機，為何要將飛機隱形，飛機隱形后起的作用與其發(fā)展歷史。關(guān)鍵詞：雷達，隱形飛機，材料，科技，用途，歷史，發(fā)展。飛機按用途可以分為軍用機和民用機兩大類。軍用機是指用于各個軍事領(lǐng)域的飛機,而民用機則是泛指一切非軍事用途的飛機(如旅客機、貨機、農(nóng)業(yè)機、運動機、救護機以及試驗研究機等)。所謂的隱形飛機是軍用戰(zhàn)斗機中的一種，所涉及作戰(zhàn)戰(zhàn)斗機種類較多，作用重要，運用廣泛。那隱形飛機我們?nèi)庋壅娴目床灰妴?？事實上將其稱之為“隱形”飛機，是相對因其不易或不能被探測它的雷達所發(fā)現(xiàn)所以被廣泛命名為“隱形”飛機。雷達是英文Radar的音譯，源于radiodetectionandranging的縮寫，原意為"無線電探測和測距"，即用無線電的方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測定它們的空間位置。因此，雷達也被稱為“無線電定位”。（1*：摘自百科）雷達的出現(xiàn)，是由于二戰(zhàn)期間當(dāng)時英國和德國交戰(zhàn)時，英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達（技術(shù)）能在反空襲戰(zhàn)中幫助搜尋德國飛機。二戰(zhàn)期間，雷達就已經(jīng)出現(xiàn)了地對空、空對地（搜索）轟炸、空對空（截?fù)簦┗鹂亍澄易R別功能的雷達技術(shù)。二戰(zhàn)以后，雷達發(fā)展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高分辨率、結(jié)合敵我識別的組合系統(tǒng)、結(jié)合計算機的自動火控系統(tǒng)、地形回避和地形跟隨、無源或有源的相位陣列、頻率捷變、多目標(biāo)探測與跟蹤等新的雷達體制。雷達所起的作用和眼睛和耳朵相似，當(dāng)然，它不再是大自然的杰作，同時，它的信息載體是無線電波。測量與飛機距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。測量飛機目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測量。根據(jù)仰角和距離就能計算出目標(biāo)高度。后來隨著微電子等各個領(lǐng)域科學(xué)進步，雷達技術(shù)的不斷發(fā)展，其內(nèi)涵和研究內(nèi)容都在不斷地拓展。目前，雷達的探測手段已經(jīng)由從前的只有雷達一種探測器發(fā)展到了紅外光、紫外光、激光以及其他光學(xué)探測手段融合協(xié)作。當(dāng)代雷達的同時多功能的能力使得戰(zhàn)場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標(biāo)進行掃描，并對干擾誤差進行自動修正，而且大多數(shù)的控制功能是在系統(tǒng)內(nèi)部完成的。雷達的優(yōu)點是白天黑夜均能探測遠距離的目標(biāo)，且不受霧、云和雨的阻擋，具有全天候、全天時的特點，并有一定的穿透能力。因此，它不僅成為軍事上必不可少的電子裝備，而且廣泛應(yīng)用于社會經(jīng)濟發(fā)展。以地面為目標(biāo)的雷達可以探測地面的精確形狀。其空間分辨力可達幾米到幾十米，且與距離無關(guān)。（2*：來源航空科普）隱形對于一般人來說都不陌生，雖然這些說法大多數(shù)來自小說和神話，但是在現(xiàn)實生活中也不乏隱形的例子。比如說變色龍就能夠通過改變自己的顏色來進行隱形。人們通過研究仿生學(xué)，并且應(yīng)用了最新的技術(shù)和材料，終于在龐大的飛機上也實現(xiàn)了隱形。從原理上來說，隱形飛機的隱形并不是讓我們的肉眼都看不到，它的目的是讓雷達無法偵察到飛機的存在。隱形飛機在現(xiàn)階段能夠盡量減少或者消除雷達接收到的有用信號，雖然是最為秘密的軍事機密之一，隱形技術(shù)已經(jīng)受到了全世界的極大關(guān)注。隱身技術(shù)定義是：在飛機研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊的專門技術(shù)，當(dāng)前的研究重點是雷達隱身技術(shù)和外形隱身技術(shù)。簡言之，隱身就是使敵方的各種探測系統(tǒng)（如雷達等）發(fā)現(xiàn)不了己方的飛機，無法實施攔截和攻擊。早在第二次世界大戰(zhàn)中，美國便開始使用隱身技術(shù)來減少飛機被敵方雷達發(fā)現(xiàn)的可能。（3*：來源隱形飛機及其克星）目前，飛機隱身的方法主要有以下三個方面：一是減小飛機的雷達反射面，從技術(shù)角度講，其主要措施有設(shè)計合理的飛機外型、使用吸波材料、主動對消、被動對消等；二是降低紅外輻射，主要是對飛機上容易產(chǎn)生紅外輻射的部位采取隔熱、降溫等措施；三是運用隱蔽色降低肉眼可視度。（4*：來源航空科普）隱形飛機采用非金屬材料或者雷達吸波材料，吸收掉而不是反射掉來自雷達的能量。雷達吸波材料分兩大類，一類是諧振型，一類是寬頻帶型。其中諧振型雷達吸波材料是為了某一頻率而設(shè)計的、以磁性材料為基礎(chǔ)、能把相消干涉和衰減結(jié)合起來的吸波材料。寬頻帶雷達吸波材料通常通過把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之類的基體中制成，它在一個相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持有效性。把雷達吸波材料與雷達能量可以透過的剛性物質(zhì)相結(jié)合，形成雷達吸波結(jié)構(gòu)材料，這種材料還屬于保密的吸波材料之一。運用最新的材料，隱形飛機在雷達上反射的能量幾乎能夠做到和一只麻雀的反射能量相同，僅僅通過雷達就想分辨出隱形飛機是非常困難的。雖然隱形飛機能夠在相當(dāng)大的程度上隱身，但只是針對一般的探測設(shè)備而言，還有許多方法都可以發(fā)現(xiàn)隱形飛機，如米波雷達等等；也可以利用先進的戰(zhàn)術(shù)來擊落隱身飛機。在1999年3到5月美國對南聯(lián)盟實施轟炸的時候，南聯(lián)盟防空部隊就曾經(jīng)擊落了美國的一架F-117A戰(zhàn)斗轟炸機。此外，有得必有失，隱形飛機的隱身能力是以犧牲機動性作為代價的，而且造價也十分昂貴并且犧牲了飛機的載彈量，維護相當(dāng)麻煩對機身的材料非?？量?，一般國家難以負(fù)擔(dān)。（5*：來源隱形飛機及其克星）第二次世界大戰(zhàn)期間，當(dāng)時的一些飛機采用了經(jīng)大量試驗的迷彩涂料，目的就是為了降低飛機與天空背景的對比度，以減小飛機的目視特征，實際上這是一種最簡單的隱身技術(shù)。隨后，到了60年代初期，美國設(shè)計了一種隱身偵察機SR-71，該機的一個奇特之處是全身涂黑，初看上去活像一只大鳥，人們便把它稱為“黑鳥”。飛機上涂有吸波材料，不僅消除了反光，而且能部分吸收照射到它上面的雷達波，將電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能散失掉，就像電流通過電阻時引起的能量消耗一樣。這種遠程戰(zhàn)略偵察機能在26000米的高空飛行，它的飛行速度達到了3倍聲速，是世界上第一種突破了“熱障”的飛機。它的飛行高度之高，速度之快，是當(dāng)時任何飛機都不能與它匹敵的。美國研制的全天候單座隱身戰(zhàn)斗機F-117“夜鷹”，更有其奇特的外形結(jié)構(gòu)，它采用獨特的多面體外形，并涂有吸波材料，能使雷達回波不向敵方雷達接受天線的方向輻射，這確實是飛機設(shè)計師的一件杰作。在1991年轟炸伊拉克的戰(zhàn)爭中，F(xiàn)-117隱身戰(zhàn)斗機共出動了127架次，出其不意地摧毀了伊拉克的許多重要軍事目標(biāo)，自身卻無一損傷，從而使F-117大顯神威，并引起國際間的矚目。20世紀(jì)80年代美國研制了B-2“幽靈”戰(zhàn)略隱身轟炸機，它的外形隱身措施更具有特色。首先，它的機身、機翼、發(fā)動機艙交接處采用弧面連接，融為一體，整個外形呈三角形飛翼結(jié)構(gòu)，蒙皮表面平整，克服了雷達波繞射大的傾向。飛機上干脆不設(shè)置垂直尾翼，消除了尾翼和機身間的角反射器效應(yīng)。發(fā)動機隱藏在機體內(nèi)的背部，沒有吊艙，機體后緣呈鋸齒形，外側(cè)機翼伸出很多。它的尾噴管呈V形，處在機體的背部，大大降低被雷達和紅外探測的機會。在發(fā)動機的尾氣中，還噴入氟氯硫酸液，以消除目視尾跡。另外，機身上還涂有深灰色的隱身涂料，對于雷達、紅外和可見光都有隱身能力。機翼面積大，可以使機翼的前后緣都鑲?cè)牒竦奈ú牧?。機上的各種結(jié)構(gòu)都采取