红外隐身技术与发展.doc

红外隐身技术总结红外隐身技术于20世纪70年代末基木完成了基础研究和先期开发工作，并取得了突破性进 展，C有基础理论研究阶段进入实用阶段从20世纪80年代开始，国外研制的新式武器己广 泛采用了红外隐身技术木文对常用军用装备的红外隐身技术的途径和方法进行分析，并展望了红外隐身技术的发展 趋势1 红外隐身采用的技术现状红外隐身技术通过降低或改变目标的红外辐射特征,实现对目标的低可探测性的这可通过改 变结构设计和应用红外物理原理来衰减，吸收目标的红外辐射能量，使红外探测设备难以探测 到目标目前红外隐身技术主要采用三种途径：1. 1 降低目标的红外辐射强度众所周知红外辐射强度与平均发射率和温度的四次方的乘积成正比因此降低目标表而的辐 射系数和表面温度是降低目标红外辐射强度的主要手段它主要是通过在目标表面涂敷一种 低发射系数的材料和覆盖一层绝热材料的方法来实现的，即包括隔热、吸热、散热和降热等技 术从而减少目标被发现和跟踪的概率几何形状的设计对被动探测没有什么影响，但是红外吸波涂层对降低热发射率具有很大作川 热发射率包括两部分:热反射率和热发射率前者指材料在红外光源照射下反射红外线的强度, 后者指一定温度下材料的红外木征辐射强度。

低发射率的材料一般反射率较高;低反射率的材 料则发射率较高理论上，红外吸波涂层也可用雷达吸波涂层移相对消的原理来降低反射率， 但这要求微氷级共至亚微氷级涂层，工艺上制造比较困难在实际中降低温度比降低热发射率 容易，同时降低温度的效果也很明显一般采川的方法是：①尽量减少忖标的散热如减少li 标中部件的摩擦；目标的部件采用低散热量材料②采用热屏蔽的方法来遮扌肖目标内部发出的 热量尽可能地降低目标的红外辐射强度③采用隔热层和空气对流的方法，降低目标发动机 中的排气管的温度同时将热量从日标表面传给周围的空气1. 2 改变目标红外辐射的大气窗口主要是改变忖标的红外辐射波段我们知道大气的红外窗口有以下三个波段：1〜2. 5 u 01、3〜 5um和8〜14 um红外辐射在这三个波段外基木上是不透明的根据这个特点，可采用改变 己方的红外辐射波段至对方红外探测器的工作波段之外，使对方的红外探测器探测不到己方 的红外辐射具体做法是改变红外辐射波长的异型喷管或在燃料中加入特殊的添加剂;用红外 变频材料制作冇关的结构部件等调节红外辐射的传输过穆是改变H标红外辐射特性的手段 Z—，具体做法是在某些特定的结构上改变红外辐射的方向。

例如在具有尾喷口的飞行器的发 动机上安装特定的挡板来阻挡和吸收飞行器发出的红外辐射;或改变辐射方向1. 3 采用光谱转换技术采用特定的高辐射率的涂料将其涂敷在飞行器的部件上，以改变飞行器的红外辐射的相对值 和相对位置;或使飞行器的红外图像成为整个背呆红外图像的一部分;或使飞行器的红外辐射 位于大气窗口Z外而被大气吸收,从而使对方无法识别，达到隐身的效果2 红外隐身材料2. 1 红外低辐射材料用于热隐身材料应具有以下基本特征:具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力；具有 合理的表而结构；具有较低的太阳能吸收率；能与其它频段的隐身要求兼容，为此进行的多种 红外低辐射材料要求的研究国外研究最多的是涂料型红外隐身材料，其次是薄膜材料低辐射薄膜材料研究重点是半导体掺杂膜、金属薄膜、槊料光学薄膜、复合膜、碳膜与氮化 硼膜这些薄膜均冇可能达到极低发射率，同时也可通过控制材料载流了密度等参数来制得不 同发射率的薄膜这种低发射率薄膜可制成热红外迷彩膜，也可用做散热红外隐身膜和透气隐 蔽材料涂料型红外隐身材料由于使用不改变现有装备的形状、结构，赋予了武器装备各种伪 装和隐身功能，已越来越受各国材料科学家的广泛重视。

2. 2 远红外伪装涂料是一种使3〜5 um和8〜14um工作波段的红外探测设备难以探测造成错觉的隐身技术按 红外伪装的方式和性质，可分为隐身型和干扰型的两大类应用隐身型涂料红外伪装技术可以 降低和改变“目标”的热辐射特性红外线隐身材料主要采用红外涂层材料现有两类涂料:一类是吸收型,通过涂料木身（如使用 能进行相变的锐、鎳等氧化物或能发生可逆光化反应的涂料）或某些结构和丁•艺技术,使吸收 的能最在涂层内部不断消耗或转换而不引起明显的温升，减少物体热辐射;另一类涂料是转换 梨,在吸收红外线能量或改变反射方向，或使吸收后放出来的红外辐射向长波转移，使Z处于 红外探测系统的工作波段以外，最终达到隐身的目的此外，涂料中的粘合剂、填料的形态、涂层的强度与涂层的施工技术，已达到实用阶段,并收到 较好的隐身效果3 军用装备的红外隐身3. 1 飞行器的红外隐身飞机的热辐射，主要产生于发动机、发动机喷口、排气气流等3. 1. 1 改进飞机发动机喷口的结构和形状例如将飞机发动机喷口改为二元喷管对涡扇发动机,可使主气流与旁通气流有效地加以混合; 对其他类型发动机,则利用外界空气在主排气周用提供一个冷的屏蔽将喷I I构造成椭圆形或 矩形，增加排气流的截面积或周界。

可滤掉90%的红外辐射,这相当于使对方红外探测器趾离 缩短30 %〜45 % ,同时，可使目标受对方红外探测器跟踪的角度范囤大大缩小;在燃料中加入 添加剂，以抑制和改变喷焰的红外辐射频带，使Z处于导弹工作波段Z外如国外采用的一种 特殊燃料,使飞机尾焰辐射移到5〜8 u m的大气强损耗波段3. 1. 2 减少发动机的红外辐射强度和噪声强度因为发动机排出的高热尾气具有非常明显 的红外辐射特征，为了减弱红外辐射特征,可采川隔离、主动或被动冷却及采用特殊材料和吸 收材料对于反射、吸收或耗散红外辐射能星都能收到很好的效果由于隐身飞机大多采用 涡轮风扇发动机，它与涡轮喷气发动机相比，飞机的平均排气温度降低200〜250 °C,从而使 飞机的红外隐身性能得到大人改善所以，涡轮风扇发动机是隐疗飞机优选的发动机如美国 B22隐身轰炸机采用50 %〜60 %的降温隔热复合材料；F-117A则采用了超过：30 %的新型降 温隔热复合材料3. 1. 3 红外吸收涂料在机身上涂上能隔热和抗红外辐射成份的红外吸收材料，可降低机体的热辐射,减少对方红外 探测器发现的概率;或采用闭合冋路冷却系统，把朋舱和机载电子设备等产生的热传给燃油， 以减少飞机的红外辐射;或把热辐射在大气中不能充分传热的部分散发掉。

3. 1. 4 改进飞机发动机燃料在喷焰中加入红外吸收剂，吸收热量，以降低喷焰的温度;或加入添加剂，以改变红外辐射频带, 使喷焰红外辐射波长位于大气窗口Z外3. 1. 5 在飞机与发动机之间采用隔热材料等采用气溶胶屏蔽发动机尾焰的红外辐射也可 以达到红外隐身的效果3. 1. 6 降低飞机蒙皮温度采用局部冷却和隔热的方法来降低蒙皮温度3. 2 地面武器的红外隐身地面武器主要是坦克、装甲车和其他军用车辆等由于忖标的红外辐射主要来源于发动机及 其排出的废气、火炮射击时的炮管、履带与地面摩擦，以及受阳光照射而产生的热隐身的方 法一般可采用以下措施3. 2. 1 抑制发动机和其他高温金属部件的红外辐射可采用绝热复合柴油机,隔热稈度可达 到45 %〜65 %;或使用热效率高的燃汽轮机，可有效地降低坦克、装甲车等车辆上的金局零件 的温度;或在燃料中加入可提高燃烧效率的添加剂，改变排出气体的红外光谱分布，使其避开 探测器的响应波段Z外3. 2. 2 抑制发动机排气口温度将坦克、装甲车辆的发动机废气导入发动机冷却空气排放口，两者混合后再排出，以达到降低 气体温度的日的；或改变排气口的位置和形状，在排气管表血涂覆金属氧化物和非金属涂料等； 或在H标前进方向的外侧挂装裙板，以减少目标的热点数量及热辐射强度，从而降低H标的红 外特征。

3. 2. 3 使用反红外涂料坦克、装甲车等车体的血积大,但车体的温度并不高，可在车体表面涂覆特殊红外隐身涂料， 以降低红外辐射，达到隐身目的3. 3 军舰的红外隐身军舰的热辐射主要产生于烟囱、发动机的烟道、由烟道排出的燃汕废气和火舌等控制舰艇 红外辐射特征的目的是降低不同区域的温度差，从而降低导弹等的识别能力3. 3. 1 散热隔热降温通常将烟囱的结构进行改进，方法是将发动机产生的燃油废气分散排出，在烟囱四周喷洒水雾, 在烟囱内加装红外辐射扌当板，将排放的高温废气分向军舰的两舷,在军观内经过废气快速冋冷 系统进行冷却;在烟囱内安装DRES球或喷射器扩散器，冷却废气;将发动机的排气口设在水 线以一卜;在发动机烟道加装冷空气散热器，在发动机和舱壁之间喷射冷空气;发动机加装热覆 蔽（隔热）罩或发热部位包覆隔热材料例如英国的舰艇采用烟道冷却麻，舰艇红外辐射降低 60 %以上徳国海军采用海水喷射装置后，可使排气温度由500 °C降低到60 °C3. 3. 2 采取屏蔽措施降低辐射透过率主要采用的是烟火型红外遮蔽烟幕和水幕它的方法是，在红外侦察设备和红外导引头探测方 向上，在距舰船的一泄位置快速地布设人面积的烟幕或水幕，利用烟幕或水幕中的烟幕微粒或 水雾微粒对军舰红外辐射的能量进行吸收或散射，使红外侦察设备接收到目标的红外信号-1 - 分微弱，其至接收不到信号，以达到隐蔽军舰的效果。

采用喷淋水幕技术，将舰艇笼罩起来，达 到降温、屏蔽的效果如俄罗斯现代级驱逐舰、美国的杜鲁门号航母和英国的海幽矣护T舰 等，都采用了喷淋水幕技术3. 3. 3 涂覆特种涂料选取可吸收3-5 u m的红外辐射的隐身材料，在军舰的壳体上涂覆上低发射率的涂料，以降 低其远红外波段的辐射4 红外隐身技术的发展趋势红外隐身技术的发展方向主要有四个：①研究全波段隐身技术，即要兼顾红外隐身、可见光隐 身、激光隐身，也要考虑到雷达隐身②对目标的全方位隐身③红外隐身技术的多功能④ 红外隐身措施的低成木而这四者中全波段隐少技术是当今研究的主流方向，这种技术主要依 靠于优良的隐身材料军用装备在战场上可能同时面临可见光、红外、激光和雷达等多波段侦察设备的威胁，因此， 对抗多种仪器、探测多波段兼容隐身材料是隐身技术发展的重要方向H前，美、徳和瑞典等 国正在积极研制多波段隐身材料，其研制水平已达到可见光、近红外、中远红外和雷达毫米波 四段兼容LI木己经研制出FS2X隐身战斗机的原型机，迂在筹划下…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）美国在多波段隐身涂料技术领域取得重大进展俄罗斯研制隐身的轻型多用途第5代战斗机（L FI ）和S254战斗机，与美国J SF （已命名 的的F235）相当；苏霍伊设计局的S232隐身战斗机的验证机于1997年9月25日首飞成功。

此外俄空军还研制一种与美空军B22轰炸机相似的新型隐身战略轰炸机;俄罗斯的隐身军舰 令人帼目英国研制第三代隐身攻击机和隐身装甲战车,还成功研制隐身军舰和一种新型隐身教练水雷 法国研制的类似于美国F2117A隐身攻击机；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;正在研制装备“电动车轮”的隐身装甲车此外，意大 利、西班牙和印度等国也都研制隐身飞机。