10从美军在巴坠毁的黑鹰直升机浅析直升机隐身技术-王宏宇(5).doc

从美军在巴坠毁的黑鹰直升机浅析直升机隐身技术王宏宇1吕照富2魏艳艳I段芳1（I.陆军航空兵学院，北京，101123： 2.中国人民解放军65529部队，江阳，111000）摘要：直升机隐身技术一直是各国竞相发展的技术，美军在直升机隐身技术上一直处于领先地位本文 通过对美军坠毁的新型隐身黑鹰战机残骸进行分析，大胆预言了美军在直升机隐身技术上的技术优势，并 在此基础上提出了直升机隐身技术的发展趋势关键词：黑鹰直升机；宙达隐身；红外隐身1引言2011年5月1廿凌晨，美军在获得准确情报之后，出动“海豹”突击队及两架直升机突袭著名恐 怖分子、基地组织领导人本•拉登位于巳基斯坦的隐居寓所将其击毙，又一次成功创造了特种部队 作战的范例在此次行动电 有一架直升机坠毁，据美方官方宣称为UH-60M "黑鹰”直升机，该机 也是目前美军最先进的主力中型多用途直升机然而，在新闻媒体获准靠近本•拉登的寓所之后， 人们惊讶地发现，坠毁的美军直升机并非像官方通报所说的是“黑鹰”直升机从其残余的尾部组 件来看，这是一•种迄今为止美军尚未公诸于众的新型直升机根据种种迹象推测，该机很可能就是 为了适应特种作战的需要，专门进行了隐身化设计的“黑鹰” UH-60直升机改进型。

由于固定翼飞机隐身技术在战争使用中屡见不鲜，直升机隐身技术却很少出现，直升机的隐身 技术再次引起了世人的关注美军为了保密，在撤退之前己经将坠毁的直升机烧掉，其中机体和旋 翼几乎完全焚毁，仅剩尾端组件残存很难据此对改进“黑鹰”的外形和性能进行分析和推测然 而，由于美军之前已经进行了多年的隐身直升机研发，特别是曾经研发了RAH.66“科曼奇”侦察攻 击直升机，并已经接近最终装备阶段，该直升机的相关技术和特点也并非无迹可寻2直升机隐身技术概述直升机隐身技术主要有雷达隐身技术、红外隐身技术、可见光隐身技术和声波隐身技术2.1雷达隐身技术雷达隐身技术是以电磁波散射理论为基础，为了不被雷达发现，最有效的办法是减少飞机的雷 达截面积RCS即采取各种措施使bl标在雷达探测波束照射范围内具有极小的雷达截面积，大幅度 减少可被敌方雷达接收机截获的电磁波能量，使雷达对目标的探测距离缩短，从而达到隐身的目的 武装直升机不同于固定翼飞机，其飞行原理不同，结构内容不同，总体和部件特征不同，作战环境 和作战对象不同，形成了旋翼、低空、低速等特点，因此对直升机低RCS重点姿态角的要求不同于 固定翼飞机，有其特殊要求美国“科曼奇” RAH-66隐身直升机的RCS比目前其它任何直升机都小，平均仅为他们的1%。

长弓阿帕奇"AH-64直升机在其雷达不工作时的正面雷达截面积大约是“科曼奇”的630倍，OH.58D 直升机的正面雷达截面积大约为“科曼奇”的250倍直升机隐身技术就是在直升机上采取措施，设 法减小他们的等效RCS,降低敌方雷达接收到的回波信号强度，使雷达的有效作用距离减小，从而 保证飞机的高生存能力从飞机隐身技术出现以来，己发展和应用了多种类型的飞机隐身技术，但 所有措施归根结底都是尽量减缩飞机的RCS实现武装直升机雷达隐身的技术途径主要有外形隐身和材料隐身2.1.1外形隐身直升机的外形对其的雷达散射截面积影响最大，所以隐身飞机的外形设计就成为隐身的主要措 施，并被证实确实有显著的效果具体可以采用多面体和曲线机身外形、采用内藏式弹舱、涵道式 尾桨和可收放起落架例如“科曼奇”采用以下方法达到隐身目的：机身外形由多面体和曲线组成, 不易反射雷达波；采用内藏式弹舱、涵道式尾桨、可收放起落架等，使直升机外形轮廓十分筒单， 迎露面积很小，受雷达波照射面积也就很小2.1.2材料隐身雷达吸波材料的应用是实现隐身的主要技术性措施之一，也是隐身技术中研究的主要内容由 于气动方面的限制，直升机有许多部件无法采用外表隐身，只能在这些部件上采用雷达吸波材料来 减缩雷达散射截面积。

雷达吸波材料主要有2种：涂敷型雷达吸波材料和雷达吸波结构材料其应用 形式有：索尔兹伯里屏蔽层、蜂窝和开放式网状结构、梯度多层吸波、达伦巴奇层、电路模拟吸波、 乔曼吸波和导电高分子吸波等科曼奇”机身结构主要是由碳纤维环氧树脂复合材料制成，复合 材料本身不易反射雷达波，加上在机身表面、复合材料制成的旋翼、尾桨桨叶上也都涂有不反射雷 达渡的涂层，大大减弱了雷达波的反射2.2红外隐身技术红外隐身是通过减弱或改变作战飞机的红外辐射特征，使其温度与环境温度相接近，从而达到 降低其被发现概率的一种消极对抗手段随着红外探测技术和红外制导系统的迅速发展，对飞机的 威胁日益严重，必须采取相应的隐身措施直升机发动机的尾喷管和尾喷流是红外探测器的主要热 源，直升机红外隐身的主要手段就是减少发动机尾喷管和尾喷流产生的热源bl前采用的方法主要 有：采用新型雾化喷嘴改进燃烧室设计，使燃油充分燃烧减少发动机的排烟量，从而减弱排气的红 外辐射；加装发动机红外抑制器，或引入冷空气与发动机排气掺杂以降低排气温度等方法科曼奇”为减小红外信号特征的主要措施是采用“带状”排气系统，该系统由尾梁两侧的几 个排气口组成排气口沿“科曼奇”直升机的尾梁间隔排列，每个排气口都装有一个多叶片排气混 合器/噪声消除器，它使废气沿向下45角的方向排高直升机。

该混合器/消除器还能按冷热空气比约 1.5： 1的比例向热废气掺入冷空气并进行混合冷空气源则来自直升机旋翼后面的进气口，空气依 靠其在机体表面自然流动而产生的吸力被吸入进气口安装“带状”排气系统后，靠近机身的排气温 度大约是不装该系统时的一半，“科曼奇”直升机是一•种红外信号最弱的武装直升机，从侧面测景“奥 基瓦”直升机的红外信号特征是科曼奇的2.3倍，“阿帕奇”直升机的红外信号特征是“科曼奇”的 4.7 倍2.3可见光隐身技术可见光隐身技术是一种早期比较简单的隐身技术，它主要依靠人的眼睛和可见光设备探测能 力依赖于目标的尺寸、色彩、光泽及其背景的对比度以军用直升机来说，人们为了减小其可探测 性，采用经大量试验筛选出的迷彩涂料和图形，以致降低飞机与背景的反差或对比度，这是自二次 世界大战以来普遍采用的光学隐身技术同时也可以采用特殊飞机结构来达到隐身的效果2.4声波隐身技术直升机噪声大是直升机主要缺点之一，升力系统和动力装置是直升机的主要噪声源，降低噪声 是直升机隐身技术的关键问题所在目前采用的主要方法有采用低噪音发动机，改进直升机旋翼，设计降低其噪音来解决直升机的声波隐身3美军直升机隐身技术分析根据坠毁美军直升机残存的尾端组件和美军之前对隐身直升机的研发，特别是根据科曼奇 "RAH-66”的隐身能力推断，美军直升机隐身技术大致向几个方向发展。

3. 1雷达隐身由“科曼奇的构型可以看出，为了达到隐身的最重要特性——雷达隐身，棱形多血体结构的 机身是必不可少的大平面和固定倾角的机身表面可以将雷达波反射至固定的偏移方向，大幅度降 低反射I叫搜索雷达处的回波信号而作为“隐身黑鹰”，必须最大限度地减小被敌人发现的概率，所 以很有可能采用了类似于“科曼奇”设计的棱形多面体结构当然，由于脱胎于运输直升机，其机 舱框架较大，单凭机身外形的隐身设计无法达到与“科曼奇”相当的水平为了进一少降低雷达信 号反射、提升雷达隐身能力,“隐身黑鹰”应该还同时应用了大面积复合材料外壳以及专用吸波涂层 这两神附加手段来减小其雷达反射截面积复合材料对雷达波的反射效率较低，专用吸波涂层则能 针对常见的搜索雷达波段范围，大量吸收进行照射的雷达波能量，使反射信号大幅度衰减这也是 从F-117以来，美军隐身飞行器获得隐身能力的最常用途径中国的Z-10攻击直升机、J・20隐身战斗 机也在不同程度上应用了类似手段，以达到其雷达隐身的目的另外，“隐身黑鹰”应该沿用了与 UH-60M相似的全复合材料旋翼3.2红外隐身与其他飞行器一样，“隐身黑鹰”的主要红外信号来源于两台大功率涡轮轴发动机的排气。

由于 发动机排气温度通常可达数百摄氏度,在红外热像仪和红外导引头防空导弹的视界里都是非常显著 的目标为了降低发动机排气温度、减小红外特征信号，美军从“阿伯奇”攻击直升机开始装备专 用的烟气冷却装置——利用大量外界常温空气与发动机高温排气迅速混合，从而降低最终排气温度, 大大减小红外特征信号由于需要同时考虑雷达隐身的问题，“隐身黑鹰”的发动机排气冷却装置应 该与“科曼奇"相似,采用了融合于机尾斜梁、向下排出于结构当排气经过冷却过程，从尾斜梁 的排气曰排出时，会迅速被主旋翼产生的强大下洗气流吹散，从而进一步降低了其红外特征信号 3.3视觉隐身“隐为黑鹰”视觉隐身主要表现在三个方面首先，机身外表面采用了暗色无反光防护涂料，有 利于减小目视探测距离其次，备观察窗口应该采用了平板玻璃消除漫反射，从而避免被远处地面 观察者发现的概率最后，“隐身黑鹰”很可能还像“科曼奇” 一样采用5叶主旋翼旋翼旋转时的 视亮度与闪烁频率有关，即与旋翼桨叶的通过率有关如果稳定光源有一半时间受到遮挡，在闪烁 频率为9.5赫兹时，实际显示的视亮度是稳定光源的2倍9.5赫兹约为2片桨叶的闪烁频率，此频率越 高，视亮度越低旋翼为5片桨叶时,直升机被目视探测到的可能性比2片桨叶直升机可减少85%左 右。

这种现象被称为“布鲁克效应二 3.4声学隐身除了发动机排气噪音，直升机的主要噪音源是旋翼与尾桨一般来说，声音的频率越高，其在 空气中传播的衰减速度就越快，越有利于声学隐身从残余的尾部组件可以看出，“隐身黑鹰”采用 了新型短桨叶5叶尾桨，桨轴中心部分有整流罩遮蔽，其转速应大于原来的长桨叶4叶桨，产生的空 气噪音频率较高，可以降低噪音传播的距离，提高声学隐身的效果其主旋翼可推断为5叶，也有利 于降低噪音传播的距离发动机排气经过排气冷却装置的冷却之后，单位内能显著减小，也降低了 排气噪音据本•拉登住所附近的巳基斯坦居民宣称，他们一开始并没有听到直升机的声音，一直 飞到了差不多正上空的位置才察觉这说明“隐身黑鹰”的声学隐身技术应用达到了很高的水平另外，由残存的尾部组件可以看出，“隐身黑鹰”具有一个较大的尾锥，其尾翼则呈小角度前掠 的形式，与原“黑鹰”的尾部组件差别较大，估计是为了改善尾部气流流场、降低阻力、提高尾翼 操纵能力而进行的改进由此还间接说明，“隐身黑鹰”可能放弃了原“黑鹰”的固定式起落架，改 为与“科曼奇”相似的可收放式起落架，同时改用吸能式机体与抗昉毁座椅相结合的形式，以保证 坠机事故发生时的人员安全。

从美军宣称无人在此次坠机中死亡的报道来看，“隐身黑鹰”的外毁安 全性已经亳不亚于以此见长的“黑鹰”4结束语直升机隐身技术是一项综合技术，必须综合运用各种方法才能获得理想的隐身效果从美军最 新型隐身直升机可以看出，美军在直升机隐身技术方面己经处于领先水平目前我国直升机隐为技 术方面与世界先进水平还有一定的差距为了缩小差距，提高直升机战场生存能力，我国应在这一 方面给予重视参考文献[1] Illi长文.反雷达隐身和雷达反隐身技术.电子工程，1997⑵施德恒.现代作战飞机的红外隐身技术述评.航天电子对抗，2008[3]现代兵器[J1.2011.07Analysis of Stealth Technology for Helicopter According to Americancrashed Black Hawk Helicopter in PakistanWANG Hong-yu1, LV Zhao-fu2, WEIYan-yan1, DUAN Fang1(I.Army Aviation Institute, Beijing, 101123; 2.65529Army, Liaoning. 111000)Abstract: No。