超材料在军用隐身中的应用研究

随着探测手段的发展,智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求,传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求,而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能,在隐身领域具有极强的发展潜力,因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用,着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展,指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段,难以适应复杂多变的实际环境,今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。

电磁超表面在隐身技术中的应用研究进展

电磁超表面能够利用散射调控和电磁波吸收2种主要机理进行隐身是隐身技术中一种极具潜力的新型技术途径。对电磁超表面在隐身技术中的应用与研究进展进行综述,首先介绍了超表面散射调控机理进行隐身设计的基本原理与实现方法,介绍了相位梯度超表面、编码超表面和超表面隐身套的发展历程和研究成果;其次介绍了基于吸波机理的超表面隐身技术研究进展,包括完美吸波结构、多频带吸波结构、宽频带吸波结构、宽角域吸波结构;再次介绍了超表面雷达隐身与其他功能的复合设计研究,包括超表面隐身强度复合设计、超表面吸波透波散射一体化、雷达红外兼容隐身等内容;最后总结了一些超表面在隐身技术应用中存在的问题和未来的研究方向。

隐身直升机红外辐射与雷达散射特征分析

为实现直升机红外/雷达综合隐身,将一体化红外抑制器融入隐身直升机的设计中,通过数值计算得到悬停状态下直升机的温度场、红外辐射特性以及雷达散射特性。结果表明:在一体化红外抑制器引射气流和旋翼下洗气流的作用下,直升机排气混合管和后机身都可以得到很好的冷却;尾桨通流作用下的高温排气对左侧机身的局部加热效应更显著;排气系统与后机身一体化设计方案使得机身可以有效地遮挡高温混合管,所以3~5μm波段总红外辐射主要来源于气体和机身蒙皮;而在8~14μm波段,气体红外辐射可以忽略不计;在3 GHz、6 GHz、10 GHz和15 GHz频率下,隐身直升机周向RCS均值都控制在4 dBsm以下,表明一体化设计方案在降低红外辐射的同时也具备较好的雷达隐身能力。

舰船红外隐身性作战效能评估研究

舰船红外隐身性测试评估是研制新型水面舰船,提高其战场生存能力和与敌方作战能力的关键技术之一。舰船红外隐身性分析是通过对比舰船采用红外隐身措施前后的红外辐射量的变化情况,分析和判断隐身设计的有效性及隐身措施对红外制导导引头探测效果改变的情况。论文针对应用红外隐身技术的舰船红外隐身性作战效能评估的急需,深入分析了舰船红外辐射的机理与海洋背景下舰船红外辐射特征分布规律,通过外场测试经验及仿真计算模型推演,建立了的红外隐身性考核评估的指标模型,对舰船红外隐身效率及隐身作战效能进行了评估,验证了此红外隐身作战效能评估方法的可行性。

红外成像导引头对隐身飞机探测性能提升途径分析

隐身飞机的出现对现有雷达和红外制导空空导弹的目标探测能力都提出了挑战。由于隐身飞机对雷达隐身的效果优于红外,相对而言,红外制导空空导弹具有反隐身的优势。但红外导引头仍需采取一定的措施以提高其对隐身目标的探测识别能力。本文针对红外成像导引头探测隐身目标能力提升需求,首先梳理了隐身飞机的红外辐射特征,之后根据红外成像导引头探测性能的影响因素,提出了采用双色/多波段成像探测、优化系统工作参数设计、提高成像质量和场景自适应性、采用低信杂比目标检测截获等技术以提高系统对隐身飞机的探测识别能力。

刑事责任的司法“隐身”与消解

刑事责任是新中国刑法学独有的范畴,是罪责刑关系的刑法学体系之基石。刑事司法中的刑事责任“隐身”现象持续发酵,会压缩刑事责任的理论地位与司法意义。这是由诸多因素所造成的。既包括实体法的本源性困扰,也包括刑事司法的实践理性不足之瓶颈。继而,诱发冲击刑事责任范畴的基本地位、罪责刑关系的刑法学体系之自洽性等多重隐忧。刑事司法中的刑事责任如欲冲破“隐身”的困境,需从实体法层面夯实其本体内容,从静态、动态的双重平台,捋顺刑事责任与犯罪、刑罚的结构性关系;也需解决好静态、动态刑事责任与定罪、量刑的协作关系,激活刑事责任的司法化潜质;还需善用现有司法资源,健全刑事责任司法化的运行机制,重整司法化的主动观念与实践意识。

两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰探测能力分析

为了对比两代天基红外传感器对隐身飞机尾焰的探测能力,以美国SBIRS-GEO和Next-Gen OPIR星座作为研究对象,通过建立高轨红外探测模型以及构建对应的预警探测场景,对两代探测器在不同飞行状态时飞机尾焰的辐亮度响应特性和模拟成像效果进行量化对比.研究结果表明,两代天基红外探测器都可以用来探测飞机尾焰信号;飞机加力对尾焰温度和外形有显著影响,成为影响天基红外传感器探测性能的关键因素;Next-Gen OPIR搭载的新一代传感器可以在36000 km高度捕获和发现处于非加力状态的尾焰,其成像信噪比明显高于SBIRS-GEO传感器对处于加力状态尾焰的信噪比.

国外某型隐身飞机红外辐射特性及低空可探测性分析

以国外某型号隐身飞机为分析对象,通过建立飞机不同部位的红外光谱辐射模型、双向反射率(BRDF)模型和大气吸收/散射模型,计算得到在北半球中纬度夏季几种典型太阳入射角度、观测角度和飞行状态下,飞机的空间辐射能量分布.在此基础上建立低空探测模型和探测场景,并分析国外装备的某机载红外搜索跟踪系统(IRST)对该隐身飞机的探测能力.研究结果表明,加力状态、大气条件、太阳入射角、蒙皮反射率、探测谱段和探测角度都会影响飞机的红外辐射特性和可探测性.在低空探测模式下,阳光反射的影响相对有限,辐射强度主要受加力状态和探测波段的影响,在空间分布上呈现显著的多样性和差异性.

可见光载荷对云海背景下某型隐身飞机探测能力研究

为研究可见光探测器对某型隐身飞机探测能力,首先建立可见光波段云-海-大气耦合的多向吸收-散射模型;再通过对飞机蒙皮和尾焰几何截面在不同太阳入射角和卫星观测角度下的反射特性建模分析,计算到达探测器焦平面的目标以及背景的光谱能量分布,从而得到在给定光照条件下探测器极限信噪比和极限探测距离.最后模拟的仿真成像结果验证了分析模型的正确性和结论的可信度.分析结果表明,以云-海为地物观测背景时,云层的上行反射特性对飞机可探测性的影响最为显著;当太阳入射角小于60°时,飞机蒙皮的表面双向反射率(BRDF)明显高于海平面;太阳入射角大于60°时,云层和海平面对阳光的反射占据主导地位.

射频隐身仿真分析和评估研究

当前对飞行器平台射频隐身的重视度越来越高,为了贴合实际地分析评估射频隐身性能,提出了一种用于多机协同传感器信号级联合仿真的评估方法。结合射频特征、低被截获性能表征指标以及作战场景、飞行器平台、雷达模型、截获接收机模型和低被截获性能分析算法模型,构建了可以用来对多机协同等作战样式下的射频隐身性能进行分析评估的仿真系统,为射频隐身设计提供支撑依据与评估验证环境。针对信息量大、复杂度高的表征参量计算模型,研究其近似快速算法,提高仿真系统的实用性。

用于红外和雷达波隐身的水泥基复合材料

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波性能和热性能进行试验与仿真研究。结果表明:炭黑对相变材料相变温度的影响较小,潜热仅降低了约1.9%;500次冷热循环后,相变材料的潜热留存率为78.3%,循环稳定性较好。相变单元和膨胀珍珠岩均可以提高水泥基复合材料的吸波能力,且反射损耗在-5~-15 dB可调。相变单元通过吸收大量热量来降低目标外表面温度,削弱红外辐射。相变材料的加入会增加水泥基复合材料的热导率,但相变材料高储热密度和珍珠岩低热导率的共同作用使得水泥基复合材料的隔热效应更加显著,从而降低目标的红外辐射信号。仿真结果表明:磁损耗仅出现在水泥基体中,相变单元通过电阻损耗来影响水泥基复合材料的吸波性能。热量传递在相变单元处受阻,传导热通量在相变单元边缘处的传输过程出现弯曲。当相变材料相变完成后,热量趋于均匀分布。因此,水泥基复合材料可通过损耗电磁波来降低雷达回波信号,通过相变材料吸收目标的热量来降低红外辐射,从而实现不同复杂环境下建筑材料的红外和雷达波等多波段隐身。

耐海洋环境雷达隐身涂料的研究进展及应用

目的针对传统隐身涂料在舰船雷达高湿热、高盐雾等服役环境下耐腐蚀性能差等问题,本文以某型雷达天线为对象,验证4种涂料的施工工艺、力学性能、耐环境性等,结合雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)仿真计算开展隐身涂料适用性研究,探索商用隐身涂料的实施效果。方法本文综述近年来隐身涂料的研究进展,重点论述隐身涂料的组分设计及耐腐蚀机理,同时以某舰船雷达天线的隐身需求为例,综合分析4种隐身涂料耐环境性及吸波性能。结论根据结果显示,4种隐身涂料中只有W-1.0在牺牲施工工艺性及厚度前提下才能达到吸波性能要求,但耐湿热等尚不能满足工程化应用需求,需进一步在轻薄化设计及耐环境适应性方面做出改进。

隐身舰载机突防岸基雷达网作战运用研究现状与展望

现代战争中,隐身舰载机在对陆突防打击作战中的应用越来越频繁,但随着雷达性能和反隐身技术的发展,隐身舰载机突防作战显得越来越困难。论文首先介绍了当前隐身舰载机发展现状,并对相关问题进展进行了介绍;然后,阐明了隐身舰载机突防岸基雷达网的作战运用流程框架,并从隐身突防和反隐身的角度梳理了突防岸基雷达网的相关技术和能力;最后,对未来隐身舰载机作战运用和发展方向进行了总结和展望。

网传光学“隐身”方法效果探究

“隐身”一直是人类的梦想,为了实现“隐身”,科学家们突破创新,发明了各种.超级材料、隐身涂层,科学爱好者们自由探索,也发现了一-些“隐身”小技巧。我查找了大量资料,发现书籍和论文上记载的都是对光学隐身技术和超级材料的研究,知识比较深奥。于是,我决定从网络上的“隐身”视频入手,用简单的实验求证这些“隐身术”的效果,分析其中的原理。

歼-20隐身战斗机

嗒嗒嗒!前进吧!我们能战胜一切困难!同学们好!我是坦克小九九。今天,我们一起来认识我国最新、最神秘、最强大的制空战斗机——歼-20隐身战斗机。歼-20是一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第五代双发重型隐形制空战斗机,是解放军用于接替歼-10、歼-11等第三代空中优势/多用途歼击机的重型歼击机型号,主要担负中国空军对空、对海的主权维护任务。

环量控制飞翼翼型隐身与气动联合优化

飞翼无人机可利用主动流动控制技术取代传统舵面,避免舵面偏转产生的雷达回波,能够获得更好的隐身性能。本文面向装载环量控制器的大展弦比飞翼无人机,提出了一种兼顾气动和隐身性能的飞翼翼型联合优化方法。针对包含环量控制(Circulation control,CC)机构的二维翼型建立了基于代理模型的联合优化框架,并通过寻优求解,获得了Pareto前沿解集。选择Pareto前沿中的3个点对应的二维翼型进行了气动与隐身性能评估,数值计算结果证实了本文提出的联合优化方法的可行性。

基于手征原子媒质的光学时域隐身调控

基于五能级结构手征原子媒质,对光学时域隐身在外场调控下的实现进行了研究。在该五能级手征原子系统下,推导了原子媒质与光场参数相关的等效电磁响应参数的广义表达式,进而根据群折射率计算输出光脉冲。数值计算了五能级原子系统的外场以及原子媒质相关参数对隐身时域窗口大小以及形成时域窗口的光脉冲强度的影响。结果表明,时域窗口大小随控制场Rabi频率改变但基本不依赖于控制场的相位变化;两个耦合场相位在一个周期内的变化对左右旋圆极化输出波特性影响相反;两个耦合场中,当其中一个耦合场的Rabi频率减小时,对应时域窗口增大,但同时也会使形成窗口的脉冲强度减弱,而另一个耦合场Rabi频率则对时域窗口的大小影响较小。因此改变控制场和两个耦合场的强度、相位和失谐等参量可有效地调控输出脉冲的加速和延迟,产生显著的隐身时域窗口,提供了一种可操控的光学时域隐身的方案。

适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨性能研究

目的制备可适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨,并研究油墨性能、3D打印样品的力学性能和隐身性能(吸波性能)。方法以光敏树脂作为树脂连接料,加入不同含量的MWNTs/PPy/Fe_(3)O_(4)复合材料,得到适用于SLA型3D打印机的隐身功能油墨,并进行流变性能、分散性能等测试。3D打印制备测试样品,进行力学性能、电磁性能和隐身性能分析。结果不同电磁吸收剂含量对隐身功能油墨的黏度、分散性有较大影响,对表面张力影响较小。吸收剂质量分数为0.4%的3D打印样品力学性能和隐身性能都较好,最大反射损耗为-23.36dB。结论本研究制备的隐身功能油墨满足SLA型3D打印机使用要求,打印的材料隐身性能良好。

一种外部加翼的圆柱小目标声隐身结构设计

针对水下小型航行器日益增强的声隐身需求,基于菲涅耳(Fresnel)半波带理论,提出一种可提高目标声隐身性能的外部加翼结构。利用板块元方法计算并分析不同结构参数的优化翼型结构声隐身性能的提升效果。研究结果表明,外翼覆盖了圆柱散射贡献最大的半波带,加速相位变化,降低入射方向相同投影面积的散射贡献,使得圆柱正横方位的目标强度有效降低。当翼的开角为第一Fresnel半波带对应圆心角度且外翼与圆柱主体相切时,该结构在节约制造成本的同时可使声隐身性能的提升效果最好。文中进行了加翼模型声散射特性水池实验,优化结构的0°方位目标强度下降约7 dB,俯仰方向角检测概率显著降低,证明该类翼型结构可以有效提高目标声隐身性能。

磷酸盐基新型激光隐身智能材料的性能研究

为提升飞行器的抗激光损伤性能,本试验开展基于相变原理的智能化高能激光防护材料研发。基于Sm对1050~1150 nm波段红外光的吸收,利用沉淀法制备了SmPO_(4)⋅nH_(2)O水磷钐石,重点研究了SmPO_(4)⋅nH_(2)O及其热相变产物在1064 nm波长的激光隐身与防护特性。结果表明,水热合成14 d制备的SmPO_(4)⋅nH_(2)O具有较好的激光隐身性能,其在约1080 nm波段的反射率为43.8%;1~7 d合成SmPO_(4)⋅nH_(2)O的晶粒团聚严重,影响细小晶粒吸收截面比。SmPO_(4)·0.667H_(2)O具有良好的脱水吸附可逆性和结构稳定性,其在250℃左右完全脱水,842℃左右转变为热障涂层用的SmPO_(4)独居石;SmPO_(4)独居石在1064 nm处的反射率为70.9%,表明SmPO_(4)⋅nH_(2)O可通过晶型转变实现材料反射率的转化,是一种可代替VO_(2)的新型智能化激光隐身与热防护材料。