国防军工行业报告:隐身技术发展及典型隐身装备-国外篇

国防军工行业报告:隐身技术发展及典型隐身装备-国外篇

作为第一代隐身飞行器,F-117隐身战斗机使大面积的镜面反射和强的边缘绕射贡献集中在远离鼻锥方向的几个角域范围内,为了降低进气道在机头方向的强散射,两台发动机被深深地埋在机体内,进气口采用奇特的斜置平面格栅设计,格栅由复合材料制成,格栅的网孔尺寸要求远小于雷达波长,这样电磁波将从栅网上散射而不进入进气道,格栅斜置可将散射回波控制在雷达威胁区域之外。多种举措使机头方向这一最重要的威胁区域内RCS获得显著的减缩效果,因此十分有利于该机执行对地侦察、攻击和轰炸任务。

2.2 B-2

B-2轰炸机是世界上现役最先进的、具备全球作战能力的远程隐身作战飞机,制造商为诺斯罗普·格鲁曼公司。从1997年首批6架B-2A服役到生产线最终关闭,美国只生产了21架B-2A(最初计划生产132架),单机造价高达24亿美元。

B-2轰炸机具有隐身性能好,载弹量大、航程远等特点,纵深突防能力和打击威力非常强大,一般作为美军第一轮打击力量使用,专门打击防卫等级高的敌核心目标。

B-2轰炸机综合使用了多种隐形技术,为对抗雷达侦测,采用了独特的隐身造型和吸波材料设计,可同时降低红外线、可见光与噪音等不同讯号,使其被侦测与锁定的可能性降到最低。它的机身机翼采取了大幅度的融合设计,没有外挂、尾翼等结构,排气口也采取了埋入式的设计,整个机体表面非常干净,散射源大大减少。B-2在机翼前后缘(包括升降副翼、方向舵和翼尖)采用了结构型吸波材料,机体表面则采用吸波涂层。

2.3 F-22

F-22“猛禽”战斗机是美国第五代战斗机,由洛克希德·马丁公司与波音公司合作制造,经过六年开发,于1997年首飞,2005年投入使用,凭借其隐身、超巡航速度和极高敏捷性的平衡设计,以及先进的集成航空电子设备和飞行员友好型驾驶舱,拥有前所未有的战斗力。截至2022年8月,美军共拥有183架F-22。

F-22飞机采用了完全不同于第四代战斗机以及F-117、B-2等隐身飞机的多种隐身技术,包括翼身融合、进气口斜切、平尾延伸、波峰合并、锯齿形设计与缝隙斜置以及内埋式武器系统等外形隐身手段,以及材料隐身手段,包括(1)座舱盖镀膜:座舱盖为聚碳酸酯板材整体融合件,表面研磨抛光并镀了一层金属膜,减少雷达回波;(2)吸波涂料应用:在翼面前后缘以及翼尖、进气道管壁及唇边、机身棱边等关键部位使用吸波材料;(3)隔栅屏蔽:飞机表面各通气口均用钛合金网状格栅屏蔽,可将入射电磁波反射到雷达接收不到的方向,另外,在金属格栅表面涂敷吸波材料,或使用加入吸波剂的复合材料制造格栅。

2.4 F-35

F-35是美国最新的第五代战斗机,由洛克希德·马丁公司制造,于2006年首飞,截至2022年11月1日,F-35全球机队规模已超过860架,能够担负对空作战、对地打击等任务,具有多用途、信息化程度高的优势,在未来将与F-22相互弥补、搭配作战,成为美国军队的主力机型。F-35采用单座、单发、双垂尾的设计,可分为F-35A陆基型、F-35B垂直/短距起降型、F-35C舰载型。除了美军,F-35还被世界十几个国家采购,担当未来主力战斗机型。

F-35战机采用特定的外形设计,显著减小了雷达散射截面积;发动机特征减弱、内嵌武器以及传感器都有助于隐身性能;另外,F-35在机身表面涂敷吸波材料,并且机身中的许多间隙都被“磁性窄条雷达吸收材料”包裹。

2.5 B-21

B-21隐形轰炸机是B-2的继任者,能够投送常规弹药和核弹药,旨在未来的高端威胁环境中运行,将在确保美国持久的空中力量能力方面发挥关键作用。诺斯罗普·格鲁曼公司于2015年获得其制造开发合同,它于2021年进入飞行测试,但建造数量尚未确定,美国空军已表示计划采购至少100架。

下一代轰炸机将综合采用多种手段来全面提高自身的隐身性能,包括:通过外形设计(先进的冀身融合体和飞翼布局)、吸波材料(先进的轻量化、宽频带、结构/隐身一体化材料)和有源对消等技术来获得全向(前、后和侧向)和宽频(可对付低频雷达)的雷达隐身性能;通过非常规喷管外形、燃料添加剂和隔热/屏蔽等技术来降低红外特征。

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