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详解美军隐身飞机雷达吸波材料背后的魔法

发布时间:2017-12-27  原作者:王亚林、李悦霖   点击数:

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“捕虫器”

  RAM的应用必须综合到雷达吸波结构设计中来。如果不综合考虑,会导致结构重量和体积增大。因此,隐身设计人员专门使用修形技术来控制对RCS贡献最大的镜面反射。第一架具有隐身能力的飞机F-117充分采用了表面修形来控制这类反射,大大节省了为控制腔体反射和表面波反射的RAM用量。

  F-117的蒙皮由铝合金制成,几乎都涂覆了RAM。最初所用的材料是类似于油毡的铁氧体聚合物薄板,这些薄板以不同的厚度黏结到机体的各个位置。采用RAM填泥或涂层来覆盖紧固件、密封间隙和使不均匀的表面平整。舱门和维护口盖在每次飞行前用金属胶带密封,并覆以RAM。起初,RAM的用量很少,因为很难控制厚度,而且需要使用有毒的溶剂。座舱玻璃涂了金,以尽量减少与蒙皮之间的阻抗过渡效应,同时阻止雷达波穿透座舱,因座舱里飞行员头盔的RCS比飞机大100倍。

F-117的进气口栅格
F-117的进气口栅格
F-117的进气口栅格

  应特别注意发动机和进气道,因为从前向角度来考虑的话,这些位置贡献了飞机绝大部分的RCS。为了抑制这部分RCS,设计人员在F-117的进气口布置了一个玻璃纤维制成的吸波栅格,作用相当于一个“捕虫器”,即雷达电磁波能量被栅格吸收且不会逸散。更方便的是,这种材料具有导电性,可以加热以防结冰。这种结构材料中的填料可能是碳,含量从前往后越来越高。这样的话,入射波遇到的阻抗逐渐减弱,在传播过程中更易穿过这部分材料,也容易被吸收;如果反射波从后往回弹回时,会遇到强烈的不利阻抗变化,因而被反射回进气道深处,进气道也可能敷设有RAM。

  F-117项目中还有几项改进RAM方案的措施。隐身主涂层的喷涂方式改用了机器人系统,即一个喷涂吊架确定好飞机的位置,由计算机控制喷管来喷涂雷达吸波涂料。此外,设计人员还试图减少“前缘RCS”,并发展新的RAM蒙皮。曾经在一段时间内,F-117机队应用了多种隐身RAM方案,直到20世纪90年代末期一个标准化项目出台。

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