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設(shè)備與工具作為現(xiàn)代飛行器發(fā)展的一個(gè)重要方向，超聲速飛行器憑借其速度優(yōu)勢及軍事應(yīng)用價(jià)值，早已受到世界各國的重視。相比于傳統(tǒng)亞聲速飛行器，這種超聲速飛行器不僅飛得快，打得準(zhǔn)，現(xiàn)在還學(xué)會(huì)一項(xiàng)新技能?——隱身！今天推出的這篇重磅好文，將為大家詳細(xì)講述超聲速飛行器究竟為什么要隱身，以及未來的超聲速飛行器隱身技術(shù)將有哪些發(fā)展趨勢。趕緊來一睹為快！
1、超聲速飛行器現(xiàn)在發(fā)展得怎么樣？
二戰(zhàn)結(jié)束后，美蘇等國就已開始了對(duì)超聲速飛行器的研究，但由于戰(zhàn)略發(fā)展方向的偏重有所不同的原因，美蘇等國超聲速飛行器的研制與裝備現(xiàn)狀有著較大的差異。
美國在導(dǎo)彈方面，由于在20世紀(jì)70年代之前偏重于對(duì)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的研制與裝備，所以對(duì)巡航導(dǎo)彈的研制項(xiàng)目起步較晚，且基本為亞聲速巡航導(dǎo)彈，并未裝備超聲速巡航導(dǎo)彈。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，美國雖然啟動(dòng)了一些超聲速巡航導(dǎo)彈研制計(jì)劃，但最終因研究成本或技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等方面的原因，不得不予以放棄，比如JSSCM，LRASM-B等。盡管如此，美國在超聲速飛航式導(dǎo)彈方面的技術(shù)基礎(chǔ)仍是十分雄厚，于20世紀(jì)四五十年代就已研制并裝備了超聲速面空導(dǎo)彈，比如黃銅騎士艦空導(dǎo)彈等。在軍用飛機(jī)方面，美國先后研制并裝備了SR-71高空高速偵察機(jī)、F-22戰(zhàn)斗機(jī)等多型具備超聲速巡航能力的著名軍用飛機(jī)。其中，SR-71具有一定的隱身能力，F(xiàn)-22則采用了大量先進(jìn)隱身技術(shù)，具備優(yōu)異的隱身性能。
二戰(zhàn)結(jié)束后，蘇聯(lián)海軍戰(zhàn)略是優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略核潛艇，以潛艇和超聲速反艦導(dǎo)彈對(duì)付美國航母。因此，蘇聯(lián)經(jīng)過幾十年的努力，研制并裝備了多個(gè)系列超聲速飛航式反艦導(dǎo)彈，比如玄武巖、花崗巖、白蛉、寶石等超聲速反艦導(dǎo)彈。雖然由于蘇聯(lián)解體等原因，超聲速導(dǎo)彈項(xiàng)目基本被中止，但隨著21世紀(jì)初俄羅斯經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，其超聲速導(dǎo)彈研制進(jìn)程得以繼續(xù)，并開始在其中應(yīng)用隱身技術(shù)，進(jìn)一步提升其突防能力。在軍用超聲速巡航飛機(jī)方面，俄羅斯則要落后于美國，其第五代戰(zhàn)機(jī)T-50，不僅在研制進(jìn)程上明顯落后于美國，而且在戰(zhàn)機(jī)的整體性能以及隱身性能方面，從外界的評(píng)價(jià)來看，很有可能也要遜色于美國的F-22。
此外，世界其他軍事大國也都有超聲速飛行器研制計(jì)劃，或者已裝備有超聲速飛行器。比如，法國獨(dú)立研制的中程超聲速空對(duì)地導(dǎo)彈ASMP-A，其飛行速度可達(dá)馬赫數(shù)3，射程可達(dá)600km；在寶石超聲速反艦導(dǎo)彈基礎(chǔ)上，俄印聯(lián)合研制的布拉莫斯超聲速反艦導(dǎo)彈，能夠?qū)崿F(xiàn)從陸、海、艦、空多種平臺(tái)發(fā)射，并能夠?qū)崿F(xiàn)掠海突防，是一種性能先進(jìn)的現(xiàn)代超聲速反艦導(dǎo)彈；歐洲MBDA公司2011年對(duì)外公布的英仙座超聲速巡航導(dǎo)彈項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將于2030年左右問世。
2、飛得快，打得準(zhǔn)，為啥還要隱身？
隨著超聲速飛行器技術(shù)的發(fā)展與日益成熟，超聲速飛行器防御技術(shù)早已受到了各國的重視。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，世界主要軍事強(qiáng)國特別是美國，已逐步具備了對(duì)超聲速飛行器的攔截能力，甚至是對(duì)超低空突防超聲速巡航導(dǎo)彈的超視距攔截能力。
比如，美國的THAAD系統(tǒng)、愛國者系列地空導(dǎo)彈、標(biāo)準(zhǔn)系列艦空導(dǎo)彈，俄羅斯的S-400防空導(dǎo)彈系統(tǒng)等，均具有一定的對(duì)超聲速飛行器攔截能力。
據(jù)新華美通2015年6月17日報(bào)道，美國海軍陸上模擬艦發(fā)射了1枚雷錫恩公司的標(biāo)準(zhǔn)-6導(dǎo)彈，對(duì)一視距之外的超低空突防中程超聲速目標(biāo)進(jìn)行攔截，并成功擊中該模擬超視距威脅的目標(biāo)。
針對(duì)現(xiàn)代以及未來防御系統(tǒng)攔截威脅，如何繼續(xù)保持超聲速飛行器突防能力優(yōu)勢，已成為各國在發(fā)展超聲速飛行器過程中共同關(guān)注的問題。而隱身技術(shù)作為一項(xiàng)重要的突防技術(shù)手段，已逐漸應(yīng)用到超聲速飛航導(dǎo)彈以及超聲速飛機(jī)的研制之中，可以大大縮短防御系統(tǒng)的預(yù)警時(shí)間，提升其攔截難度，降低其攔截概率。
相比于亞聲速飛行器，超聲速飛行器在受到雷達(dá)或者紅外探測器的探測時(shí)，其目標(biāo)特征信號(hào)以及被發(fā)現(xiàn)距離、被識(shí)別概率、被跟蹤穩(wěn)定性等存在著不同程度的差異。由于飛行速度快，超聲速飛行器的雷達(dá)目標(biāo)回波信號(hào)有著更為明顯的多普勒頻移。同時(shí)，較大的飛行速度和較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性也會(huì)對(duì)探測系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)飛行軌跡的預(yù)測、穩(wěn)定跟蹤產(chǎn)生不利影響。但從目前探測技術(shù)水平及發(fā)展趨勢來看，解決這些探測技術(shù)問題的難度并不太大，未來探測器必然能夠具備對(duì)非隱身超聲速飛行器足夠的探測、跟蹤能力。
標(biāo)準(zhǔn)-6作戰(zhàn)示意圖
此外，對(duì)于高空突防的超聲速飛行器，地面或艦載雷達(dá)對(duì)其視距較遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)可達(dá)數(shù)百公里；由于飛行速度快，氣動(dòng)加熱比較顯著，超聲速飛行器往往會(huì)有著比較明顯的紅外輻射特征，很可能在較遠(yuǎn)的距離被紅外探測器捕獲。因此，對(duì)于遠(yuǎn)程超聲速飛行器，如果不采取隱身措施，在其突防過程中，很可能會(huì)受到嚴(yán)重的預(yù)警探測威脅，在足夠遠(yuǎn)的距離被對(duì)方探測器發(fā)現(xiàn)，從而受到對(duì)方防御系統(tǒng)的攔截威脅。
因此，現(xiàn)代以及未來用于實(shí)戰(zhàn)的超聲速飛行器除了足夠快的速度和足夠高的機(jī)動(dòng)性外，很可能還需擁有足夠高的隱身性能。此外，當(dāng)超聲速飛行器采取隱身措施時(shí)，還會(huì)使得防御方的探測、攔截成本大大增加，從而取得更為豐厚的“效益”?？傊?，隱身技術(shù)應(yīng)用于超聲速飛行器，不僅可以大幅提升飛行器自身突防效能，還能夠增加防御方的防御難度和成本，具有很高的軍事應(yīng)用價(jià)值。
3、未來超聲速飛行器隱身技術(shù)趨勢有哪些？
隨著超聲速飛行器的發(fā)展及其對(duì)隱身技術(shù)需求的提出，超聲速飛行器隱身技術(shù)已成為隱身技術(shù)發(fā)展的一大重要方向。近年來，國外雖然已開展了超聲速飛行器隱身技術(shù)的研究，并取得了一定的研究成果，但仍然存在著很多問題有待解決。根據(jù)超聲速飛行器本身特點(diǎn)、隱身技術(shù)體系以及隱身設(shè)計(jì)需求，可應(yīng)用于未來超聲速飛行器的隱身技術(shù)很可能會(huì)包含以下幾個(gè)方向。
隱身外形技術(shù)
隱身外形技術(shù)在很大程度上決定了超聲速飛行器的隱身性能。隱身外形設(shè)計(jì)的難點(diǎn)主要在于解決與氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力等之間的矛盾，需要予以必要的取舍并進(jìn)行必要的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。
對(duì)于超聲速飛行器乃至高超聲速飛行器，簡潔、流暢的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)，機(jī)翼以及彈翼的大后掠角設(shè)計(jì)，翼身融合、邊條翼布局設(shè)計(jì)，為減小氣動(dòng)阻力而采取的尖劈或者尖錐外形設(shè)計(jì)等，剛好與隱身外形設(shè)計(jì)“不謀而合”，而隱身外形技術(shù)中合理的非圓截面設(shè)計(jì)也并不會(huì)對(duì)氣動(dòng)性能產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。因此，在超聲速飛行器上應(yīng)用隱身外形技術(shù)是存在很大可行性的，并有取得優(yōu)異隱身性能的潛能。
SR-72外形
但需要指出的是，超聲速飛行器的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)將會(huì)是氣動(dòng)設(shè)計(jì)與隱身外形設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)解決的一大難題。超聲速飛行器一般多采用外露式進(jìn)氣道，以保證足夠的進(jìn)氣效率，而外露式進(jìn)氣道往往會(huì)在前向產(chǎn)生很強(qiáng)的散射波峰，必須要對(duì)其采取隱身設(shè)計(jì)。但由于超聲速飛行器的流場特征以及較為苛刻的推力要求，采用隱身外形設(shè)計(jì)中的埋入式進(jìn)氣道或者S型進(jìn)氣道的技術(shù)難度較大，因此，超聲速隱身進(jìn)氣道設(shè)計(jì)很可能將會(huì)是超聲速飛行器隱身外形設(shè)計(jì)技術(shù)中的一個(gè)重要研究方向。
耐高溫吸波材料與吸波結(jié)構(gòu)技術(shù)
吸波材料和吸波結(jié)構(gòu)是隱身設(shè)計(jì)技術(shù)中的另一種重要技術(shù)手段，常常是在隱身外形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低RCS散射強(qiáng)度的必要措施，也是對(duì)一些強(qiáng)散射源的必要控制手段。
由于超聲速飛行器的表面溫度很高，甚至可達(dá)到600℃以上，且氣動(dòng)載荷相對(duì)較大，因此除了要求吸波材料與吸波結(jié)構(gòu)必須具備良好的吸波性能之外，還需擁有足夠的耐高溫性能和力學(xué)性能，以保證不被高溫氣體燒蝕，以及在高溫條件下良好的吸波性能。
應(yīng)用陶瓷基耐高溫吸波材料的F-35尾噴管
國外對(duì)耐高溫吸波材料與吸波結(jié)構(gòu)的研究起步較早，發(fā)展較為成熟，已在多型飛機(jī)和導(dǎo)彈上進(jìn)行了應(yīng)用，且RCS減縮效果良好。比如美國研制的隱身/防熱/承載一體化功能的陶瓷基雷達(dá)吸波材料，在8GHz～18GHz頻段內(nèi)材料反射率可達(dá)-10dB，并可耐受1000℃高溫。
耐高溫隱身天線罩技術(shù)
無論是對(duì)于亞聲速還是超聲速飛行器，雷達(dá)艙都是一個(gè)十分重要的散射源，很可能會(huì)對(duì)飛行器的前向RCS產(chǎn)生十分顯著的影響。一方面，由于雷達(dá)天線收發(fā)電磁波的需求，要求天線罩必須具有良好的透波性能；另一方面，為避免防御方雷達(dá)發(fā)射的電磁波透過天線罩進(jìn)入雷達(dá)艙，產(chǎn)生明顯的后向回波散射，要求天線罩能夠盡可能地屏蔽或者吸收電磁波。
2025-08-28 11:13
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