关于等离子体隐身技术的思考

【前言】关于等离子体隐身技术的思考由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好、使用简便、使用时间长、价格极其便宜；由于等离子体是宏观呈电中性的优良导体，极易用电磁的办法加以控制，还可以扰乱敌方雷达波的编码，使敌方雷达系统测出错误的飞行器位置和速度数据以实现隐身无需改变飞机等装备气动外形设计，...

【摘 要】等离子体隐身是现代隐身技术发展的重点方向之一，本文对等离子技术进行了简单介绍，分析了等离子体隐身技术的优点和原理，介绍了其在弹道导弹中段隐身和飞机隐身上的应用。

【关键词】等离子体；隐身技术；电磁波

一、等离子体概述

等离子体是气体电离形成的第4态物质，具有数密度近似相等的自由电子和正离子。由于未电离原子、分子对电子的吸附，在等离子体中也有少量负离子。在电离度低于10-4的弱电离等离子体中，中性粒子占绝大多数。高空核爆炸、放射性核素的射线、燃料中掺有铯、钾、钠等易电离成份的火箭和喷气飞机的射流、高超音速飞行器的激波以及电弧放电和微波，可以形成弱电离等离子体。等离子体是不同于空气的另一种媒质，对电磁波的传播有很大的影响。在一定条件下，等离子体能够反射电磁波；在另一条件下，又能吸收电磁波并能改变电磁波的传播方向。它还能造成射频信号频谱离散和假调制，所以等离子体成为新型电子干扰和隐身物质[1]。

二、等离子体隐身技术的优点

吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好、使用简便、使用时间长、价格极其便宜；由于等离子体是宏观呈电中性的优良导体，极易用电磁的办法加以控制，还可以扰乱敌方雷达波的编码，使敌方雷达系统测出错误的飞行器位置和速度数据以实现隐身无需改变飞机等装备气动外形设计，由于没有吸波材料和涂层，维护费用大大降低；俄罗斯的实验证明，利用等离子体隐身技术不但不会影响飞行器的飞行性能，还可以减少30%以上的飞行阻力。改变了常规隐身技术的被动实现手段，采取主动控制方法实现隐身，使隐身系统便于维护。等离子体的隐身效果随雷达波波长的增加而增加，而涂层隐身材料的隐身效果随波长的增加而降低。这种隐身技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量方面的局限性，具有吸波频带宽、吸收率高、隐身因素多且效果好等优点，而且能满足高反射局部需求，尤其适用于导弹的隐身。

三、反等离子体隐身技术原理分析

如果目标采用等离子体发生器来生成等离子体，发生器部位将无法隐身。采用多基地雷达或无源雷达的合理部署，将可能利用这个部位散射的电磁波而发现目标。目标的通信、导航、敌我识别、雷达及电子干扰机等电子设备总会在一定时间、一定空域辐射出特定的电磁信号。若部署一定数目的无源雷达，将会接收到这些电磁信号，就可以对目标进行探测、定位和跟踪。飞行器在空中飞行时，都会对电视、调频广播讯号的传输产生扰动，如果无源雷达对这种扰动而产生的讯号混乱情况进行连续的侦测，那么只要有电视、广播信号存在，无源雷达就可以将隐身目标识别出来。从探测系统来分析光电探测设备是工作在可见光频段的电子设备，其工作频率比较高，比常用的雷达工作频段要高得多。等离子体对可见光的吸收非常小，因此可使用光电探测设备来有效地探测等离子体隐身目标。若光电探测设备和双多基地雷达、无源雷达、脉冲冲击雷达等组成多方位、多频段的探测网，则探测效果会更好。

四、等离子体隐身技术的应用

（一）用于弹道导弹中段隐身

弹道导弹在助推段末段实现弹头与弹体的分离后，处行中段的弹头在飞行过程中将会长时间暴露在雷达的监视之下，不对其进行隐身处理，势必会增大其被拦截的概率。通常采用的方法有利用假目标从波幅和形体等方面来模拟真弹头的目标特性，以及千方百计阻止雷达取得弹头的目标特征信息，并破坏其形成特征信号的规律。由于利用假目标逼真地模拟真弹头难度较大，通常采用后一种方法，即采取一定的措施衰减入射的雷达信号，使反射信号变得十分的微弱。利用等离子体实现弹头隐身在弹头的表面粘贴放射性同位素涂层，并利用充有特殊气体的椭圆形气囊将弹头前部包裹起来，这样可利用同位素射线来电离气囊内的气体形成等离子体。放射性同位素应选择发射极少量或不发射 β，γ 射线而只发射 α 射线的元素，如 Po210和 Cm242 。因为α 射线与另两种射线相比，电离能力最强而对人体辐射影响最小。同时，同位素的半衰期不宜太短，否则会增加维护费用。气囊内的气体宜采用易电离且化学物理性能稳定、对气囊和弹头表面无腐蚀的气体，如惰性气体 Ar，Xe 等[2]。

（二）用机隐身

飞机的等离子体隐身技术是目前等离子体隐身应用研究最热门的方面，世界各军事强国均为此投入了大量的人力物力，并已经取得了一定的成果，开始转入实用化阶段。飞机的等离子体隐身主要是针对其前向的RCS值，即减弱机头方向的雷达、座舱和进气道三大强散射元的散射，同时应考虑其正下方、后方和侧面散射。因为外挂武器会极大地增加飞机下方对雷达波的反射，飞机后方的尾喷口也是强散射元，而当飞机处于敌纵深时其侧面反射的雷达波也会降低其生存概率。在进行飞机隐身设计时，可考虑在这些强散射元部位形成等离子体，即前向范围内的机头、进气口、机翼、平尾以及垂尾；下方的武器外挂处；侧向的机翼与机身、垂尾与后机身、后机身与平尾构成的角反射器等处。飞机隐身用等离子体可以根据位置的不同采用多种方法来实现。由于考虑到通信、导航以及敌方识别信号的传送，在机头方向应采用能适时产生等离子体的方法，如利用等离子体射流；在进气口和尾喷口，可以采用涂敷放射性同位素的方法；对于其它位置也可以采用等离子体射流或局部引入磁场、采用沿面放电等方法来产生等离子体[3]

参考文献：

[1]袁忠才，时家明，许波. 用于目标隐身的等离子体参数的选择[J].电子对抗技术，2004（3）：39-42.

[2]易瑔，梁新宇，等. 浅谈等离子体隐身技术在武器装备上的应用[J].火力与指挥控制，2006（6）：45-47.

[3]曹金祥.等离子体技术在军事中的应用[J]. 自然杂志，2000（1）：41-43

作者简介：

佘志然，1982年7月，男，汉族，大学本科，工程师，研究方向：自动化控制。