2009年第5期 导弹与航天运载技术 No.52009 总第303期 MISSILE AND SPACE VEHCILE Sum No.303 文享编号：1004718220905-02204 等离子体隐身技术的发展现状 (北京电子文就服务中心，北京，100854) 摘要：概迷了等离子体实现隐身的原理和方法，分析了等高子体隐身技术的特点，归纳了等离子体实现隐身的关健技术 同时简要介绍了国外等离子体隐身技术的研究现状以及等离子体隐身技术在导弹和飞机上的应用，并展望了未来应用前景， 关健词：武器装各：等离子体：隐身技术 中图分举号.V27 文就标识码.A Development of Plasma Technology for Stealth Beijing.100854) Abstract:The principle and methodology of plasma for stethissummrizedthe characteristics of plasma steh technology are analyzed and the key plasma stechologiesare summarized.With the actuality of the plasma steathtechnique of aieno the applications in missile and aircraft are discussed.Finally,the future development trend of the technology is prospected. Key Words:Weapon and quiment:Plasma:technology 0前言 b)电子与中性粒子碰撞造成对电磁波吸收 隐身技术是陆、海、空、 天、电磁五位一体战 ©)磁化等离子体的法拉第旋转等效应对电磁波的 中最重要、最有效的突防战术技术措施之一。其中等 调制等离子体隐身技术是利用电磁波与等离子体互 离子体技术作为一种新型的隐身技术，在隐身方面将 相作用的特性来实现的，其中笨离子体频率起着重要 会发挥重要作用。等离子体隐身技术是指产生并利用 的作用。等离子体频率指其电子的集体振荡烦率，须 在飞机、舰船等武器装备表面形成的等离子云来实现 率的大小代表等离子体对电中性破坏反应的快慢，它 规避电磁波探测的 一种隐身技术，它主要是利用喷乐 是等离子体的重要特征 等离子体气流，致使飞行器周围环绕等离子云，同时 对于雷达而言，雷达控制空中目标的最大探测 利用等离子体与雷达波的相互作用，从而吸收雷达波、 离L与空中目标的雷达截面积(s)的关系县 衰减反射信号，实现隐身。与目前广泛应用的隐身技 Lx(Cs。由此可见，要达到不易被敌方雷达发现 术相比，等离子体隐身技术在军事上具有极高的潜在 就应尽可能使敌方雷达最大探测距离减小，也就是尽 应用价值，将成为隐身技术发展新的突破方向 可能减小己方飞行器的CS.根据等离子体隐身技术的 基本原理，可在飞行器表面或某些特殊的部位产生 1原理和方法 定厚府和一定密度梯府的笔离子体，对某些频段的申 1.1原理 磁波形成吸收和散射，从而仲双基或多基雷达的回被 等离子休是气体申离形成的第4态物质，除了未 信号成倍降低，达到隐身目的间。从理论上讲，等离子 电离的中性粒子外， 还含有密度近似相等的自由电子 体越厚，其对电磁波的衰减将越大，但所要求的形成 和正离子，因此当电磁被与等离子体相互作用时，显 和维持等离子体的功耗也越大。通常要求其厚度与入 示出不同于一般导体或介质的特性。 射波长可比，即对于波长为1.5-15cm的雷达波，等离 就目标电磁跨身而言，主要体现在以下儿方面 子体厚度应为10C9。同时强调用于隐身的竿离子体 a)等离子体作为色散媒质对电磁波的折射： 应尽量完全覆盖目标，至少应覆盖目标的强反射部位 收码日期：2008.05-20 作者简介：韦萍兰(1963)，女，高级工程师，主要从事国外隐身技术、先进制造技术等方面的情报研究 994-2014 China Academie Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.htp://www.cnki.net
2009 年第 5 期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.5 2009 总第 303 期 MISSILE AND SPACE VEHCILE Sum No.303 收稿日期： 2008-05-20 作者简介：韦萍兰（1963-），女，高级工程师，主要从事国外隐身技术、先进制造技术等方面的情报研究 文章编号：1004-7182(2009)05-0022-04 等离子体隐身技术的发展现状 韦萍兰，何立萍 （北京电子文献服务中心，北京，100854） 摘要：概述了等离子体实现隐身的原理和方法，分析了等离子体隐身技术的特点，归纳了等离子体实现隐身的关键技术， 同时简要介绍了国外等离子体隐身技术的研究现状以及等离子体隐身技术在导弹和飞机上的应用，并展望了未来应用前景。 关键词：武器装备；等离子体；隐身技术 中图分类号：V27 文献标识码：A Development of Plasma Technology for Stealth Wei Pinglan, He Liping (Beijing Electronic Document Service Center, Beijing, 100854) Abstract: The principle and methodology of plasma for stealth is summarized, the characteristics of plasma stealth technology are analyzed and the key plasma stealth technologies are summarized. With the actuality of the plasma stealth technique of alien countries, the applications in missile and aircraft are discussed. Finally, the future development trend of the technology is prospected. Key Words: Weapon and equipment；Plasma；Stealth technology 0 前 言 隐身技术是陆、海、空、天、电磁五位一体战争 中最重要、最有效的突防战术技术措施之一。其中等 离子体技术作为一种新型的隐身技术，在隐身方面将 会发挥重要作用。等离子体隐身技术是指产生并利用 在飞机、舰船等武器装备表面形成的等离子云来实现 规避电磁波探测的一种隐身技术，它主要是利用喷射 等离子体气流，致使飞行器周围环绕等离子云，同时 利用等离子体与雷达波的相互作用，从而吸收雷达波、 衰减反射信号，实现隐身。与目前广泛应用的隐身技 术相比，等离子体隐身技术在军事上具有极高的潜在 应用价值，将成为隐身技术发展新的突破方向。 1 原理和方法 1.1 原 理 等离子体是气体电离形成的第 4 态物质，除了未 电离的中性粒子外，还含有密度近似相等的自由电子 和正离子，因此当电磁波与等离子体相互作用时，显 示出不同于一般导体或介质的特性。 就目标电磁隐身而言，主要体现在以下几方面： a）等离子体作为色散媒质对电磁波的折射； b）电子与中性粒子碰撞造成对电磁波吸收； c）磁化等离子体的法拉第旋转等效应对电磁波的 调制[1]。等离子体隐身技术是利用电磁波与等离子体互 相作用的特性来实现的，其中等离子体频率起着重要 的作用。等离子体频率指其电子的集体振荡频率，频 率的大小代表等离子体对电中性破坏反应的快慢，它 是等离子体的重要特征[2]。 对于雷达而言，雷达控制空中目标的最大探测距 离 L 与空中目标的雷达截面积（RCS）的关系是 ( )0.25 L RCS ∝ 。由此可见，要达到不易被敌方雷达发现， 就应尽可能使敌方雷达最大探测距离减小，也就是尽 可能减小己方飞行器的 RCS。根据等离子体隐身技术的 基本原理，可在飞行器表面或某些特殊的部位产生一 定厚度和一定密度梯度的等离子体，对某些频段的电 磁波形成吸收和散射，从而使双基或多基雷达的回波 信号成倍降低，达到隐身目的[3]。从理论上讲，等离子 体越厚，其对电磁波的衰减将越大，但所要求的形成 和维持等离子体的功耗也越大。通常要求其厚度与入 射波长可比，即对于波长为 1.5~15 cm 的雷达波，等离 子体厚度应为 10 cm[4]。同时强调用于隐身的等离子体 应尽量完全覆盖目标，至少应覆盖目标的强反射部位
第5期 韦萍兰等等离子体隐身技术的发展现状 23 12方法 e)使用期长，浩价相对低席8] 等离子体用于隐身的具体方法有两种 利用等离子技术实现隐身存在的问题有两 放射性同位素涂层法 般而言，尽量采用非 a)产生等离子体并维持： 定的电子密度和范围需 金属材料 正确选择飞行器外形 在飞行器上涂上 要消耗能量 飞机利用其隐身会减小作战半径 收涂层或干扰涂层，可以大大减小飞行器的雷达反月 b)产生等离子体需要分子原子作为电离对象，这 面积。如果在飞行器上再覆盖一层等离子体，有效反 给在真空中飞行的卫星和战略导弹利用等离子体隐身 射面积会进一步小。在飞行的特定部位涂一层放 浩成了闲难 射性同位素能达到此目的 但值得注意的是 如果大 )飞行器在较低高度飞行时等离子体隐身效果较 大降低雷达频率 (采用米波街达)或大大提高雷 差，这是由于高度低、空气密度大，其复合速幸大所 率（采用毫米波雷达），则等离子体基本上无吸收。因 造成的。 此放射性同位素涂层主要用于对付厘米波雷达。 d)用电弧放电的方法产生等离子体的同时，会产 b)等离子体发生器装置法。等离子体发生器装置 生射频辐射、强烈的闪光和紫外线，等离子体复合也 法是在飞行器里面装 个或几个等离子体发生器， 会产生光辐射， 些信号泄露不仅对隐身不利，而且 用等离子体发生器喷射出的等离子体气流包裹飞行器 紫外线也可能使飞行员受到伤害， 表面，从而吸收电磁波、衰减反射信号，实现隐身。 ε)飞行器所用的等离子体在吸收对方雷达波的同 时，对其本身的通信、导航、雷达和敌我识别信号的 2特点 传输都能造成衰减，甚至中断 等离子体隐身技术可以在武器装备几乎不作任何 结构和性能上改变的情况下，通过控制武器装备表面 3 关键技术 的等离子云的特征参数，如能量、电离度、振荡频 等离子体隐身的关键技术归纳为： 等。来满是名种特定要求，从而使敌方香达难以探测 a)等离子体发生墨的研制，句括等离子体产生及 其至还能改变雷认反谢信号的频率，使敌方雷达探测 控制技术，关键在于设计一种易于产生、易于控制的 到虚假信号，以实现信息欺骗从而达到隐身。等离于 等离子体产生器， 且能适应各种武器的要求， 体隐身技术的核心是电磁波与等离子体的相互作用 b)等离子体与电磁波相互作用的理论研究（如等 由于等离子体层对雷达波有特殊折射效应和吸收衰减 离子体参数的选择)： 作用，因而可以大大减少雷达目标的电磁回波能量门 C)车离子体的诊断技术 等离子体隐身技术作为一种全新的隐身概今，只有吸 d)C的理论计算方法研究 波频带宽、 效率高、使用简便、价格便宜等优点 )等离子体发生器与飞行器兼容性理论计算和实 要体现在以下几点 验研究 a)改变了常规隐身技术的被动实现手段，采取主 )有关等离子体气动光学效应和通信中新等间题 动控制方法实现隐身，使隐身系统便于维护。 的研究 b)不需改变飞行器的气动外形设计，不会影响飞 g)等离子体发生器与飞行器一体化设计和研制。 行器的飞行性能和战术技术性能 此外 俄罗斯进 的风洞试验表明，利用等离子体隐身技术还可以减少 4 国外研究现状 飞行器飞行阻力的30%以上。 俄罗斯对等离子体隐身技术的研究始于20世纪 C)使用简便，等离子体可做成能快速开、关的隐 60年代，对这一领域讲行研究主要有3个方面的因素： 身系统，在通信或雷达系统尚未发送或接收时，通过 a)导弹和飞船再入大气层时出现通信中断，主要 快速打开等离子体 将能覆盖电磁波传输系统 是由于飞行器再入大气层时， 激波的压缩加热和物面 d)等离子体的隐身效果随宙达波波长的增加而增 边界层的摩擦阻力，将激波前和钝锥之间的空气加热 加，而涂层隐身材料的隐身效果随波长的增加而降低 到极高的温度，使其电离形成等离子体鞘套层，在等 这种隐身技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量方面的 离子体鞘中含有大量的自由电子，它们吸收、反射和 局限性，且有吸波拓带密、吸收率高、隐身因素多日 散射电磁波，轻则干扰电波传输，重测导致通信中断 效果好等优点 而且能满足高反射局部需求， 尤其适 b)现代战争中电子对抗的应用。 用于导弹的隐身。 C)核爆炸的深入研究 100201h al Electronic Publishing House.All right e www.cnki.ne
第 5 期 韦萍兰等 等离子体隐身技术的发展现状 23 1.2 方 法 等离子体用于隐身的具体方法有两种： a) 放射性同位素涂层法。一般而言，尽量采用非 金属材料，正确选择飞行器外形，在飞行器上涂上吸 收涂层或干扰涂层，可以大大减小飞行器的雷达反射 面积。如果在飞行器上再覆盖一层等离子体，有效反 射面积会进一步减小。在飞行器的特定部位涂一层放 射性同位素能达到此目的。但值得注意的是，如果大 大降低雷达频率（采用米波雷达）或大大提高雷达频 率（采用毫米波雷达），则等离子体基本上无吸收。因 此放射性同位素涂层主要用于对付厘米波雷达[5]。 b) 等离子体发生器装置法。等离子体发生器装置 法是在飞行器里面装一个或几个等离子体发生器，利 用等离子体发生器喷射出的等离子体气流包裹飞行器 表面，从而吸收电磁波、衰减反射信号，实现隐身。 2 特 点 等离子体隐身技术可以在武器装备几乎不作任何 结构和性能上改变的情况下，通过控制武器装备表面 的等离子云的特征参数，如能量、电离度、振荡频率 等，来满足各种特定要求，从而使敌方雷达难以探测， 甚至还能改变雷达反射信号的频率，使敌方雷达探测 到虚假信号，以实现信息欺骗从而达到隐身[6]。等离子 体隐身技术的核心是电磁波与等离子体的相互作用。 由于等离子体层对雷达波有特殊折射效应和吸收衰减 作用，因而可以大大减少雷达目标的电磁回波能量[7]。 等离子体隐身技术作为一种全新的隐身概念，具有吸 波频带宽、效率高、使用简便、价格便宜等优点，主 要体现在以下几点： a）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。 b）不需改变飞行器的气动外形设计，不会影响飞 行器的飞行性能和战术技术性能；此外，俄罗斯进行 的风洞试验表明，利用等离子体隐身技术还可以减少 飞行器飞行阻力的 30%以上。 c）使用简便，等离子体可做成能快速开、关的隐 身系统，在通信或雷达系统尚未发送或接收时，通过 快速打开等离子体，将能覆盖电磁波传输系统。 d）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。 e）使用周期长，造价相对低廉[8]。 利用等离子技术实现隐身存在的问题有[9]： a）产生等离子体并维持一定的电子密度和范围需 要消耗能量，飞机利用其隐身会减小作战半径。 b）产生等离子体需要分子原子作为电离对象，这 给在真空中飞行的卫星和战略导弹利用等离子体隐身 造成了困难。 c）飞行器在较低高度飞行时等离子体隐身效果较 差，这是由于高度低、空气密度大，其复合速率大所 造成的。 d）用电弧放电的方法产生等离子体的同时，会产 生射频辐射、强烈的闪光和紫外线，等离子体复合也 会产生光辐射，这些信号泄露不仅对隐身不利，而且 紫外线也可能使飞行员受到伤害。 e）飞行器所用的等离子体在吸收对方雷达波的同 时，对其本身的通信、导航、雷达和敌我识别信号的 传输都能造成衰减，甚至中断[10]。 3 关键技术 等离子体隐身的关键技术[11]归纳为： a）等离子体发生器的研制，包括等离子体产生及 控制技术，关键在于设计一种易于产生、易于控制的 等离子体产生器，且能适应各种武器的要求[12]； b）等离子体与电磁波相互作用的理论研究（如等 离子体参数的选择）； c）等离子体的诊断技术； d）RCS 的理论计算方法研究； e）等离子体发生器与飞行器兼容性理论计算和实 验研究； f）有关等离子体气动光学效应和通信中断等问题 的研究； g）等离子体发生器与飞行器一体化设计和研制。 4 国外研究现状 俄罗斯对等离子体隐身技术的研究始于 20 世纪 60 年代，对这一领域进行研究主要有 3 个方面的因素： a）导弹和飞船再入大气层时出现通信中断，主要 是由于飞行器再入大气层时，激波的压缩加热和物面 边界层的摩擦阻力，将激波前和钝锥之间的空气加热 到极高的温度，使其电离形成等离子体鞘套层，在等 离子体鞘中含有大量的自由电子，它们吸收、反射和 散射电磁波，轻则干扰电波传输，重则导致通信中断。 b）现代战争中电子对抗的应用。 c）核爆炸的深入研究
导弹与航天运找技术 2009年 这3个方面因素都涉及到等离子体与电磁波的相 坏其形成特征信号的规律。由于利用假目标逼真地模 互作用及影响。因此苏联组织专家对导弹和飞船再入 拟直弹斗难度较大，通党采用后 一种方法，即采取 大气层时形成等离子鞘致使通信中断 电子对抗中 定的措施衰减入射的雷达信号 使反射信号变得十分 离子层对目标有效反射面积的影响，及核爆炸所产生 的微弱。利用等离子体实现弹头隐身可以采取如图1 的电离区对无线电波传播特性的影响进行大量研究。 所示的位形，在弹头的表面粘贴放射性同位素涂层 到20世纪7080年代，随若等离子体技术应用范 并利用充有特殊气体的椭圆形气囊将弹头前部包裹起 围的扩大和美国隐身飞机的问世， 进一先制灣了罗 来，这样可利用同位素射线来电离气囊内的气体形成 在等离子体隐身技术方面的研制 开始了等离 等离子体问。 实验，重点是研究等离子体在高空超声速飞行器上的 放射性同位表贴层 潜在应用。1999年初。俄罗斯克尔德什研究中心开 出第1代等离子体发生片和第2代等离子体发生器. 弹头 并在飞机试验中获得了成功。此后俄罗斯开始研制第 代等离子体隐身系 该隐身系统可利用飞行器周 的静电能量来减小飞行器的雷达反射截面积。试验表 图】弹头等离子体隐身位形 明，应用第3代等离子隐身技术，在414Gz频率范 围内可使米格飞机的Cs值减少倒原来的1引 放射性同位素应洗择发射极少量或不发射B,”射 20世纪90年代初，美国休斯实验室也进行了等腐 线而只发射α射线的元素， 如Po0和Cm2肉.因为 子体隐身技术的实验 997年 美国海军委托田纳西 α射线与另两种射线相比，电离能力最强而对人体辐务 大学等单位研究等离子隐身天线。该天线是将等离子 影响最小。同时，同位素的半衰期不宜太短，否则会 体放电管作为天线元件，当放申管通由时或成为导体 增加维护费用。气蜜内的气体宜采用易电离且化学物 能发射和接收于线申信号，断申时便成为绝缘体，基 理性能稳定、对气囊和弹头表面无腐蚀的气体，如惰 本不反射敌探测信号 已显示了这种天线 性气体Ar,Xe等 的发射接收功能和隐身特性。除此之外，美国田纳西 5 用于飞机隐与 大学等离子体实验室还证实飞机表面的等离子体可 飞机的等离子体隐身技术是目前等离子体隐身应 使飞行阻力大大降低，这足以说明等离子体技术应用 用研究最热门的方面，世界名军事大围均为出投入了 的潜在价值 大量的人力物力，并已经取得了一定的成果，其至 法国航空航天研究院(ONERA)将等离子作为主动 始转入实用化阶段 隐身技术的一部分进行研究，已从2003年初开始进行 飞机的等离子体隐身主要是针对其前向的RCS值 工作。等离子作为高度电离的气体可与射线频率能相 即减弱机头方向的雷达、座舱和进气道三大强散射元 互作用.包括可以吸收甘能量，是一种有效的提供隐 的数尉，同时成考虚比正下方、后方和面面数时。因 身的方法。ONERA正在考虑在飞机机体周围以及闭合 为外挂武器会极大地增加飞机下方对雷达波的反射 腔体 如飞机雷 内产生等离子体来对无线电 飞机后方的尾喷口也是强散 射元 飞机处于敌纵 率能量亮点进行伪装4 深时其侧面反射的雷达波也会降低其生存概率 任划 除了美、俄等军事强国外，英、日、德等国也投 行飞机隐身设计时，可考虑在这些强散射元部位形成 巨资加入了对等离子体隐身技术的研究， 等离子体，即前向范围内的机头、进气口、机翼、平 以及垂：下方的武器外挂处：向的机翼与机身 5在导弹和飞机上的应用 垂尾与后机身、后机身与平尾构成的角反射器等处 5.1 用于弹道导弹中段隐身 飞机隐身用等离子体可以根据位置的不同采用 弹道导弹在助推段末段实现弹头与弹体的分离 种方法来实现。由于考虑到通信、导航以及敌方识别 后，处于飞行中段的弹头在飞行过程中将会长时间是 信号的传送，在机头方向应采用能适时产生等离子体 露在雷达的监视之下，如不对其进行隐身处理，势以 的方法，加利用离子体射流：在讲气口和尾喷口， 会增大其被拦截的概率。通常采用的方法有利用假目 可以采用涂敷放射性同位素的方法 对于其它位置也 标从波幅和形体等方面来模拟真弹头的目标特性，以 可以采用等离子体射流或局部引入磁场、采用沿面放 及千方百计阻止雷达取得弹头的目标特征信息，并破 中等方法来常生等离子休。 99-2014 China Academic Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
24 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 2009 年 这 3 个方面因素都涉及到等离子体与电磁波的相 互作用及影响。因此苏联组织专家对导弹和飞船再入 大气层时形成等离子鞘致使通信中断、电子对抗中等 离子层对目标有效反射面积的影响，及核爆炸所产生 的电离区对无线电波传播特性的影响进行大量研究。 到 20 世纪 70~80 年代，随着等离子体技术应用范 围的扩大和美国隐身飞机的问世，进一步刺激了俄罗 斯在等离子体隐身技术方面的研制，开始了等离子体 实验，重点是研究等离子体在高空超声速飞行器上的 潜在应用。1999 年初，俄罗斯克尔德什研究中心开发 出第 1 代等离子体发生片和第 2 代等离子体发生器， 并在飞机试验中获得了成功。此后俄罗斯开始研制第 3 代等离子体隐身系统，该隐身系统可利用飞行器周围 的静电能量来减小飞行器的雷达反射截面积。试验表 明，应用第 3 代等离子隐身技术，在 4~14 GHz 频率范 围内可使米格飞机的 RCS 值减少到原来的 1%[13]。 20 世纪 90 年代初，美国休斯实验室也进行了等离 子体隐身技术的实验。1997 年，美国海军委托田纳西 大学等单位研究等离子隐身天线。该天线是将等离子 体放电管作为天线元件，当放电管通电时就成为导体， 能发射和接收无线电信号，断电时便成为绝缘体，基 本不反射敌探测信号。初步的演示已显示了这种天线 的发射接收功能和隐身特性。除此之外，美国田纳西 大学等离子体实验室还证实飞机表面的等离子体可以 使飞行阻力大大降低，这足以说明等离子体技术应用 的潜在价值。 法国航空航天研究院(ONERA)将等离子作为主动 隐身技术的一部分进行研究，已从 2003 年初开始进行 工作。等离子作为高度电离的气体可与射线频率能相 互作用，包括可以吸收其能量，是一种有效的提供隐 身的方法。ONERA 正在考虑在飞机机体周围以及闭合 腔体（如飞机雷达罩）内产生等离子体来对无线电频 率能量亮点进行伪装[14]。 除了美、俄等军事强国外，英、日、德等国也投 巨资加入了对等离子体隐身技术的研究。 5 在导弹和飞机上的应用 5.1 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，处于飞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，如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可以采取如图 1 所示的位形，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[15]。 图 1 弹头等离子体隐身位形 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 [16]。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。 5.2 用于飞机隐身 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，世界各军事大国均为此投入了 大量的人力物力，并已经取得了一定的成果，甚至开 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
第5期 韦萍兰等等离子体隐身技术的发展现状 2 6结束语 3引曹金样.等离子体技术在军事中的成用U几.自然杂志，2000(1》：414三 等离子体技术的发展虽然只有短短几十年的历 4煮忠才，时家明，许波.用于目标隐身的等离子体参数的选几电子 史，却发挥着越来越广泛、越来越重要的作用。等 对抗技术，2004(3)：3942 子体隐身技术作为新概念的飞行武器防御系统，目前 匀孙宗样.等离子体锦身技木0.田防科技参考，200(2)：6467 于仁光.等离子体技术及其在稳身领域的应用八航天电子对抗，200 在理论和试验上已经获得成功，如果在工程上研制成 (115-59 功，将对未来战争产生革命性的影响。 团方绍强，赵尚型，等.飞行器等离子体隐身技术现代励御技术，200 由于等离子休隐身的特占，它可以不涉及飞行器 4)：3235 本身的空气动力系统，在不影响被保护飞行器技术性 孙样，等离子体2身技术国防科技泰考，20(2)：6467 能的同时，能够降低飞行器的被发现概率，而且价格 冈水限等高子体身及其用于飞机的可能性)空军工程大学学 相当便宜，能够广泛用于各类作战飞机、导弹弹头利 卫星的隐身。随着等离子体隐身技术的发展，作为末 ,发开、等离子体身技术探光电技术应用。 来隐身技术发展的一个新的突破方向，必将成为世界 各军事强国竞相研究和发展的重点 对未来的高技术 孙宗样高子体隐身技术的发展乳状与关装技知瓷力学实绘与 战争、导弹突防技术和导弹、 飞机等武器系统的发展 刘春生.军事等离子体技和 00(3)55.58. 和作战模式产生巨大而深远的影响。 参老文献 14文风.法国探家等离子院身技)航空维修与工程，205(2)：4849， 莫锦军。刘少城囊乃昌.等离子体隐身机要研究代达， 1忠才.飞行器的等离子体隐身应用.航天电子对抗，204(5) /s1011 444 易，梁新字，等浅该等离子体身技术在武器装备上的应用火 1161 August H.Energy abso roduced plasma [P h与指据拉制.0066)，4长47 Usp3713157 (上接第21页) 1271 Modest M F.Radiative heat transfer [ML 2nd ed.San Diego.Academic [光。个格营。发动机气喷流红外架射场的数值榄北察航 Press 2003 28张小英，朱定强.黎国氢因体火箭羽流中A以O:粒子的幅射特性川 火簧发动 喷焰红外辐射特性 周体火篇技求2006.2941247.250. 1291 Rothman L S.Jacquemant D.Barbe A.et al The HITRAN 2004 [图丰松江，聂万胜，解庆粉等。燃烧室内燃烧模型对尾给流场及其射 databascUL Journal of Ouar 的影：m火进200612216.10 &Radiat山ive Transfer.200596(2y:139.204. Feng S.Nie W.Xie Q.ct al of flow field and 3D1谈和平，夏新林。刘林华等.红外辐射特性与传输的数值计算M略 radiation of an aluminized solid-n 不滨：哈尔滨工业大学出辰社，2006 plume[Rl.A1AA-2007-4415.2007 [31]Waston G H,Lee A L.Thermal radiation model for solid rocket booster 网表金波.董士至，谈和平圆体火箭发动机尾喷始红外特性数值模 plumes [J].Journal of Spacecraft Rockets,1977,14(11)641-647 规J1.红外与毫米被学报2003.2241246250 32 rwell K E.Jackson Jr,Poslajko F.Compans n of theoretical an 21典士伟，张小英，朱定强等用V1法计算固体火箭羽流的红外特 radiation in a rocke 性卫U.宁航学报2005.266793-797 77-736,97 22董士奎，于建国，李东解等.贴体坐标系下离散坐标法计算尾喷焰辐 33) lieu M R,Alfrend K T.Jerardi T.Launch detection satellite syster 射特性几.上寿理工大学学报，200325(2)：159.162 ng error anlysis[]Journal of Spaceerant Rockets,1998. 23)张小英.朱定强，黎国飘.因体火箭羽流红外特性的DOM法模拟及高 544 度影利研究小.宇航学，2007,28断3：702-706 V.D nusing the P叫帅水，董士，该和平、数值拟项焰27微米红外辐射特性航空 402-40 B5) 进剂特征信号的红外热像检测 2 ,导弹尾喷焰红外辐射特性有限元法研究 乾备指挥技术学院学拟，2007,18372-7 的张小，李春迎，王宏等，R光诰遥测网休火箭发动机推剂 徐尚荣，卡南华，红外辐射与制导M北京：国防工业出板社 时广西师范大学学报自然科学板，2003,21(2205-207 19971-17 B7张劲民。衰华。刘俊峰.图体推进剂红外铝射强度测试技术周体 火技术2004.272161-164 1994-2014 China Academie Journal Electronic Publishing House.All rights served www.cnki.ne
第 5 期 韦萍兰等 等离子体隐身技术的发展现状 25 6 结束语 等离子体技术的发展虽然只有短短几十年的历 史，却发挥着越来越广泛、越来越重要的作用。等离 子体隐身技术作为新概念的飞行武器防御系统，目前 在理论和试验上已经获得成功，如果在工程上研制成 功，将对未来战争产生革命性的影响。 由于等离子体隐身的特点，它可以不涉及飞行器 本身的空气动力系统，在不影响被保护飞行器技术性 能的同时，能够降低飞行器的被发现概率，而且价格 相当便宜，能够广泛用于各类作战飞机、导弹弹头和 卫星的隐身。随着等离子体隐身技术的发展，作为未 来隐身技术发展的一个新的突破方向，必将成为世界 各军事强国竞相研究和发展的重点，对未来的高技术 战争、导弹突防技术和导弹、飞机等武器系统的发展 和作战模式产生巨大而深远的影响。 参 考 文 献 [1] 莫锦军，刘少斌，袁乃昌. 等离子体隐身机理研究[J]. 现代雷达，2002 （5）：9-12. [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. [4] 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. [5] 孙宗祥. 等离子体隐身技术[J]. 国防科技参考，2000（2）：64-67. [6] 于仁光. 等离子体技术及其在隐身领域的应用[J]. 航天电子对抗，2004 （1）：55-59. [7] 方绍强，赵尚弘，等. 飞行器等离子体隐身技术[J]. 现代防御技术，2005 （4）：32-35. [8] 孙宗祥. 等离子体隐身技术[J]. 国防科技参考，2000（2）：64-67. [9] 凌永顺. 等离子体隐身及其用于飞机的可能性[J]. 空军工程大学学报 （自然科学版），2000（6）：1-3. [10] 耿方志，项春望，邓发升. 等离子体隐身技术探讨[J]. 光电技术应用， 2005（4）18-21. [11] 孙宗祥. 离子体隐身技术的发展现状与关键技术[J]. 流体力学实验与 测量，2000，14（2）：115-116. [12] 刘春生. 军事等离子体技术[J]. 航天电子对抗，2000（3）：55-58. [13] 高虹霓，曹泽阳. 21 世纪隐身新途径——等离子体隐身技术[J]. 飞航 导弹，2002（1）：54-55. [14] 文风. 法国探索等离子隐身技术[J]. 航空维修与工程，2005（2）：48-49. [15] 袁忠才. 飞行器的等离子体隐身应用[J]. 航天电子对抗，2004（5）： 42-44. [16] August H. Energy absorption by a radioisotope produced plasma [P]. USP3713157 （上接第 21 页） [16] 詹光, 李椿萱. 发动机燃气喷流红外辐射场的数值模拟[J]. 北京航空 航天大学学报, 2005, 31(8):829-833. [17] 聂万胜, 杨军辉, 何浩波等. 液体火箭发动机尾喷焰红外辐射特性[J]. 国防科技大学学报, 2005,27(5):91-94. [18] 丰松江, 聂万胜, 解庆纷等. 燃烧室内燃烧模型对尾焰流场及其辐射 的影响[J]. 火箭推进, 2006, 32(2):6-10. [19] Feng S, Nie W, Xie Q, et al. Numerical simulation of flow field and radiation of an aluminized solid-propellant rocket multiphase exhaust plume[R]. AIAA-2007-4415, 2007. [20] 郝金波, 董士奎, 谈和平. 固体火箭发动机尾喷焰红外特性数值模 拟[J]. 红外与毫米波学报, 2003, 22(4):246-250. [21] 樊士伟, 张小英, 朱定强等. 用 FVM 法计算固体火箭羽流的红外特 性[J]. 宇航学报, 2005, 26(6):793-797. [22] 董士奎, 于建国, 李东辉等. 贴体坐标系下离散坐标法计算尾喷焰辐 射特性[J]. 上海理工大学学报, 2003, 25(2):159-162. [23] 张小英, 朱定强, 蔡国飙. 固体火箭羽流红外特性的 DOM 法模拟及高 度影响研究[J]. 宇航学报, 2007, 28(3):702-706. [24] 帅永, 董士奎, 谈和平. 数值模拟喷焰 2.7 微米红外辐射特性[J]. 航空 学报, 2005, 26(4):402-405. [25] 齐宏, 阮立明, 菅立川等. 导弹尾喷焰红外辐射特性有限元法研究[J]. 装备指挥技术学院学报, 2007, 18(3):72-76. [26] 徐南荣, 卞南华. 红外辐射与制导[M]. 北京: 国防工业出版社, 1997:1-171. [27] Modest M F. Radiative heat transfer [M]. 2nd ed., San Diego, Academic Press, 2003. [28] 张小英, 朱定强, 蔡国飙. 固体火箭羽流中 Al2O3 粒子的辐射特性[J]. 固体火箭技术, 2006, 29(4):247-250. [29] Rothman L S, Jacquemart D, Barbe A, et al. The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database[J]. Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 2005, 96(2):139-204. [30] 谈和平, 夏新林, 刘林华等. 红外辐射特性与传输的数值计算[M].哈 尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2006. [31] Waston G H, Lee A L. Thermal radiation model for solid rocket booster plumes [J]. Journal of Spacecraft & Rockets, 1977, 14(11):641-647. [32] Harwell K E, Jackson Jr, Poslajko F. Comparison of theoretical and experimental spatial distribution of infrared radiation in a rocket exhaust[R]. AIAA-77-736, 1977. [33] Beaulieu M R, Alfriend K T, Jerardi T. Launch detection satellite system engineering error analysis[J]. Journal of Spacecraft & Rockets, 1998, 35(4):487-495. [34] Karabadzak G F, Teslenko V, Drakes J A, et al. Experimentation using the Mir Station as a space laboratory[R].AIAA-1998-288, 1998. [35] 袁宗汉, 孙美, 刘桂生等. 固体推进剂特征信号的红外热像检测[J]. 激光与红外, 1996, 26(2):121, 124. [36] 张小玲, 李春迎, 王宏等. FTIR 光谱遥测固体火箭发动机推进剂燃烧 辐射能[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2003, 21(2):205-207. [37] 张劲民, 袁华, 刘俊峰. 固体推进剂红外辐射强度测试技术[J]. 固体 火箭技术, 2004, 27(2):161-164