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[机械制造与设计] 拿下隐身测试 让雷达再无“战绩”

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zj2635 发表于 2018-5-30 07:22:25 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
拿下隐身测试 让雷达再无“战绩”
网曝歼-20新图引关注
英国FOAS(未来进攻航空系统)隐身战机进行RCS测试
图① 导弹雷达对隐形与普通战机发现距离的范围图。图② 歼-20战机RCS仿真测试结果。图③④ F-15在满外挂情况下进行RCS测试。
       本报记者 张 强
       近日,一张歼-20被放置在高大支架上的图片引起了军迷关注。有专家分析这是在对歼-20的雷达散射截面积(RCS)进行测试。与此同时,还有一则新闻也在持续发酵。有网络媒体报道称,“中国首次公开掌握战斗机隐身测试一关键核心技术:RCS测试”。
       那么,到底什么是RCS测试?它对隐形战机的研制有哪些推动作用?其又为何被称为战机隐身测试的核心技术?
       RCS是衡量战机隐身性能的重要指标
       RCS是雷达隐身技术中最关键的概念,它表征了目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量。通俗地说,RCS就是雷达能看见的面积大小。
       “雷达应用于军事后,雷达的散射截面积成为其中一个最重要、最基本的参数。”瞭望智库特约研究员易芳介绍,20世纪五六十年代为识别洲际导弹真假弹头,八十年代由于飞行器的隐身与反隐身技术需要,使RCS的研究出现两次高潮。此后,鉴于RCS的重要价值和意义,过渡到应用RCS技术进行测试试验,用来设计和改进武器装备,提高隐身性能,以应对雷达侦察、监视、跟踪与目标识别。
       易芳指出:“目前军事强国已经将RCS作为衡量军舰、飞机、导弹等装备隐身性能的重要指标。因此,RCS技术一方面被广泛运用于此类装备的设计、研究和制造,整机RCS测试成为鉴定隐身装备是否合格的最后一道程序;另一方面,通过RCS的技术融合,实现对目标运动姿态判别、目标结构和尺寸评估、目标类别的识别,以及区分目标真假,甚至还可以利用RCS测量结果合成目标图像。”
       通常情况下,雷达目标材料的电性能和吸波性能、目标的几何外形、目标被雷达波照射的方位、入射波的波长等因素都会对目标的RCS产生影响。比如,飞机、导弹的头部方向RCS最小,而两侧和尾部RCS较大。再比如,“战斧”巡航导弹的RCS小于0.1平方米,仅仅相当于一只鸟。
       2014年的一篇报道指出,俄罗斯苏霍伊设计局的设计人员成功地将T-50隐身战斗机(即苏-57)的雷达反射截面积降至最低仅0.1平方米。为了有效降低T-50的RCS,设计人员采用了特殊的机体外形设计方案,完全内置的武器舱和S型进气道布局。此外,在其进气道表面还覆盖有一层能够吸收雷达波的特殊材料。同时,T-50机体各组成部分之间的空隙中还填充有导电密封胶,以消除接口处的电磁波辐射。其座舱采用金属镀膜处理,能够有效反射雷达波。
       RCS越小,战机隐身能力越强
       对于一款战机来说,RCS越大,证明隐身能力越差;RCS越小,表示隐身能力越好。对具备高隐身能力的五代战机来说,在投入使用之前对RCS进行准确测量就显得尤为必要。
       我国沈飞飞机整机RCS测试项目近期就已经验证了飞机整机RCS测试环境,能够满足隐身飞机研制阶段和出厂验收阶段的工作需求,形成了内场、外场测试系统的配套布局,这将大大提高多种项目的研制能力。隐身装备设计复杂,表面工艺要求高。生产过程控制的各种离散性、服役使用和维护后装备表面出现的状态变化都可能对其隐身性能产生致命影响。而隐身测试评估是实现装备隐身性能不可缺少的重要环节,涉及从方案设计验证、研制方案筛选、部件和整机隐身效果评估到使用维护检定等全生命周期,可以较好地验证隐身性能的有效性,尽早发现可能存在的问题。
       “唯有采用RCS测试这个‘试金石’,才能全面可靠的掌握战机等装备隐身能力,这对飞机的设计制造至关重要。这也是该团队备受各界关注的原因之一。”易芳说。
       “因此,我国取得RCS技术突破,掌握隐身战斗机RCS测试的全套技术,具有里程碑意义。”易芳指出,“一方面,中国有能力依据自身的标准设计和制造战机、战舰和导弹等武器装备;另一方面,中国有能力对一些国家的隐身装备进行技术测量,破解其他国家战机、战舰、导弹等武器的隐身奥秘。未来将极大提高我国的综合作战水平,包括防空反导能力。”
       隐身及反隐身机理间的博弈
       美国、俄罗斯以及欧洲等军事强国为促进装备隐身技术发展,建立了强大的隐身技术研究与试验体系,全面支撑了隐身装备研制发展。同时建立了雷达目标散射特性测试场,用于飞行器隐身性能测试评估。
       人们以往对已服役的隐身飞机的维修及性能评定缺乏便利、有效的检测手段。为此,美国空军专门在赖特·帕特森空军基地研制了通用低可观察性验证系统,通过对飞行器的RCS测试诊断成像,可以发现几英寸范围内的隐身缺陷。而这种方法,被用于隐身飞机维修质量的认证,而不必再进行飞行试验。
       易芳介绍,目前仅美国、俄罗斯、中国等极少数军事强国掌握了这一顶尖技术,而其先进的战机都要经过RCS测试。21世纪初,美国洛克希德·马丁公司建立了F-22的RCS近场测试场。2008年,美国洛克希德·马丁公司投入使用专门的验收测试设备,负责验证F-35战机的隐身性能。未经改进的该设备每4天能测试1架F-35,改进之后缩短到1天测试1架,这也是F-35生产进入快车道的原因。
       “隐身和反隐身技术是一种矛和盾的关系。这对矛和盾的关系,在于隐身机理和反隐身机理之间的博弈,不同的RCS技术测量机理对隐身性能测试有不同的效果。”易芳指出,“所以,RCS测试一方面就是利用自身技术改进战机隐身性能,另一方面就是要针对对方的RCS测量机理进行改进,当然对方的RCS测量机理一般也是密级很高的军事机密。”

来源:科技日报    2018年05月30日 星期三
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