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发信人: dxmxqe (在等待●李登辉同志永垂不朽), 信区: Aero
标  题: 隐身巡航导弹的发展及主要隐身技术分析(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年12月02日20:40:25 星期二), 站内信件

【 以下文字转载自 Green 讨论区 】
【 原文由 pippen 所发表 】
 曲 东 才 

　　自第二次世界大战初期开始对隐身技术探索至今，隐身技术已走过了探索研究(60年
代以前）、全面发展（60～70年代）和技术应用（80年代至今）三个主要发展阶段。特
别是进入20世纪90年代后，隐身兵器几乎应用到所有的陆、海、空三军武器装备中，出
现了隐身车辆/坦克/装甲车、隐身舰艇（如美制海影号试验艇、法制拉菲耶特级轻型护
卫舰、以色列萨尔5级轻型护卫舰，英制海魂号护卫舰、瑞典的斯米盖试验艇和YS2000轻
型护卫舰等）和隐身飞机/导弹/鱼雷（如F-117A、B-2等隐身飞机，美国的战斧Block Ⅳ
巡航导弹、AGM-129A先进巡航导弹、法国的多用途巡航导弹、英国的飙影巡航导弹、日
本的ASM-2反舰导弹等）等各种隐身兵器。尤其是在1991年爆发的海湾战争中，首次用于
实战的F-117A隐身战斗机，在整个战争中仅出动了2％的架次，却攻击了伊拉克40％的战
略目标，且无一伤亡，其出色表现再一次引起了人们对研究隐身技术的极大热情。
　　可以说隐身技术是当今陆、海、空、天、电磁五位一体的立体化战争中最重要、最
有效的突防战术技术措施之一。作为高技术武器的巡航导弹如果再应用隐身技术，其突
防性能将得到极大的提高，同时大大增加对方的拦截难度，从而取得显著的军事和经济
效益。
　　隐身巡航导弹的发展及其对未来战争产生的深刻影响
　　1.隐身巡航导弹的发展
　　美国在隐身技术研制领域处于世界领先地位，因此美国隐身导弹的发展更有代表性
。
　　在60年代以前，主要是探索隐身技术，并将初步研究成果应用在SR-71、U-2等高空
侦察机上进行验证试验。如SR-71曙光高空侦察机的气动外型就采用了雷达隐身技术，主
要措施为采用倾斜式双垂尾、翼身融合体外型、机体涂黑色涂料以及在机身边条和机翼
的前后沿采用塑料蜂窝结构材料。我们所熟悉的U-2高空侦察机则采用了挡板来改变红外
辐射方向，这是红外隐身的雏形。
　　在60～70年代隐身技术的全面发展时期，美国对该技术进行了有计划、有步骤的试
验与研究工作，基本上完成了隐身技术的基础研究和先期开发工作。如加强对电磁散射
机理和雷达截面（RCS）预估等方面的基础研究；加大对雷达吸波材料的研究力度；建设
大型试验外场、微波暗室用于测试复杂形体目标；开展对目标红外辐射特征的基础研究
等。美国国防高级研究项目局（DARPA）在1975年正式将隐身技术列为开发性预研计划，
以便加大开发力度。70年代末开始采用系统工程的方法进行隐身技术综合应用研究，隐
身技术相关学科的综合研究受到重视，缩短了将先进技术转化为先进武器的周期。在这
一时期，美国空军进行了巡航导弹先进气动外形和低目标特征外形方案研究以及隐身技
术与其它技术的综合应用研究。
　　从80年代至今，为了增加武器系统的突防能力，美国开始在新设计的各种武器系统
上广泛采用隐身技术，并将目标特征控制（隐身技术)列入22项关键技术中。在先进巡航
导弹（ACM）计划中，将隐身技术列为武器系统战术技术要求的重要组成部分。之后，美
国空军和海军分别对隐身巡航导弹进行了研制，空军主要采用特殊赋形隐身技术来设计
ACM，以便减小RCS值。DARPA对ACM进行了一系列突防评估，以便确保低速ACM的突防率和
命中率。后来由于美苏中导条约的签署，美国空军、海军和DARPA不再单独开展各自的计
划，而是三方联合发展远程常规巡航导弹（LRCCM）。这种导弹采用隐身技术和先进材料
及涡扇发动机。在90年代，美国对AGM-129A/B巡航导弹、战斧Block Ⅳ巡航导弹等进行
了隐身设计。隐身技术的采用将使AGM-129A/B巡航导弹及战斧Ⅳ巡航导弹的RCS值从0.0
5～0.1m2减小到0.005～0.01m2。
　　除了美国之外，俄罗斯在X-65C3等反舰导弹上首先采用隐身技术；日本也开发出了
ASM-2隐身反舰导弹；英国研制了飙影、海鹰隐身巡航导弹；法国研制出了高性能的强盗
以及后继型强盗-C型多用途隐身巡航导弹；德国与法、瑞、韩等国合作研制强盗、独眼
巨人等隐身巡航导弹等。
　　2.对未来战争产生的影响
　　巡航导弹在过去的几次高技术局部战争中的重要作用已清晰可见，但由于速度低、
机动性较差、进袭路线相对固定，因此其突防性能受到一定制约。如果巡航导弹采用隐
身技术，则可明显改善这一不利状态，大大提高突防性能，这将对未来战争产生深刻影
响。
　　(1）采用隐身技术后，将使巡航导弹的RCS显著减小
　　通过特殊赋形技术、雷达吸波材料和结构材料以及红外隐身等各种隐身技术的综合
应用，将使巡航导弹RCS显著减小。
　　(2）采用隐身技术后，巡航导弹突防能力得以提高，守方的防御难度增大
　　由于被探测概率下降，因此巡航导弹突防能力得到提高，使反导武器系统拦截巡航
导弹的时间大大减少。如导弹的RCS从0.1m2降到0.001m2，则可将对方的探测器捕获和跟
踪目标的距离与反导武器系统拦截目标的反应时间都缩短80%以上。
　　(3）采用隐身技术后，巡航导弹进攻效费比大大提高
　　由于巡航导弹突防能力的提高，在增加了守方的防御难度的同时促使守方必须增加
防御成本。据报道，为了防御隐身巡航导弹，保卫单个目标的防御费用将提高2.25倍，
保卫大城市将增加4.8 倍。
　　(4) 隐身技术可显著提高电子战作战效能
　　巡航导弹采用隐身技术后，不仅使导弹的RCS大大降低，而且使电子战效能得到提高
。如降低10dB，则敌方雷达探测距离就降低到原来的56％，面搜索能力降低到原来的32
％，体搜索能力降低到原来的18％，同时使敌方雷达的烧穿距离减小68％，或在敌方雷
达烧穿距离一定时我方电子干扰机的功率只需原来的1/10即可，因此电子干扰机的体积
可大大减小，而我方的电子战能力大大提高。
　　由此可见，隐身技术所带来的影响绝不限于导弹本身，它将打破现有的攻防平衡，
对未来战争产生重要影响。
　　隐身巡航导弹采用的主要隐身技术分析
　　隐身技术是指通过对目标特征的有效控制，使其处在一定的遥感探测环境中能降低
目标的可探测性，在一定范围内难以被发现的技术。从广义上讲，隐身技术包括雷达隐
身、红外隐身、可见光隐身及声波隐身技术等，当前重点发展的是雷达隐身以及红外隐
身技术，特别是雷达隐身技术，这也是狭义上的隐身技术。本文主要对导弹采用的雷达
隐身技术和红外隐身技术加以分析。
 　　1.雷达隐身技术
　　雷达隐身技术是通过减弱、抑制、吸收、偏转目标的雷达回波强度，降低其RCS值，
使其在一定范围内难以被敌方雷达识别和发现的技术。雷达隐身技术又可分为电磁对消
技术、目标外表的特殊赋形技术及隐身复合材料技术。电磁对消技术在国外已有较长时
间的理论研究，但到目前鲜见实际应用的报道，后两种技术主要是要减小目标的RCS技术
。
　　(1)目标外表的特殊赋形技术
　　当雷达波照射到巡航导弹上时，将形成反射波。反射波强度与多种因素有关，如雷
达入射波的方向、巡航导弹外形等，因此在满足基本战术技术要求的情况下，要综合设
计巡航导弹的气动布局和外形。分析和试验表明，降低RCS 值的非常实用的外形设计准
则主要包括：①消除产生角反射器效应的外形组合，如采用翼身融合体、内倾或外倾式
单、双垂尾设计等；②机/弹体外形采用组合的三维曲度和不断改变的曲率半径，避免长
而恒定的曲线，以避免仰视和俯视雷达回波；③进气道采用S形、内倾式或背负式等，合
理安排进气/排气口，以减弱回波强度；④飞行器翼面设计应合理调整其后掠角、展弦比
、根梢比等参数，以减少散射源和用边缘衍射代替镜面反射；⑤用某一部件对另一部件
进行遮挡，减少机体突出物，尽可能去掉机/弹上外挂物或设计成可收入机内的吊架、雷
达天线、风速管等，采用保形设计；⑥尽量缩小机体尺寸。 通过以上外形设计，可将R
CS值大大降低。据报道，在空气动力学、动力装置没有重大突破的前提下，可将 RCS值
减少75%～90%；在上述两方面有重大突破后，可将RCS值减少90%～99%；如再提高隐身能
力则需将外形技术、机载天线技术与材料技术结合起来，RCS值可减少99%～99.9%或更高
。 如美国的战斧BlockⅣ、AGM-129A、法国的强盗-C型巡航导弹均采用以上多项隐身技
术。
　　(2）隐身复合材料技术
　　隐身复合材料技术主要指雷达吸波材料、透波材料与导电材料的应用技术。它利用
隐身(吸波)复合材料的特殊电磁特性，将入射的电磁波能量转化成热能而耗损掉，以缩
减飞行器某些关键部位的雷达回波强度。它是重要的隐身措施之一。
　　隐身复合材料包括涂敷性吸波材料、结构型复合吸波材料及有源吸波材料等。吸波
材料的机理是使入射电磁波能量在分子水平上产生振荡，转化为热能，有效地衰减雷达
回波强度。按吸收机理不同，可分为吸收型、谐振型和衰减型三大类。
　　1）涂敷性吸波材料
　　涂敷性吸波材料是用于涂在机体表面的一种吸收雷达波的涂料。80年代广泛应用的
吸波涂料是各种铁氧体吸波材料，如用于厘米波段的锤-镐铁氧体，用于毫米波段的镍-
锌铁氧体，加宽频带的有锤-锌铁氧体。F-1l7A、B-2、F-22隐身飞机主要采用了铁氧体
吸波涂层。1987年美国还研制出一种非铁氧体基吸波材料，它是由多种视黄基席夫碱盐
组成的含双键的聚合物，其吸波性能良好，重量仅为铁氧体的1/10，对雷达波的衰减可
达80%以上。美国研制出的另一种新型“铁球状”吸波涂层，其特点是价格便宜，涂敷方
便，可耐5000℃高温。此外，国外还正在研制含有放射性同位素的涂料和半导体涂料，
其特点是吸收频带宽，反射衰减率高，使用寿命长，能较好地满足超音速飞行的气动要
求。
　　2）结构型吸波材料
　　结构型吸波材料是一种既可作承力部件，又具有优良的电磁波吸收性能的复合材料
。目前国外研制的大致有吸收剂散布型、层板型和夹心结构型三种。吸收剂散布型是由
热塑性PEEK、PPS等树脂纺成单丝和复丝分别和碳纤维、玻璃纤维等特殊纤维按一定比例
交替混杂成纱束，再将其编织成织物与同类树脂制成复合材料(F-117的V形垂尾、F-22的
机身和机翼蒙皮采用了此吸波材料)。层板型是将复合材料制成多层结构，最外层为透波
材料，中间层为电磁损耗层，最内层则由具有反射雷达波性能的材料构成。夹心结构型
是用透波性良好且强度高的复合材料作面板，以蜂窝结构、波纹结构或锥形结构作芯子
，再用石墨、磁粉、泡沫吸收材料填充而制成的复合材料。由于夹心结构型复合材料重
量轻、比刚度、比强度高，易做成复杂曲线结构，因此该型复合材料在隐身飞机上已得
到广泛应用。例如A-12、F-19、B-lB、B-2、YF-23等飞机上均不同程度地采用了该种材
料，其中B－lB飞机上运用的该种材料竟占整个结构材料的30%。
　　3）其它新型隐身材料
　　目前，国外还在不断研究新的吸波材料，如具有螺旋结构、旋光性结构并利用其旋
光色散特性吸收电磁波能量的手性聚合材料；具有极好吸波特性的纳米隐身材料；具有
轻质宽频带特性的导电高聚物材料；靠涡流损耗和磁滞损耗来降低电磁波辐射的多晶铁
纤维吸收材料；可具有感知功能、信号处理功能、自我指令并对信号作出最佳响应的新
型智能型隐身材料等。总之，在不久的将来，新型吸波材料及其相关技术可能会有新的
突破。
　　(3）电磁对消技术
　　由于飞行器反射由雷达发射到飞行器上的电磁波，因此雷达会发现该飞行器。那么
人们自然会想到，如果利用电磁对消技术，使飞行器等效为一个无反射体，那么飞行器
就不会被雷达发现了，这便实现了雷达隐身。
　　实现电磁对消可采用无源对消技术，即阻抗（或电抗）加载技术以及有源对消技术
，或称有源加载技术。
　　无源对消技术就是在目标表面引进另一个回波源，例如在表面开槽或开孔，通过合
理设计，使其散射场和原散射场相抵消。这种方法的优点是不破坏原有外形，不增加自
重，结构简单，制造容易，经济性好等，但这种方法只对简单形体容易实现，而对有众
多散射中心的复杂目标，实现起来比较困难。此外无源对消技术不可能覆盖所有频率。

　　有源对消技术是建立在逆反射基础上的，目标必须能预知本身的电磁散射特性，然
后发射一幅度与之相等、相位与之相反的电磁波，使之与目标本身的散射场相对消。要
实现对消就要对目标本身成像，这就要求设计出一套先进的系统，该系统应具有多种功
能，响应速度快，以便调整本机信号源的幅度和相位。显然，有源对消只能作为一种希
望得到的方法，待将来时机成熟时再予以考虑。
　　2.红外隐身技术
　　红外隐身主要是抑制武器系统在敌方红外探测系统方向上的红外辐射强度。红外辐
射源主要来自发动机本身的热辐射、尾喷管喷出的高温尾焰、武器系统表面气动加热、
对环境辐射的反射等。对于巡航导弹来讲，主要的红外辐射源为发动机的喷口和尾焰，
其次是蒙皮辐射和尾后羽状废气气柱的红外辐射等，如战斧系列海射型巡航导弹BGM-10
9A/C/D/E/F、Block 3、Block 4采用 F-107-WR-103/400涡扇发动机和MK106-0固体火箭
助推器，其涡轮进口温度为2033℃，喷管排气温度为315℃，燃气温度为3200℃。尾焰是
指发动机喷管喷出的炽热火球，其大小、辐射强度与巡航导弹发动机推力、燃料种类、
导弹飞行距离、飞行高度、飞行速度等参数有关，射程在600～1000km的巡航导弹，其尾
焰长度在20m以上，在真空时其红外尾焰可达到300m以上，而洲际导弹的红外尾焰在真空
时可达900m以上。巡航导弹蒙皮的温度随导弹速度的增加而呈指数规律上升，而红外辐
射能量与温度成4次方的关系，因此其红外辐射强度将急剧增加。因此应将改进发动机结
构形式、降低尾焰温度及其空间分布作为实现红外隐身的重点。
　　抑制这些红外辐射的技术主要包括：①选用涡扇发动机，降低发动机及其尾焰的辐
射强度。②采用合理的外形技术；在采用低辐射发动机的同时，改变发动机及其喷管的
外形结构，利用兼顾低辐射与动力要求的外形，来大大抑制其红外辐射程度。③运用材
料技术降低红外辐射。在燃油中掺入添加剂，在喷焰中加入吸收剂和冷却剂，一方面改
变红外辐射频段，另一方面通过尾气与大气的迅速混合及冷却剂的作用，达到快速降温
和降低辐射强度的目的。④采用喷涂吸收红外及使用隔热泡沫塑料等材料来降低红外辐
射。在高速飞行器表面喷涂吸收红外的迷彩和使用隔热泡沫塑料以及中远红外伪装涂层
，可以大大降低高速飞行器的红外辐射强度。⑤采用陶瓷复合材料制造喷管，并将喷管
安放在弹体上方，遮挡向前下方的红外辐射，并在弹尾安装红外挡板。⑥采用二元喷管
，降低排气红外辐射。⑦采用波瓣混合喷管，降低排气温度，改善温度分布。⑧采用红
外干扰技术。⑨对于弹道导弹，再入段气动加热是其红外隐身的重点。因为弹道导弹再
入大气层时，因剧烈气动加热、头部烧蚀及周围空气电离而形成的电离层尾迹能产生很
强的电磁辐射。为减小辐射，提高导弹突防能力，美、俄等国都研制了采用添加易电离
材料的推进剂的小型固体火箭发动机，通过控制推进剂配方，使发动机喷焰产生的电离
尾迹的电磁辐射强度与真弹头的相近，以保护真弹头突防。另据报道，美国在核弹头上
还采用了球形隐身罩和灰体涂层，使弹头在中段和再入段具有多种隐身功能。
　　3.等离子体隐身技术
　　所谓等离子体是指当任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后（如对气体施加
高能粒子轰击、激光照射、气体放电、热致电离等方法），部分原子中电子吸收的能量
超过原子电离能后脱离原子核的束缚而成为自由电子，同时原子因失去电子而成为带正
电的离子，这样原中性气体因电离将转变成由大量自由电子、正电离子和部分中性原子
组成的与原气体具有不同性质的新气体，且在整体上仍表现为近似中性的电离气体。这
种气体又被称为物质的第四态或等离子态。任何物质只要加热到足够高的温度，均能电
离而成为等离子体。
　　等离子体在整体上呈电中性，但具有很好的导电性。等离子体的重要指标是其频率
特性。如普通气体中有0.1%的气体被电离，这种气体就具有了很好的等离子体性质，如
果电离气体增加到1%，这样的等离子体便成为导电率很大的理想导电体。
　　等离子体隐身技术与美国研究的“降低识别特征”的常规隐身技术完全不同。这种
隐身技术不需要改变飞行器的外形结构便可大幅度降低飞行器的RCS值，使被发现的概率
几乎为0。其隐身的基本原理是：利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在飞行器
表面形成一层等离子云，控制等离子体的能量、电离度、震荡频率等特征参数，使照射
到等离子体云上的雷达波在遇到等离子体的带电离子后，两者发生相互作用，电磁波的
一部分能量传给带电粒子，被带电粒子吸收，而自身能量逐渐衰减，另一部分电磁波受
一系列物理作用的影响而绕过等离子体或产生折射改变传播方向，因而返回到雷达接收
机的能量很小，使雷达难以探测，以便达到隐身目的。等离子体还能通过改变反射信号
的频率，使敌雷达测出错误的飞行器位置和速度数据以实现隐身。弹道导弹可采用等离
子体包进行隐身，即在弹头外包一个密封的气包，气包内充满等离子体。还可以在弹道
导弹的弹头和飞机关键部位采用等离子体涂料隐身。
　　等离子体隐身技术研究始于20世纪60年代，目前俄罗斯处于世界领先水平。俄罗斯
在20世纪80年代初就重点对高空超音速飞行器采用等离子体隐身技术进行了实验，现在
俄罗斯克尔德什研究中心已开发研制出第二代等离子体隐身产品。其第一代等离子体隐
身技术产品是厚度为0.5～0.7mm、电压几千伏、电流零点几毫安的等离子发生片。该发
生片可贴在飞行器的强散射部位，以减弱电磁波，改变信号长度。其第二代等离子体隐
身技术产品为等离子体发生器，在等离子发生器里加入了易电离的气体。它除具备第一
代隐身系统的功能外，还能向敌人发出假信号，使敌人判断错误。这两代等离子体隐身
技术产品已进行了成功实验，并获准出口。目前俄罗斯正在研制第三代等离子体隐身系
统。据预测，该隐身系统可能利用飞行器周围的静电能量来减小飞行器的截面积。此外
值得一提的是等离子体隐身技术的研制和装备费用都十分低廉，这对于降低研制和装备
费用是十分有利的。



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