正文 第16章 現代水麵艦艇的隱身技術(1 / 3)

與水下航行的潛艇不同,水麵艦艇完全暴露在雷達、紅外探測儀、聲納、磁探儀等各種探測設備的作用下。由於它無法完全消除的目標特征,如:雷達反射、紅外輻射、空氣和水下輻射噪聲、可見光特性和磁特性、自身電磁輻射特性等,水麵艦艇被各種偵測設備發現的概率,以及被各種精確製導武器跟蹤和命中的概率要比潛艇高得多。

因此,隻有具備隱身性能的水麵艦艇才可能具有更強的生存能力和更有效的作戰能力。隱身性已成為海軍水麵艦艇關鍵性能參數之一。它不僅改變了傳統的水麵艦艇設計方法,也改變了海軍的作戰方法。

20世紀80年代以來,各先進海軍國家紛紛在研究水麵艦艇隱身技術,提高艦艇生存能力和有效作戰能力方麵做了很大的投入,提出了形形色色的水麵艦艇隱身概念並轉化為實用技術。

水麵艦艇的目標暴露特征

雷達截麵積(RCS)

RCS是物體散射雷達射頻能量的一種度量,一般用麵積平方米(m2)表示。由於RCS的變化範圍很寬,所以對數表達式也是一種常用的方式,即相對於1m2的分貝數(d Bsm)。它表示為10乘以以10為底的RCSm2數值的對數。如:RCS=100m2,用對數方式表示為+20d Bsm。

RCS的大小反映了目標在特定方向上反射雷達波能量的大小,這一能量概念取決於:雷達發射頻率(一般來說頻率加倍,RCS相當於增加4倍);接收機的極化方式(一般接收機隻測量水平,垂直,螺旋,圓形極化中的一個分量);反射麵的傾斜方向;發射機的極化方式;目標材料對雷達波的吸收率;目標大小和形狀;目標方位和距離。

對於水麵艦艇尤其是大、中型艦艇而言,RCS可以說是一個致命的目標暴露特征。隨著電子技術的發展,雷達的發射功率、照射頻率、作用距離、可探測方位、目標識別率都有了相當大的提高。

特別是現代化艦載機性能的提高,其機載雷達的超視距探測和預警功能以及對導彈的中繼製導能力使得水麵艦艇的遠距離被發現概率和被攻擊概率大為增加。因此,如何減少水麵艦艇的雷達截麵積(RCS)就成為其隱身技術研究的重要環節之一。

紅外輻射能量

水麵艦艇對於熱敏傳感器或紅外探頭來說,是良好的目標,因為海上背景環境相對冷且一致性較好。水麵艦艇的紅外輻射源主要有:排氣煙流;煙囪壁;輔機排氣道;排氣煙道附近的暖流區域;主推進係統熱終端部件;艦艇的機艙區域。

其中艦艇動力係統的排氣口和排出的氣體,處於紅外的中間波段,即3~5微米;艦艇其他較冷部分的熱輻射處於紅外的較長波段,即8~12微米。

一般來說排氣部分將構成艦艇中波段紅外特性的99%,長波段紅外特性的50%。一艘2000噸左右的護衛艦若不采取任何防止紅外輻射措施全速航行,每小時排出熱廢氣約帶出10000千瓦的熱能,而一般紅外製導導彈隻要接收到14×10-9瓦/厘米2的紅外功率,就能有效地命中目標。

特別是現代導彈紅外製導係統具有抗幹擾及被動式自導能力,目標跟蹤,精確攻擊能力大為提高,使水麵艦艇受到嚴重威脅。因而減少艦艇的紅外輻射特征也是提高艦艇生存能力的主要措施。

輻射噪聲

水麵艦艇的輻射噪聲主要是水下噪聲,包括沿著艦體及附體的水動力噪聲,螺旋槳噪聲,各種機械裝置運轉產生的機械噪聲等。由於聲信號可在海洋中遠距離傳播,故水麵艦艇較易被敵方的主、被動聲納探測,或被聲導魚雷信號探測設備鎖定,成為被攻擊目標。

其他信號特征

除上述主要目標暴露特征外,水麵艦艇還有諸如:光學特性,磁場特性,艦艇航行產生的水壓變化,航行尾流,艦艇排放物(廢水,廢氣等)的化學物質等信號特征。在現代高新探測技術不斷湧現的情況下,這些原不引人注目的信號特征,也越來越為人們所重視。

水麵艦艇隱身技術及其發展