陳　鯨　闞　南

現(xiàn)代隱身技術(shù)是在20世紀(jì)50年代末才逐漸形成的高新技術(shù)。它與火箭技術(shù)、原子彈與氫彈技術(shù)并稱為20世紀(jì)三大軍事技術(shù)，是探測技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑。隱身技術(shù)作為提高武器系統(tǒng)生存、突防，尤其是縱深打擊能力的有效手段，已經(jīng)成為集陸、海、空、天、電磁五維一體的立體化現(xiàn)代戰(zhàn)爭中最重要、最有效的突防戰(zhàn)術(shù)技術(shù)手段，并受到世界各國的高度重視。另一方面，隱身技術(shù)的迅速發(fā)展也對(duì)戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)防御系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，迫使人們考慮如何摧毀隱身兵器并研究反隱身技術(shù)。帶著諸多疑問，本刊記者走訪了總參某研究所高級(jí)工程師陳鯨院士。

雷達(dá)隱身為主導(dǎo)

記者(以下簡稱記)：針對(duì)探測技術(shù)而言，隱身武器主要可分為：雷達(dá)隱身武器、紅外隱身武器、聲隱身武器和視頻隱身武器。由于雷達(dá)是當(dāng)前探測目標(biāo)的最可靠手段，因此隱身技術(shù)是以目標(biāo)的雷達(dá)特征信號(hào)控制為重點(diǎn)。雷達(dá)目標(biāo)特征信號(hào)控制技術(shù)的核心是什么?是如何實(shí)現(xiàn)的?

陳鯨院士(以下簡稱陳)：簡單說，核心就是降低雷達(dá)散射截面(RCS)。要想實(shí)現(xiàn)降低RCS，其技術(shù)途徑主要包括外形技術(shù)、雷達(dá)吸波材料技術(shù)(RAM)和等離子體技術(shù)等。

外形隱身技術(shù)難度較大，容易使目標(biāo)的結(jié)構(gòu)性能劣化，而采用隱身材料技術(shù)相對(duì)簡單易行。

記：隱身材料的特點(diǎn)是什么?優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面?

陳：由于隱身涂料具有很多優(yōu)點(diǎn)，如使用方便，適宜現(xiàn)場及在野戰(zhàn)條件下對(duì)武器裝備實(shí)施快速偽裝隱身；對(duì)武器裝備的外形不需作任何的改動(dòng)，對(duì)設(shè)計(jì)不提要求，適宜在現(xiàn)有裝備上推廣使用。還可制成隱身網(wǎng)或隱身罩等，適宜在工事、機(jī)庫、隱蔽所推廣應(yīng)用等。因而隱身涂料在現(xiàn)代隱身技術(shù)中具有廣闊的發(fā)展前景。其中，RAM技術(shù)是隱身涂料的重要組成部分。

RAM按其應(yīng)用形式可分為結(jié)構(gòu)型RAM和涂覆型RAM。結(jié)構(gòu)型RAM通常是將吸收劑分散在特種纖維(如玻璃纖維、石英纖維等)增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料中所形成的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，其典型特點(diǎn)是既具有好的承載能力又可減小目標(biāo)RCS。涂覆型RAM是將吸收劑與粘結(jié)劑混合后涂覆于目標(biāo)表面形成吸波涂層。涂覆型RAM以其涂覆方便靈活、可調(diào)節(jié)、吸收性能好等優(yōu)點(diǎn)而受到世界許多國家的重視，幾乎所有隱身武器系統(tǒng)上都使用了涂覆型RAM。

RAM實(shí)質(zhì)上是一種高分子復(fù)合涂料。它是以高分子溶液或乳液為基料，把吸波劑和其它附加成分分散加入其中而制成，或者高分子溶液(或乳液)本身具有吸波功能。RAM技術(shù)是指利用雷達(dá)吸波材料吸收、衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)換為熱能而耗散掉或使電磁波因干涉而消失的技術(shù)。

記：據(jù)國外資料介紹，新的RAM、新的吸波機(jī)理的研究與開發(fā)日益受到世界各國的高度重視。納米材料，手征性材料，智能材料、多頻譜RAM等新型RAM的研究已在世界范圍內(nèi)得到展開。請(qǐng)您介紹一下這幾種新型RAM的情況?

陳：隨著未來戰(zhàn)場的作戰(zhàn)環(huán)境日趨惡劣和隱身技術(shù)研究的不斷深化拓廣，現(xiàn)代RAM需要從其吸波性能、帶寬特性、重量、環(huán)境適應(yīng)性等方面進(jìn)行改進(jìn)，這方面的研究也已在世界很多國家展開，并已初見成效。

納米材料是指材料組分的特征尺寸處于納米量級(jí)(1～100毫微米)的材料，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、小尺寸和界面效應(yīng)，從而呈現(xiàn)出奇特的電磁、光熱以及化學(xué)等特性，已受到美、德、日本等國的高度重視。

目前，被稱作“超黑色”納米材料的雷達(dá)吸收波率高達(dá)99％。法國最近研制成一種寬頻微波吸收涂層，其厚度約為8毫微米，磁導(dǎo)率的實(shí)部與虛部在0.1～18吉赫茲頻率范圍內(nèi)均大于6，與粘接劑復(fù)合而成的RAM的電阻率大于5歐·厘米，在50兆赫茲～50吉赫茲頻率范圍內(nèi)吸波性能較好。

手征性吸波材料又稱旋波材料，是一種新的電磁吸波材料。電磁波入射到旋波介質(zhì)中產(chǎn)生由于電場變化而引起的電偶極矩，導(dǎo)致電磁波在旋波介質(zhì)中的傳播特性發(fā)生改變，從而改變旋波介質(zhì)的電磁性能及吸波性能。與其它RAM相比，手征性吸波材料具有易調(diào)整參數(shù)及易拓寬頻帶的優(yōu)勢。但由于這種材料的研究尚處于初始階段，還有很多技術(shù)難點(diǎn)有待于突破，因此目前還不能用于實(shí)際中。

智能RAM是一種同時(shí)具備感知功能、信息處理功能、自我指令控制并對(duì)信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料系統(tǒng)／結(jié)構(gòu)。目前這種新興的RAM已在隱身飛行器設(shè)計(jì)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，它根據(jù)外界環(huán)境變化調(diào)節(jié)自身結(jié)構(gòu)和性能，并對(duì)環(huán)境做出最佳響應(yīng)的特點(diǎn)，也為RAM的設(shè)計(jì)提供了一種全新的思路。它將使“智能”隱身目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)成為可能。

在不久的將來，RAM領(lǐng)域?qū)⑹羌彰撞?、厘米波、毫米波以及紅外、激光等多波段電磁波于一體的多頻譜RAM的天下，只具有單一固定吸波頻段的雷達(dá)吸波材料將會(huì)失去用武之地。這也是吸波材料發(fā)展的總趨勢。涂覆型RAM和結(jié)構(gòu)型RAM兩者結(jié)合使用可望加大武器系統(tǒng)的隱身效果，拓寬吸波頻帶。如美國的F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)和法國的“阿帕奇”(Apache)隱身巡航導(dǎo)彈的彈體，通過將用來吸收高頻波的涂覆型RAM涂于用來吸收低頻波的結(jié)構(gòu)型RAM的表面而使得吸波頻帶得以拓展。

記：據(jù)報(bào)道，俄羅斯在等離子體雷達(dá)隱身技術(shù)方面領(lǐng)先于美國，他們已經(jīng)研制出兩代等離子體設(shè)備，目前正在研制第三代。請(qǐng)您介紹一下等離子體隱身的研究和發(fā)展情況?

陳：等離子體技術(shù)是一種近幾年才開始發(fā)展的新興隱身手段。所謂等離子體，就是氣體在某種外在因素如高超聲速飛行器的激波；核爆炸、噴氣式飛機(jī)的射流以及放射性同位素的射線等的激發(fā)下，電離生成數(shù)密度近似相等的自由電子、正離子和少量負(fù)離子而形成的第四態(tài)物質(zhì)。理論研究和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等離子體對(duì)雷達(dá)波具有十分顯著的吸收、耗散效果。

美、俄兩國早在20世紀(jì)60年代就已開始注意到飛行器周圍激波產(chǎn)生的等離子體所起的作用，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)做過一些探索性研究。目前已獲得兩種典型的能有效地產(chǎn)生等離子體包層的方法：一是應(yīng)用等離子體發(fā)生器。該方法的優(yōu)點(diǎn)是武器結(jié)構(gòu)不用改變，使用方便且隱身效果很好，缺點(diǎn)是等離子體發(fā)生器安裝部位的隱身化存在困難，而且發(fā)生器的電源功率大小受到限制。二是在飛行器的特定部位涂適量的放射性同位素。該方法的技術(shù)難點(diǎn)是放射性同位素輻射劑量的難控制性。劑量過小，則由它所產(chǎn)生的d射線不能產(chǎn)生密度和厚度足量的電子；劑量過大，則會(huì)由于雷達(dá)波來到達(dá)飛行器表面時(shí)就在包層中具有臨界電子密度的位置反射回去。

等離子體技術(shù)可作為一種全新的隱身技術(shù)，由于它不涉及飛行器本身的空氣動(dòng)力特性、可隱身性以及實(shí)際應(yīng)用方面的廉價(jià)性，尤其是對(duì)于現(xiàn)役武器系統(tǒng)的易隱身改造化等一系列優(yōu)點(diǎn)，使得它得到世界很多國家的高度重視。除俄羅斯外，世界其他國家也逐漸開始涉足這方面的研究和應(yīng)用工作。

反隱身從弱點(diǎn)入手

記：隱身技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用，使得武器設(shè)計(jì)者們不得不同時(shí)也思考著如何反隱身。我們可以通過哪些手段實(shí)現(xiàn)反隱身呢?

陳：探索或研究反隱身技術(shù)，首先要從當(dāng)前隱身技術(shù)的局限性或明顯弱點(diǎn)入手。目前的隱身技術(shù)主要有兩方面的技術(shù)局限。

第一，現(xiàn)役或在研隱身飛機(jī)均基于以單基雷達(dá)為對(duì)抗目標(biāo)。當(dāng)前正在使用的雷達(dá)絕大多數(shù)是單基雷達(dá)，它的接收天線和發(fā)射天線靠得很近或接收功能及發(fā)射功能共用一個(gè)天線完成。對(duì)于單基雷達(dá)，接收機(jī)接收到的目標(biāo)散射電磁波是沿入射電磁波路線返回的回波。調(diào)整飛機(jī)外形只能優(yōu)選雷達(dá)照射角度范圍，使回波集中到極少數(shù)方向上并偏離發(fā)射源。若設(shè)法從別的方向上接收回波，或同時(shí)從多個(gè)角度進(jìn)行探測，可以作為探測隱身飛機(jī)的措施及手段。

第二，難以在整個(gè)電磁和紅外頻譜達(dá)到相同的低可探測性。飛機(jī)調(diào)整外形以及現(xiàn)用RAM，只能有效對(duì)抗工作頻率在0.2～29吉赫茲的厘米波雷達(dá)。當(dāng)雷達(dá)波長與被照射目標(biāo)特征尺寸相近時(shí)，在目標(biāo)反射波與爬行波之間產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，盡管沒有直接的鏡面反射也會(huì)造成強(qiáng)烈的信號(hào)特征。

基于上面兩個(gè)局限性，我們不難得出所需采取的對(duì)策。首先，采用多基雷達(dá)，可以從其他方向接受隱身目標(biāo)偏轉(zhuǎn)反射的電磁波，從而發(fā)現(xiàn)隱身目標(biāo)。其次，雷達(dá)跳出目前隱身技術(shù)所能對(duì)抗的波段，將使飛機(jī)的隱身性能大大降低或失效。另外，目前的雷達(dá)波隱身技術(shù)主要是針對(duì)微波雷達(dá)的，飛機(jī)的紅外輻射可以減弱并限制在一定的方位角內(nèi)但卻不能完全消除。發(fā)展可見光或接近可見光波段的探測器，以及提高紅外傳感器的探測性能，也可作為探測隱身飛機(jī)的措施及手段。

與飛機(jī)隱身技術(shù)一樣，反隱身技術(shù)也是綜合性技術(shù)，單獨(dú)采用某一種反隱身技術(shù)都不可能獲得好的反隱身效果，必須綜合運(yùn)用各種反隱身技術(shù)才能提高探測隱身飛機(jī)的效能。

記：請(qǐng)您具體談?wù)勀壳皣獠扇〉姆措[身措施及手段?

陳：目前，反隱身的措施和手段非常多，有雙(多)基地雷達(dá)、長波雷達(dá)、米波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、無載頻超寬帶雷達(dá)、無聲崗哨技術(shù)、空中反隱身平臺(tái)、改變常規(guī)雷達(dá)設(shè)計(jì)、新型反隱身雷達(dá)——無源雷達(dá)、激光雷達(dá)和紅外探測系統(tǒng)、綜合運(yùn)用各種反隱身技術(shù)等等。我重點(diǎn)介紹其中的幾個(gè)。

雙基雷達(dá)系統(tǒng)是將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分置在兩個(gè)不同的站址，發(fā)射站站址可以選擇在地面、空中平臺(tái)或天基平臺(tái)上。當(dāng)隱形飛機(jī)被雷達(dá)波束射照射時(shí)，飛行員可以改變航向，以最大限度地減少雷達(dá)波的反射，但當(dāng)飛機(jī)上升、投擲武器、打開彈艙時(shí)，無線電波會(huì)向各個(gè)方向反射，雙基雷達(dá)就可以發(fā)現(xiàn)跟蹤它。

多基雷達(dá)是在雙基雷達(dá)基礎(chǔ)上，由多個(gè)分置的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成。可以采用一部發(fā)射機(jī)和多部接收機(jī)或多部發(fā)射機(jī)和多部接收機(jī)的配置，從而組成一個(gè)多元一體化的雷達(dá)網(wǎng)同時(shí)從各個(gè)照射角度對(duì)隱身飛機(jī)進(jìn)行探測。

不論是雙基還是多基雷達(dá)，接收機(jī)都必須在發(fā)射波束的作用范圍之內(nèi)并與發(fā)射機(jī)在時(shí)間、頻率、相位上精確同步。GPS可以快速確定發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的相對(duì)位置并使兩者精確同步，這使得雙(多)基雷達(dá)易于設(shè)計(jì)并且使用更加靈活。

長波雷達(dá)可以對(duì)付隱身飛機(jī)的外形調(diào)整設(shè)計(jì)及現(xiàn)用的RAM，使得隱身飛機(jī)外形設(shè)計(jì)與RAM涂層厚度有難以實(shí)現(xiàn)的過高要求。當(dāng)長波雷達(dá)波束的波長接近于飛機(jī)構(gòu)件時(shí)，如尾翼、機(jī)翼或機(jī)身時(shí)，這些構(gòu)件就像天線一樣開始吸收并反射電磁波。特別是當(dāng)雷達(dá)波長是構(gòu)件尺寸的兩倍時(shí)，無線電波被吸收和反射的效率非常高。

近年來。一些國家重新重視研制長波雷達(dá)。目前發(fā)展很快的長波雷達(dá)是“超地平線”雷達(dá)(OTH)，其工作波長達(dá)10～60米(頻率為5～28兆赫茲)，完全在正常雷達(dá)工作波段范圍之外。這種雷達(dá)靠諧振效應(yīng)探測大多數(shù)目標(biāo)，幾乎不受現(xiàn)有RAM的影響。

使用米波雷達(dá)，一方面可以跳出隱身飛行器采用的隱身吸波材料的吸收波段，另一方面由于吸收材料的結(jié)構(gòu)和厚度與波長有密切關(guān)系，因此，飛行器外形設(shè)計(jì)和吸波涂層厚度與重量的限制難以達(dá)到吸收米波的要求。目前，在米波雷達(dá)方面，發(fā)展較快的是超視距雷達(dá)。如美國、俄羅斯、澳大利亞、英國和日本等國都在研制超視距雷達(dá)。其中。美國耗資25億美元正在建造AN／FPS～118超視距預(yù)警雷達(dá)，作用距離3700千米，可以探測隱身轟炸機(jī)和隱身巡航導(dǎo)彈。

無聲崗哨技術(shù)本身并不發(fā)射信號(hào)，而是利用追蹤廣播與電視噪聲的辦法，通過分析飛機(jī)掠過的信號(hào)混亂情況來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。任何一架經(jīng)過這種廣播信號(hào)層上空的飛機(jī)都會(huì)產(chǎn)生幾種反射模式。該技術(shù)革新可利用普通無線電接收機(jī)和大功率并行處理機(jī)。通過信號(hào)層尋找反射信號(hào)，標(biāo)繪出位置。由于自身不發(fā)射信號(hào)，所以不易被雷達(dá)尋的導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)并摧毀。

空中反隱身平臺(tái)。由于隱身飛行器的頂部隱身能力弱，因此將探測系統(tǒng)安裝在空中平臺(tái)上或衛(wèi)星上進(jìn)行俯視探測，可提高低空突防的雷達(dá)面積較小目標(biāo)的被探測概率。預(yù)警機(jī)和具有下視能力的飛行器是重要的空中反隱身平臺(tái)，它裝有下視雷達(dá)，可以增加探測范圍。例如，一架美國的E-3A“望樓”預(yù)警機(jī)的探測范圍，相當(dāng)于30多部地面雷達(dá)探測范圍之和，能同時(shí)探測600個(gè)目標(biāo)，并對(duì)其中的100個(gè)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。E-2“鷹眼”預(yù)警機(jī)，能全高度、遠(yuǎn)距離、大面積、快速搜索目標(biāo)，同時(shí)跟蹤20000個(gè)目標(biāo)。因此，對(duì)隱身目標(biāo)威脅很大。

記：您認(rèn)為，未來隱身和反隱身的發(fā)展趨勢是怎樣的?

陳：隨著隱身理論研究及實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的不斷深入和拓展，以及在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的探測防御系統(tǒng)飛速發(fā)展的推動(dòng)下，隱身技術(shù)正在不斷地向各類作戰(zhàn)武器系統(tǒng)中滲透，尋求發(fā)展寬隱身頻帶、全方位、全天候、智能化的隱身武器已成為隱身武器研制的大趨勢。隱身技術(shù)研究應(yīng)注重在雷達(dá)隱身研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，開始大力展開紅外、聲、視頻、磁等隱身技術(shù)的研制工作。

同時(shí)，要想對(duì)抗隱身目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)隱身目標(biāo)探測，就必須綜合采取多種措施及手段?？煽康姆措[身探測／攻擊系統(tǒng)的關(guān)鍵，是要組成一個(gè)采用不同原理并在不同波長上工作的復(fù)雜傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分不僅包括傳感器本身，而且包括對(duì)不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理、關(guān)聯(lián)及顯示的數(shù)據(jù)融合過程。另外，為了達(dá)到所需的高探測概率并向攔截系統(tǒng)提供精確的目標(biāo)數(shù)據(jù)，傳感器所在的位置和布局也至關(guān)重要，不僅需要考慮沿邊界并向領(lǐng)土縱深部署的布局，同時(shí)還需要考慮海、陸、空、天一體化綜合探測平臺(tái)配合使用。

隱身技術(shù)與反隱身技術(shù)的發(fā)展，是相互制約、相互促進(jìn)的，無論哪一方有新的突破，都將引起另一方的重大變革。

陳鯨院士簡介

通信與信息系統(tǒng)專家。1940年11月生于安徽懷寧，1963年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)無線電工程系。任低截獲概率信號(hào)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、顧問，總參某研究所高級(jí)工程師、通信與信息系統(tǒng)博士生導(dǎo)師，2005年當(dāng)選為中國工程院院士。長期從事空間目標(biāo)信息獲取與處理技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)研究與工程實(shí)踐，是我國該領(lǐng)域的主要開拓者。研究方向主要是空間目標(biāo)探測與識(shí)別、信號(hào)檢測與參數(shù)估計(jì)，多源信息融合和衛(wèi)星遙感，遙測數(shù)據(jù)接收與處理等技術(shù)。1996年，2004年分別獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。