摘要：介紹了目前應(yīng)用于水面艦艇的主要隱身技術(shù)，重點(diǎn)探討了國外幾種比較典型的水面隱身艦艇，分析了新型隱身技術(shù)的原理及特點(diǎn)。通過對我國現(xiàn)有隱身艦艇的分析，提出我國在隱身技術(shù)方面的發(fā)展趨勢，并且對未來水面艦艇采用的隱身技術(shù)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：水面艦艇；隱身技術(shù)；技術(shù)展望

1 引言

被發(fā)現(xiàn)等于被消滅——是現(xiàn)代軍事中一條顛撲不破的真理。隨著各種新型探測儀器和攻擊武備的出現(xiàn)，水面艦艇在未來海戰(zhàn)中的生存出現(xiàn)了重大危機(jī)，這就使如何有效提高艦艇的隱蔽性成為各海軍大國的研究重點(diǎn)。隱身技術(shù)就是研究如何控制、縮減水面艦艇的特征信號(hào)，以降低聲納、雷達(dá)、磁探儀等探測系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)距離、減少以特征信號(hào)為引信的制導(dǎo)武器的命中概率，從而提高艦船的生存能力、突防能力及作戰(zhàn)效能的技術(shù)[1]。

2 主要的隱身技術(shù)

根據(jù)偵查探測手段的不同，水面艦艇目前采用的隱身技術(shù)主要包括雷達(dá)隱身、聲納隱身、紅外隱身、磁場隱身、尾流場隱身、水壓場隱身等技術(shù)。

2.1 雷達(dá)隱身技術(shù)

雷達(dá)是目前主要的探測手段，隱身艦艇運(yùn)用的雷達(dá)隱身技術(shù)就是雷達(dá)散射面縮減技術(shù)。即通過各種措施降低艦艇的雷達(dá)信號(hào)特征值—雷達(dá)散射面積（RCS），一般采用外形隱身和吸波材料等手段。外形隱身的基本方法為平坦表面、尖銳邊角、整體過渡等，盡可能將表面設(shè)備收進(jìn)船體內(nèi)。吸波材料包括反射雷達(dá)波較小的復(fù)合材料、吸收雷達(dá)波的涂料等。

2.2 聲納隱身技術(shù)

艦艇的螺旋槳、機(jī)械設(shè)備在工作時(shí)會(huì)引起周圍結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈振動(dòng)，其振動(dòng)波在傳播的同時(shí)不斷向水和空氣中輻射，其引起的噪聲很容易被敵方的聲納探測到。因此聲納隱身的關(guān)鍵是減少噪聲，其主要方法包括：把艦艇的發(fā)動(dòng)機(jī)放在隔音艙室內(nèi)；采用低噪聲設(shè)備；增加發(fā)生設(shè)備隔音罩；使用降噪材料；采用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)出預(yù)測的艦身反射聲波的程度，做出最佳減噪設(shè)計(jì)等[2]。

2.3 紅外隱身技術(shù)

艦艇紅外隱身技術(shù)是對抗紅外探測、跟蹤的一項(xiàng)綜合技術(shù)[3]。通過采用一系列技術(shù)方法以減少被敵方紅外探測器的發(fā)現(xiàn)概率和紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的命中概率。其隱身的基本原則在于設(shè)法降低艦艇熱輻射源的溫度，使其輻射能量減少，改變輻射頻率，使其產(chǎn)生的輻射波長偏離紅外探測、跟蹤系統(tǒng)最敏感的窗口。主要方法是：采用有降溫作用的材料以掩蓋艦身的熱點(diǎn)；艦身涂抹能掩蓋熱信號(hào)的迷彩等。

2.4 磁場隱身技術(shù)

由于水面艦艇船體及設(shè)備普遍采用鋼制材料，在地磁場作用下，其建造和航行過程中分別產(chǎn)生固定磁場和感應(yīng)磁場，可被敵方磁探儀輕松測到，亦有可能誘發(fā)敵方磁性水雷。因此磁場隱身就是對艦艇進(jìn)行“消磁”。消磁的主要任務(wù)是設(shè)法減小艦艇磁性，力求使艦艇磁性磁場及磁場梯度減小到最低程度，其主動(dòng)措施是控制艦艇上裝置的磁性材料如鋼、鐵的數(shù)量，盡量利用非磁性復(fù)合材料制造船身和其上的子系統(tǒng)。被動(dòng)措施包括測量艦艇本身和所載物體的鐵磁質(zhì)量和減少磁特征。

2.5 尾流場隱身技術(shù)

艦船尾流是由于船體的運(yùn)動(dòng)、螺旋槳或噴水推進(jìn)器對海水的擾動(dòng)產(chǎn)生的，其特點(diǎn)為范圍大，持續(xù)時(shí)間長，不易消除，不易偽裝，進(jìn)行人工干擾檢測則更為困難。但是采取一些措施來減小尾流卻是可能的。例如優(yōu)化船體型線、設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的螺旋槳、控制巡航速度等。另外可以應(yīng)用邊界層控制技術(shù)來減低艦船產(chǎn)生的尾流。邊界層控制技術(shù)是利用活性覆蓋層、聚合物添加劑、高分子噴射和汽化等方法來抑制尾流的湍流度，也可以通過渦流消除器、減振器和吸除裝置進(jìn)行渦流控制，從而達(dá)到減小尾跡場的目的。

3 國外隱身水面艦艇簡介

世界上第一艘完全隱身的“拉斐特”號(hào)隱身護(hù)衛(wèi)艦（見圖1）已經(jīng)正式在法國海軍服役。其隱身技術(shù)的特點(diǎn)為造型線條簡潔流暢，艦體頂部向甲板傾斜，結(jié)構(gòu)的連接部分采用傾斜角度圓滑過渡；部分天線設(shè)備被流線型桅桿隱蔽；幾乎所有外置設(shè)備都放在艦體內(nèi)；艦橋由吸波合成材料制成并涂有吸波涂料。

“斯麥杰”號(hào)水面效應(yīng)船（見圖2）匯集了瑞典海軍在隱身技術(shù)方面的各項(xiàng)成果。其將減小雷達(dá)反射面積置于整個(gè)隱身性能的首位；船體采用輕型玻璃鋼夾層結(jié)構(gòu)，減少了紅外輻射和磁性等；采用噴水推進(jìn)系統(tǒng)，使流體動(dòng)力噪聲大為降低。

圖1 法國“拉斐特”號(hào)護(hù)衛(wèi)艦

圖2 瑞典“斯麥杰”號(hào)水面效應(yīng)船

美國在完成一艘用來展示隱身技術(shù)的演示船“海影”號(hào)（見圖3）研究之后，利用其研究成果將研制隱身航母CVX的計(jì)劃提上了議程。CVX的隱身技術(shù)包括改變船體形狀、使用復(fù)合材料、雷達(dá)嵌裝于船體表面內(nèi)和重新設(shè)計(jì)上層建筑，其塔臺(tái)設(shè)計(jì)成具有隱身結(jié)構(gòu)的扁平菱形。另外，CVX設(shè)計(jì)考慮到減輕重量、縮小體積、加快航速，為隱形創(chuàng)造了條件。美國計(jì)劃建造的“雙M”型隱身船（見圖4）設(shè)計(jì)方案是在綜合考慮了“海影”號(hào)及其他隱身戰(zhàn)艦的隱身技術(shù)后提出的，將成為目前隱身艦船的設(shè)計(jì)典范。

圖3 美國“海影”號(hào)

圖4 美國“雙M”型隱身船

英國“海幽靈”號(hào)隱身護(hù)衛(wèi)艦是繼瑞典的“斯麥杰”號(hào)、美國的“海影”號(hào)之后出現(xiàn)的又一“真正的隱身艦艇”。其隱身特點(diǎn)為：船首部分可大大減弱雷達(dá)電波的反射效應(yīng)，同時(shí)也減少了海浪的阻力；艦上裝有特制的噴霧自衛(wèi)系統(tǒng)，噴出的細(xì)密水霧能將艦艇的光反射和紅外輻射迅速遮蓋起來；此外，該艦還通過在關(guān)鍵部位敷設(shè)吸波和透波材料，使用復(fù)合材料隔熱吸音，采用低截獲概率電子設(shè)備和對電子設(shè)備進(jìn)行屏蔽，以及改用低磁材料建造艦體等措施進(jìn)一步提高艦艇的隱身能力。

德國MEKO型護(hù)衛(wèi)艦（見圖5）的第三代采用了隱身技術(shù)。該艦采用了最新研制的復(fù)合材料，取消了傳統(tǒng)桅桿和雷達(dá)天線，使武器裝備、雷達(dá)天線等與艦體成為一體，并巧妙地將傳感器內(nèi)置于一個(gè)“烏鴉窩”桅桿內(nèi)，外表設(shè)計(jì)成低矮廣順的流線型，上層建筑與艦體成獨(dú)特的X型。在紅外隱身方面，該艦采取了冷卻廢氣、水膜和水幕冷卻艦體結(jié)構(gòu)、屏蔽空調(diào)裝置的排氣口等一系列措施。該艦是目前世界上隱身技術(shù)較好的水面艦艇，據(jù)稱現(xiàn)役的探測裝置基本無法探測到。

圖5 德國MEKO型護(hù)衛(wèi)艦

4 新型隱身技術(shù)分析

水面艦艇新型隱身技術(shù)的發(fā)展趨勢大體上可分為三個(gè)方向：一是開發(fā)新型隱身材料；二是探索新的隱身技術(shù)途徑和機(jī)理；三是綜合運(yùn)用多種隱身技術(shù)。

4.1 開發(fā)新型隱身材料

隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，隱身材料逐漸成為隱身技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，受到各國的重視。典型的隱身材料包括以下幾種：

4.1.1 手性材料

手性是指一種物體與其鏡像不存在幾何對稱性且不能通過任何操作使物體與鏡像相重合的現(xiàn)象。研究表明具有手性特性的材料能夠減少對入射電磁波的反射程度并能吸收電磁波。目前研究的雷達(dá)吸波型手性材料是在基體材料中摻雜手性結(jié)構(gòu)物質(zhì)形成的手性復(fù)合材料。

4.1.2 納米隱身材料

近年來納米材料成為各行業(yè)研究的重點(diǎn)，其極好的吸波特性使大批研究人員為之癡迷。目前，美、法、德、日、俄羅斯等國家把納米材料作為新的隱身材料進(jìn)行探索研究。例如，法國研制的一種寬頻帶微波吸收涂層是由粘結(jié)劑及納米微屑填充材料構(gòu)成，美國研制出的“超黑粉”納米吸波材料對雷達(dá)波的吸收率達(dá)99%。

4.1.3 導(dǎo)電高聚物材料

由于此材料的結(jié)構(gòu)多樣化、密度低和獨(dú)特的物理、化學(xué)特性受到科學(xué)界廣泛重視。將導(dǎo)電高聚物和無機(jī)磁損耗物質(zhì)或超微粒子復(fù)合，可發(fā)展成為一種新型的輕質(zhì)寬頻帶微波吸收材料。該吸波材料具有光學(xué)透明特性，可鑲涂在甲板艙蓋、精確制導(dǎo)武器和巡航導(dǎo)彈的光學(xué)透明窗口上以減弱雷達(dá)回波。

4.1.4 多晶鐵纖維吸收劑

由歐洲伽馬（GAMMA）公司研制的一種新型雷達(dá)吸波涂層采用了多晶鐵纖維吸收劑。這是一種輕質(zhì)磁性雷達(dá)波吸收劑，可在較寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)高吸收效果，且重量減輕40%-60%，克服了大多數(shù)磁性吸收劑比重大的缺點(diǎn)。

4.1.5 智能型隱身材料

智能隱身材料是一種具有感知功能、信息處理功能、自我指令并對信號(hào)作出最佳響應(yīng)的新型隱身材料。此材料廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。如美國海軍軍械實(shí)驗(yàn)室研制利用智能隱身結(jié)構(gòu)制造發(fā)動(dòng)機(jī)罩以減小噪聲，奧本大學(xué)和空軍懷特實(shí)驗(yàn)室首先提出直升機(jī)旋翼采用智能隱身材料使其隱身能力可提高20倍。

4.2 探索新的隱身技術(shù)途徑和機(jī)理

目前，各軍事大國除了對各種隱身技術(shù)進(jìn)行較全面、更深入的研究外，還在尋求其他更多更新的技術(shù)途徑和隱身機(jī)理。主要的研究方向有等離子體隱身技術(shù)、仿生技術(shù)、微波傳播指示技術(shù)等[4]。

4.2.1 等離子體隱身技術(shù)

等離子體隱身技術(shù)是利用磁化或非磁化的冷等離子體規(guī)避雷達(dá)探測的一種新技術(shù)。其隱身原理是利用等離子氣體對雷達(dá)波吸收和折射特性，用等離子氣體層包圍艦艇的表面來吸收雷達(dá)波的能量。此技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[5]為吸波頻帶寬、吸收率高、方法簡便、使用時(shí)間長、且可通過開關(guān)迅速控制等離子體的產(chǎn)生和消失，隱身效果好。其主要方法有兩種：一種是用等離子體把艦船整個(gè)包裹起來的全等離子隱身技術(shù)；一種是把等離子體隱身技術(shù)與外形隱身技術(shù)、材料隱身技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的局部等離子技術(shù)。

4.2.2 仿生技術(shù)

仿生技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域研究的熱門話題。研究表明，海鷗同燕八哥的體型相近，但前者的雷達(dá)散射面積（RCS）是后者的近200倍；眾所周知蜜蜂遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于麻雀，但前者的RCS是后者的16倍。科學(xué)家正通過各項(xiàng)研究來尋求真正原因和機(jī)理，試圖找到更有效減小RCS的新方法。

4.2.3 波傳播指示技術(shù)

此技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)來預(yù)測雷達(dá)波在大氣層中的傳播情況。大氣層溫度、濕度等的變化能使雷達(dá)波的作用距離發(fā)生變化，使雷達(dá)覆蓋范圍產(chǎn)生盲區(qū)。同時(shí)雷達(dá)波在大氣層里傳播時(shí)會(huì)形成“傳播波道”，其絕大部分能量集中于此。若艦載突防兵器能在盲區(qū)和“波道”以外通過，就可順利避開敵方雷達(dá)的探測。

4.3 綜合運(yùn)用多種隱身技術(shù)

面對多維探測技術(shù)或多種探測系統(tǒng)的探測，現(xiàn)代艦艇隱身技術(shù)正向著綜合運(yùn)用、權(quán)衡性能、擴(kuò)展頻率范圍、降低成本等方向發(fā)展。為達(dá)到理想的隱身效果，必須綜合運(yùn)用各種隱身技術(shù)實(shí)行全方位、多功能隱身，即不僅要綜合運(yùn)用反雷達(dá)、反紅外、反電子、反聲波、反可見光等隱身技術(shù)，而且在運(yùn)用每種隱身技術(shù)時(shí)也要考慮綜合采用多種技術(shù)措施。

5 我國水面艦艇隱身技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展展望

在水面艦艇隱身技術(shù)方面，我國在雷達(dá)隱身、紅外隱身和聲隱身等技術(shù)的研究和應(yīng)用方面取得了長足發(fā)展。例如，我國自行設(shè)計(jì)和建造的新型導(dǎo)彈快艇（見圖6）就采用了多種隱身技術(shù)。

圖6 我國某型穿浪雙體導(dǎo)彈艇

如何突破隱身技術(shù)的瓶頸，如何有效的綜合運(yùn)用多種隱身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多功能的隱身要求，這一切還依賴于新材料和新技術(shù)的研究。

綜合考慮目前國內(nèi)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國隱身技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：一是設(shè)計(jì)更為獨(dú)特的外形以達(dá)到最優(yōu)隱身效果；二是研制新型推進(jìn)系統(tǒng)以減少船體震動(dòng)和噪聲；三是采用吸波效能更好的涂敷材料以減少雷達(dá)反射面積；四是學(xué)習(xí)國外較為先進(jìn)的技術(shù)措施（如等離子體技術(shù)）等以提高現(xiàn)有技術(shù)水平。

6 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料和新工藝的出現(xiàn)，為隱身技術(shù)展提供了更為可靠的技術(shù)保障。為了在未來海戰(zhàn)中立于不敗之地，為了應(yīng)對各種探測技術(shù)，加快發(fā)展隱身技術(shù)已成為各軍事大國的首要任務(wù)。新型隱身艦艇的不斷出現(xiàn)，新隱身技術(shù)的綜合應(yīng)用為隱身技術(shù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為隱身技術(shù)的研究指明了方向。

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