物理学与人类文明.docx

物理学与人类文明课题名称：隐形战机 第十组 组长：杨硕 20115944（材料） 成员: 王军飞 20115942（ppt） 胡秋阳 20115500 （论文） 吴昊 20115943（材料） 鞠文哲 （演讲） 张清杰 20115336 （材料） 指导老师：戴长建 隐身技术定义：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术，当前的研究重点是雷达隐身技术和外形隐身技术。简言之，隐身就是使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了己方的飞机，无法实施拦截和攻击。早在第二次世界大战中，美国便开始使用隐身技术来减少飞机被敌方雷达发现的可能。虽然隐形飞机能够在相当大的程度上隐身，但只是针对一般的探测设备而言，还有许多方法都可以发现隐身飞机，如米波雷达等等；也可以利用先进的战术来击落隐身飞机。在1999年3到5月美国对南联盟实施轰炸的时候，南联盟防空部队就曾经击落了美国的一架F-117A战斗轰炸机。此外，有得必有失，隐形飞机的隐身能力是以牺牲机动性作为代价的，而且造价也十分昂贵并且牺牲了飞机的载弹量，维护相当麻烦对机身的材料非常苛刻，一般国家难以负担。隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料首先，隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面，最好采用凹面，这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。例如，SR-71“黑鸟”飞机和B-1隐形轰炸机采用的弯曲机身；贝尔AH-1s“眼镜蛇”直升机最先采用的扁平座舱盖；在海湾战争中发挥重要的F-117A“大趋势”隐形战斗机采用的多面体技术；美国波音F-111实验机上的任务自适应机翼等。这些飞机的造型之所以较一般飞机古怪，就是因为特种的形状能够完成不同的反射功能。其次，隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料，吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。雷达吸波材料分两大类，一类是谐振型，一类是宽频带型。其中谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成，它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合，形成雷达吸波结构材料，这种材料还属于保密的吸波材料之一。运用最新的材料，隐形飞机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相仅仅通过雷达就想分辨出隐形飞机是非常困难的.另外，应尽量减少机身的强反射点或者说是“亮点”、发动机的噪声以及机体本身的热辐射等，因为这些方面的存在也容易“出卖”飞机的存在。例如，SR-71黑鸟飞机就采用闭合回路冷却系统，把机身的热传给燃油，或把热在大气不能充分传导的频率下散发掉。隐形飞机的原理： 它的隐形并不是让我们的肉眼都看不到，它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。从某种意义上隐形是人类所向往的一种能力，但是真正的实现隐形是不能现实的，只能变相的实现隐形。它就是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等特征信息，使敌方探测系统不易发现的飞机。目前，飞机隐身的方法主要有以下三个方面：一是减小飞机的雷达反射面，从技术角度讲，其主要措施有设计合理的飞机外型、使用吸波材料、主动对消、被动对消等；二是降低红外辐射，主要是对飞机上容易产生红外辐射的部位采取隔热、降温等措施；三是运用隐蔽色降低肉眼可视度。隐形飞机在现阶段能够尽量少或者消除雷达接收到的有用信号，虽然是最为秘密的军事机密之一，隐形技术已减经受到了全世界的极大关注。其历史发展：隐形飞机从最早的美国20世纪60年代的TR-1型飞机，而F-117A战斗机研制于20世纪70年代为传统的轰炸机打开大门，发展到20世纪90年代的F-117“夜鹰”隐形战斗机、F-22型先进战术战斗机和A-12“复仇者”海军舰载隐形攻击机等，到2008年3月11日，美国空军宣布，F-117A隐形战斗机将于全部退役，这标志着世界上第一型实用化的隐形战斗机将退出历史舞台。然而F-117A的退隐却反衬出战斗机隐形化时代大幕的揭开。战斗机已经进入了第四代(按照俄罗斯标准和美国新标准为第五代)，在第四代战斗机的要求中，“隐形性能”是一项基本要求。也正是因为这一点，服役的第四代战斗机，公认的仅有F22一型，在试飞的新型号中，也仅有F35能够满足要求。在欧洲，德、意等国联合研制的欧洲战斗机“台风”，法国研制的“阵风”战斗机和中国研制的歼十B，被认为是三代半飞机的代表，但之所以未被列入四代，就是因为其在设计中虽然含有隐形考虑，但限于成本、技术等原因，却并未实现真正的“超低可探测性”性能。在未来战争中，F22与F35将形成高低搭配的格局，F22可能扮演“揣门者”的角色，负责打击对手的高性能战斗机和防空系统。而F35将执行大量日常的空中作战或对地攻击任务。随着科技的发展使得隐形飞机的结构设计和性能进一步优化。我国研制的准四代战斗机歼20，自从它首次试飞的那一天起就被高度关注。其性能被认为接近F22强T-50而且载弹量都超过二者。它采用了单座、双发、双垂尾、带边条的鸭式气动布局。该机属于一款双发重型战斗机，机头、机身呈现菱形、垂直尾翼也向外倾斜，起落架舱门采用锯齿边设计，具备隐形战斗机的特征。隐身方面，歼20总体上采用了隐身设计，同时鸭翼和腹鳍的存在对隐身性能构成了不利影响，正面RCS值(即雷达反射截面积，飞机对雷达波的有效反射面积)应该会大于F22。2012年10月31日上午10时32分，由中航工业沈飞研制的AMF五代战机（歼-31）成功首飞。中国成为世界第二个同时试飞两种五代机原型机的国家，此前，只有美国同时研制了F-22和F-35两种五代机。值得一提的是，虽然有人作战飞机的隐形化实现起来颇有难度，但在方兴未艾的无人机领域，隐形化已经成为一种潮流。由于无人机不必布置飞行员座舱，不必担心人员伤亡，因此在设计中贯彻隐形理念较为容易。这也算是隐形飞机的一个重要分支。有隐形就有反隐形:随着对隐形技术的不断了解，各个国家同时也在不断寻求反隐形的技术。虽然隐形飞机的材料和形状十分巧妙，但是还是不可避免地在雷达上会留下一点痕迹。而且，隐形飞机为了隐形，牺牲了另外的一些技术性能. 比如F-117A这种先进的战机的速度就远远低于普通的战机，而且飞行高度甚至在肉眼观察范围之内，这样地面发现成为了这种隐形战机的敌人，而且已经有通过地面火炮成功击落F-117A的战例.反隐形飞机中的苏-37，是苏-27的改进型，是一种具有矢量推进器的