超级军网世界上真的有可用的等离子隐身技术吗？
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 21:52:02
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报道就很多，实际的东西还没看到过。倒是等离子电视就卖得满大街都是;P
到2015年左右再说，西南核物理研究院的研究员说那时可以应用
就像米懦夫离子一样么？;funk
那估计就离MS不远了。
那估计就离MS不远了。
四川人有句俗语：狗撵摩托，不懂科学。
等离子隐身技术从50年代就被验证是有效可行的，60，70年代美国nasa和英国，德国用等离子注入研究层流翼技术，可见等离子体的产生本身是没有问题的，从层流气动资料的研究来看，等离子体注入后的扩散和维持也是没有太大的问题，等离子体一直没有太好的应用，主要还是产生量和产生形式方面还缺乏突破性进展，但不能说目前的飞机没有应用，b2的后机身局部边缘采用强电离技术，产生没产生等离子体倒是不太清楚，另外发动机喷流在燃料中添加一些金属元素进行电离进行红外隐身，这些都和等离子体脱不了关系。
等离子技术从最开始的空气注入现在演化到空腔约束和局部注入，等离子发生器的小型化和高功率化都在不断进步，很多人可能会认为采用等离子技术飞机不需要考虑外型隐身技术，实际上适度的采用外型隐身技术可以将对等离子发生功率的需求缩小100万倍，就现在的研究表明，即便是普通飞机，也不需要等离子体将整个飞机完全包裹住，只需要在几个强反射点或者面采用电离离子浓度10的-4次方10-40mm离子云就能将信号强度缩小30分贝，外形隐身飞机的强反射驻点比较少，更容易应用。
实际上目前的外形隐身技术已经出现瓶颈，如果需要进一步减小隐身的rcs或者拓宽隐身的频段，引入新的手段是必然的，和国内粪青的认知不同，美国和法国一直高度重视等离子隐身技术的深入开发，很多成果也是高度保密的，每一届电磁学会议上这两国的论文每年都在增加
目前比较有效的等离子技术的发展方向有几个方面，空间充注，这个技术是用于雷达罩的，是由等离子天线衍化来得技术，采用封闭腔体注入高浓度离子云，可以通过自动控制对电波进行选择性和跟踪性作用，这个技术正在向飞机的前后边缘的一些空腔发展，比如前缘襟翼。另一种比较有希望的技术是等离子纤维，这种空腔的纤维本身就可以在内部产生电离的等离子体，他的开口微小，可以任意布置，目前的难点主要在于尺度和离子产生率。最近几年强电离逐渐成为等离子应用的主要方向，目前发展的绒电极编织技术已经很接近应用，它的原理是用很多微小的绒毛大小的电极直接对空气进行电离，在功率和效率上采用注入增生的绒电极技术已经可以实用化了，目前的缺点主要还是在于对于空气湿度的敏感性性和蒙皮植入方面的困难。
所以，等离子技术的应用已经不是什么科幻的东西了，不要因为政治立场和偏执的迷信而质疑科学，就如同等离子彩电一样，就是现在来说它的原理，不是一样很难以相信么？
等离子隐身技术从50年代就被验证是有效可行的，60，70年代美国nasa和英国，德国用等离子注入研究层流翼技术，可见等离子体的产生本身是没有问题的，从层流气动资料的研究来看，等离子体注入后的扩散和维持也是没有太大的问题，等离子体一直没有太好的应用，主要还是产生量和产生形式方面还缺乏突破性进展，但不能说目前的飞机没有应用，b2的后机身局部边缘采用强电离技术，产生没产生等离子体倒是不太清楚，另外发动机喷流在燃料中添加一些金属元素进行电离进行红外隐身，这些都和等离子体脱不了关系。
等离子技术从最开始的空气注入现在演化到空腔约束和局部注入，等离子发生器的小型化和高功率化都在不断进步，很多人可能会认为采用等离子技术飞机不需要考虑外型隐身技术，实际上适度的采用外型隐身技术可以将对等离子发生功率的需求缩小100万倍，就现在的研究表明，即便是普通飞机，也不需要等离子体将整个飞机完全包裹住，只需要在几个强反射点或者面采用电离离子浓度10的-4次方10-40mm离子云就能将信号强度缩小30分贝，外形隐身飞机的强反射驻点比较少，更容易应用。
实际上目前的外形隐身技术已经出现瓶颈，如果需要进一步减小隐身的rcs或者拓宽隐身的频段，引入新的手段是必然的，和国内粪青的认知不同，美国和法国一直高度重视等离子隐身技术的深入开发，很多成果也是高度保密的，每一届电磁学会议上这两国的论文每年都在增加
目前比较有效的等离子技术的发展方向有几个方面，空间充注，这个技术是用于雷达罩的，是由等离子天线衍化来得技术，采用封闭腔体注入高浓度离子云，可以通过自动控制对电波进行选择性和跟踪性作用，这个技术正在向飞机的前后边缘的一些空腔发展，比如前缘襟翼。另一种比较有希望的技术是等离子纤维，这种空腔的纤维本身就可以在内部产生电离的等离子体，他的开口微小，可以任意布置，目前的难点主要在于尺度和离子产生率。最近几年强电离逐渐成为等离子应用的主要方向，目前发展的绒电极编织技术已经很接近应用，它的原理是用很多微小的绒毛大小的电极直接对空气进行电离，在功率和效率上采用注入增生的绒电极技术已经可以实用化了，目前的缺点主要还是在于对于空气湿度的敏感性性和蒙皮植入方面的困难。
所以，等离子技术的应用已经不是什么科幻的东西了，不要因为政治立场和偏执的迷信而质疑科学，就如同等离子彩电一样，就是现在来说它的原理，不是一样很难以相信么？
不知道现在有没有人研究金属或半导体的等离子体隐身，其原理很早就有了，也有仪器，就是表面等离子体共振。不过以前一直应用金和银，也就是负折射率材料。但这两种贵金属的吸收波峰在可见光波段，近几年有人做各种金属化合物和金属半导体，已经有微波波段的吸收材料。不少人在研究这个，主要应用是光传输芯片，不知道军用方面有无可能，有没有人研究呢？如有记错或说的不对的地方，大家不要笑话啊!:handshake
原帖由 当头一砖 于 2007-9-12 10:57 发表
四川人有句俗语：狗撵摩托，不懂科学。
等离子隐身技术从50年代就被验证是有效可行的，60，70年代美国nasa和英国，德国用等离子注入研究层流翼技术，可见等离子体的产生本身是没有问题的，从层流气动资料的研 ...
老大提到美法两国了，并提到不少成果是保密的，那么毛国进展的啥样了？？有相关的蛛丝马迹吗？？
实验室的算吗？
原帖由 僵尸战神 于 2007-9-12 11:47 发表
老大提到美法两国了，并提到不少成果是保密的，那么毛国进展的啥样了？？有相关的蛛丝马迹吗？？
毛国跟TG应该不落后。
请用google的学术搜索，关键字等离子体隐身
为什么发了图片还要写内容涅
第21 卷第4 期航天电子对抗
收稿日期: 2004 - 09 - 20 ;2004 - 10 - 29 修回。
作者简介:袁忠才(1977 - ) ,男,在读博士研究生,主要研究方向为
光电对抗、等离子体隐身技术。
隐身等离子体的几个相关问题研究
袁忠才,时家明
(解放军电子工程学院,合肥 230037)
摘要: 在目标的雷达隐身方面,等离子体具有巨大的应用潜力。对隐身应用时产生等离
子体的气压、放电气体种类以及放电方式进行了论述。指出在大气压下,适宜利用惰性气体放
电来产生等离子体。而目前许多文献中所报道的隐身等离子体的产生方法离工程应用还有一
定距离,还有许多问题亟待解决。
关键词: 隐身;等离子体;气压;电离
中图分类号: P354 文献标识码: A
Some problems about generating stealthy plasma
Yuan Zhongcai ,Shi J iaming
( Elect ronic Engineering Institute of PLA ,Hefei 230037 ,China)
Abstract :The plasma has great potential for radar stealth of military object s. The air pressure , the kind of
discharged gas , and the manner of discharge are described. It is pointed out that inert gases are suitable for
generating the plasma in atmospheric pressure. The methods of generating the plasma for stealth int roduced by
some literatures do not applied to the practice ,and many problems need to be solved.
Key words :stealth ;plasma ;atmospheric pressure ;ionization
1 引言
近几十年来,人们对等离子体与电磁波相互作用
进行了大量的研究,证实了等离子体具有吸收、散射电
磁波的特性[ 1 - 2 ] ,表明等离子体有应用于目标雷达隐
身的潜力。与传统的涂敷隐身涂料等隐身方式相比,
等离子体隐身具有以下优点: ①能对电磁波进行宽频
谱吸收,比普通的电磁波吸收涂层吸收带宽更宽。②
在开放环境中产生的等离子体,没有锐边界,从而边界
上具有与真空相一致的波阻抗,极大地降低了电磁波
的反射率。③如果用于飞机隐身,对飞机的外形没有
特殊的要求,因此可在不降低飞机的空气动力学特性
的同时实现隐身。④等离子体能对入射的电磁波造成
频移,使雷达接收到已发生频移的信号,致使其测出错
误的飞行器速度。
因此,等离子体在用于飞行器等的隐身方面具有
广阔的前景。而要将等离子体用于隐身,它的各种参
数(电子密度及其分布、碰撞频率、温度以及体积等) 必
须满足一定的条件。工业上广泛采用的各种等离子体
产生技术各有优缺点,且技术成熟程度不同。因而必
须选择一种适当的产生方式和环境。本文分析比较了
产生等离子体的多种放电方式及其特点,并对它们在
隐身方面的应用潜力进行了探讨。
2 气压的选择
等离子体对电磁波的吸收主要由电子和气体中的
中性粒子和离子碰撞吸收造成。在等离子体中,碰撞
频率和气压之间有着密切的关系,因此可以通过放电
气压来控制等离子体的有效碰撞频率。在温度为T
( K) 的大气中,电子与气体的中性粒子之间的碰撞频
率为[ 3 ]
vem = 6. 3 ×10 - 15 N m ( T/ 300) 1/ 2 (1)
式中N m (m- 3 ) 是气体的中性粒子密度,由气体的状态
方程决定,例如,在T = 300 K时,有
Nm = 2 . 415 ×1020 p (2)
式中, p ( Pa) 为大气压力。同时,当电子温度Te
m T
时,电子与离子间的碰撞频率[ 3 ]
vei =
5 . 5 Ni
T3/ 2
e
(ln
280 Te
N 1/ 3
i
+
1
3
ln T
Te
) (3)
式中Ni 为离子浓度。通常情况下, vem
m vei 。如在一
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航天电子对抗2005 (4)
个大气压下和T = 300 K 时, vem = 1. 5 ×1011 Hz ;而当
离子浓度为1016 ～1018 m- 3 时, vei ≈105 ～107 Hz 。
从式(1) 和(2) 可以看出,在温度不变的情况下vem
随气压p 的增加呈直线上升。非磁化等离子体对电
磁波的吸收在碰撞频率、等离子体频率与入射波频率
大小相当的条件下最大,因此对于常用的2～20 GHz
的雷达波,最大吸收所要求的碰撞频率只有在接近大
气压的条件下才能达到,而要在近大气压条件下产生
和维持较大体积和密度的等离子体是相当困难的事。
对于磁化等离子体,电子在磁场的作用下将作回
旋运动,产生共振吸收,从而在对应于等离子体的上混
合共振频率附近可大幅度地提高吸收[ 4 ] 。另外,在磁
化等离子体中入射波的极化方式将被改变[ 3 ] ,这对于
目标的雷达隐身也是极其有利的。
对于将等离子体用于太空中飞行器隐身,低压条
件是自然满足的;但如果将其用于地面或进地面目标
的隐身,则应考虑在封闭腔中产生和维持等离子体,这
时必须考虑采用透微波材料作为腔体,或者采用一定
的方法将封闭腔内的等离子体引出。
3 放电气体的选择
在封闭腔中产生等离子体时,可以利用多种气体
作为放电介质,如惰性气体、氢气等单质气体,也可利
用有机或无机的非单质气体或固态和液态材料的蒸
汽,还可也利用多种气体的混合物,如空气。选择时,
首先应考虑到产生和维持等离子体的功耗。功耗越
小,越有利于装置的小型化和实用化。
维持单位体积的等离子体所需要的连续波功率近
似为
P = ne Ei /τ (4)
式中, ne (m- 3 ) 为电子等离子体密度, Ei (eV) 为气体的
电离能,而τ( s) 是等离子体的寿命,它由等离子体密
度和中性气体密度决定。由上式可以看出,为了减小
功耗,应选用易电离、且电离后寿命长的气体。
通常,要求电离气体的寿命越长越好,必要的时
候,也可以引入磁场来约束等离子体,以减少电子与腔
体的碰撞,从而延长等离子体的寿命。其次,应考虑气
体的化学性质。所选用的气体应化学稳定性好,不会
自身发生分解反应,也不会与电离气体或者容器发生
反应,能使电离气体的吸附和复合维持在一个较低的
水平上。
表1 列出了几种放电常用气体或蒸汽的电离能,
可以看出,碱金属蒸汽的电离能较小,通常为几个eV
的量级,但是它会在容器中温度低的部位沉积,易造成
管内部污染,需要回收。因此利用碱金属蒸汽产生等
离子体比较麻烦,对在封闭腔中产生隐身等离子体不
实用。在其余几种气体中,Hg 蒸汽容易形成污染; H、
O、N 和Cl 等元素通常以分子状态存在,其中O2 、Cl2
容易在极短的时间内吸附电子而形成负离子,从而与
正离子复合,使电荷消失[ 5 ] ,多不采用。在惰性气体
中,He 化学稳定性最好,但是它的电离能较大;Xe 气
的电离能最小,化学稳定性居中,但其价格昂贵;而Ar
气的电离能和化学稳定性都比较适中,且容易获得。
因此,在产生等离子体时多采用H2 、N2 、He 、Ne 以及
Ar 作为放电气体。
表1 几种气体的电离能[5 ]
气体种类电离能Ei (eV) 气体种类电离能Ei (eV)
He 24. 5 H 13. 5
Ne 21. 5 O 13. 5
Ar 15. 7 N 14. 5
Kr 14. 0 Li 5. 4
Xe 12. 1 K 4. 3
Cl 13. 0 Cs 3. 9
干燥空气33. 7 Hg 10. 4
值得注意的是,气体的纯度对其放电特性具有较
大影响。首先,对于两种适当的气体,如果一种气体的
激发能稍大于另一气体的电离能,则会发生Penning
效应,从而使混合气体的电离能低于这两种气体的任
何一种。例如,在Ne 和Ar 的混合气体中存在Pen2
ning 效应,通过调节气体的比例可以使混合气体的电
离能比Ne 或Ar 低很多[4 ] 。因此,可以考虑使用这种
混合气体来放电。另外,由于He 气的电离碰撞截面
较大,采用He 和Ar 气的混合气体(以He 气作为本
底气体,充以少量的Ar 气作为工作气体) 作为放电气
体在很大程度上可满足要求。但在多数情况下气体中
的杂质会使放电产生的离子种类变得复杂,且会由于
引入附加的复合机制加速等离子体的熄灭。
4 放电方式的选择
隐身等离子体可以采用工业中比较成熟的方法来
产生,但同时必须注意到隐身应用对等离子体的特殊
要求:最大电子密度应达到与所吸收微波相应的等离
子体截至频率对应的值;等离子体必须具有一定厚度
和范围,并不具有锐边界;微波能进入等离子体并与其
相作用。下面就几种可能用于隐身技术的等离子体产
生方法进行讨论。
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2005 (4) 袁忠才等:隐身等离子体的几个相关问题研究
4. 1 大气压下的介质阻挡放电和辉光放电
大气压下利用介质阻挡放电和辉光放电来产生等
离子体,无需真空装置,因此系统结构简单,已在许多
技术领域广泛应用。
利用介质阻挡放电产生等离子体,可以在局部获
得1020 m- 3 左右的电子密度,但是由于介质阻挡放电
实际上是丝状流光放电,在两电极间放电丝是随机分
布的,这样等离子体是极不稳定的;同时,在两电极间
加的是高交变电压,在一个周期内的一个放电电流脉
冲只维持几微秒的时间,其占空比很小,在电流脉冲过
后,等离子体扩散很快,以致于在大部分时间内,雷达
波并未被等离子体所吸收。所以,利用介质阻挡放电
来产生用于隐身的等离子体受到极大的限制。我们初
步测试了在梳状电极间施加交流高压所产生的介质阻
挡放电等离子体对微波的衰减情况,采用不锈钢电极,
并用薄玻璃管套封,电极间距离为1 . 5cm ,当电压在3
～5kV ,100～10kHz 范围内变化时,利用网络分析仪
在2～18 GHz 内扫描,几乎无法测出等离子体对微波
的衰减。
在一定条件下,流光放电可以转化,得到大气压辉
光放电[ 6 ] 。近年来,国内外均对此等离子体的特性进
行了大量研究。研究表明,虽然该等离子体均匀性较
差、厚度较薄[ 7 ] ,但当放电电压和频率适当时,所产生
的等离子体对微波具有一定的衰减作用[ 8 ] 。由于大气
辉光等离子体可通过覆盖在目标上的梳状平行电极来
产生,入射微波可直接进入等离子体并与之发生作用,
如果能改善其均匀性,提高其厚度,并能从理论上找到
最佳电压和频率,将有助于加速其在隐身上的应用。
4. 2 电晕放电
有时也称为单极放电,是指发生在电击穿之前的
电气上受压状态的气体中的尖端、边缘和丝附近的高
电场区的一种汤森暗放电现象。
电晕根据所加电压的不同可分为直流电晕和脉冲
电晕。对于直流电晕,由于气体直流耐压的限制,电晕
电流相当小,因而等离子体密度低,很难达到隐形的要
求。当采用脉冲电晕时,可以大大提高放电电流,因而
等离子体密度可以大幅度提高。当针电极布置得足够
密,范围足够大时,可以形成等离子体“帘”。但是,利
用脉冲放电,除非脉冲重复频率足够高,否则会出现与
利用介质阻挡放电时一样的占空比问题。
4. 3 直流辉光放电
直流辉光放电是一种研究得比较透彻、理论比较
完善的技术,是指采用直流或脉冲直流高压,使气体发
生正常或异常辉光放电,但通常利用其正常辉光区。
需要指出的是,放电多是在封闭腔中产生的,必须有真
空容器和抽真空的相应装置,真空腔应采用透微波的
材料,如玻璃。
利用直流辉光放电装置产生等离子体,其电子密
度、温度等参数基本能满足要求,但是在通常的应用场
合下,这些装置产生的等离子体体积均较小,如经典直
流放电管的直径通常只有1～2cm 左右,两电极间距
离也只有几厘米,远远不能满足隐身要求。根据气体
放电的相似性原理,如果增大电极的面积和间距,而放
电电压不变,则会相应地降低等离子体的密度;同时,
由于放电是在低压(通常≤100 Pa) 下发生的,利用式
(1) ～ (3) 可得到等离子体的碰撞频率约为108 Hz 量
级,远小于雷达波频率,因而碰撞衰减较小。
如果在经典的辉光放电装置中引入外加磁场(通
常采用磁镜结构) ,形成气体的潘宁放电,则一方面可
以在增大其体积的同时增大电子密度和碰撞频率,同
时还引入了电子和离子对微波的回旋共振吸收,从而
有利于增大等离子体对电磁波的吸收。如文献[ 5 ]中
改进的潘宁源, 其放电腔直径可达15cm , 长度为
60cm ,在等离子体的上混合共振频率附近可实现较大
的吸收,但是,与高气压下等离子体的宽波段碰撞吸收
不同,该吸收的带宽较窄,并受碰撞频率的影响。
4. 4 强电离气体放电
近年来,国内有人提出将高气压强电离气体放电
方式产生的非平衡等离子体用于隐身,并展开了相应
的研究[ 9 ] ,认为利用强电离气体放电方法产生非平衡
等离子体的实用型等离子体发生器,可望解决当前等
离子体隐身技术普遍存在的一些主要问题。但这一研
究还处于初步阶段,并且作者对于利用该等离子体吸
收电磁波的理论模型还有待完善。
5 结束语
上面仅对利用放电产生等离子体的气压、气体种
类以及放电方式的选择等问题作了相应的分析和阐
述,在论及放电方式的选择时,仅针对当前文献中提到
的几种可能用于隐身的方式进行了讨论,而对于其它
多种放电方式(如射频放电,等离子体射流等) ,由于其
用于隐身有明显的缺点而未予考察(如射频放电本身
具有微波辐射,而等离子体射流具有较强的红外和可
见光辐射,会在光波段增强目标的特征) ;同时,对于许
多可能用于隐身的非放电等离子体产生方式也未论
述,如射线轰击产生等离子体等。
从上面的分析可看出,从有利于吸收雷达波的角
度出发,等离子体应在大气压或接近大气压的条件下
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航天电子对抗2005 (4)
产生。对于放电气体的选用,考虑Ne 、He 和Ar 的混
合气体或其它化学性能稳定、电离能低且离子寿命较
长的气体较为有利,对于混合气体中两气体不同比例
对放电性能和等离子体吸波性能的影响还需进一步的
研究。
对于放电方式的选择,应综合考虑等离子体性质、
装置体积、功耗和安全性以及微波能否进入等离子体
(或如何将等离子体从封闭腔中引出) 等多种因素,从
目前的各种研究报道来看,上述的放电方式和装置还
没有一种能完全达到隐身的工程实用阶段,对于各种
可能的放电方式,均有许多问题有待研究和解决。■
参考文献:
1 Eckst rom DJ ,Vidmar RJ , Stalder KR. Microwave interac2
tion with plasmas [ R ] . Air Force Office of Scientific Re2
search ,1992.
2 Grogoire DJ , Santoru J , Schumacher KR. Elect romagnetic
wave propagation in unmagnetized Plasmas [ R] . Air Force
Office of Scientific Research ,1992.
3 刘鉴民. 磁流体发电[M] . 机械工业出版社,1984.
4 Spence PD. A Study of the effective collision f requency in a
weakly ionized turbulent penning discharge plasma[D] . PhD
Thesis of U TK,1990.
5 彭国贤. 气体放电———等离子体物理的应用[M] . 知识出版
社,1988.
6 王新新,芦明泽,蒲以康. 空气中大气压下均匀辉光放电的
可能性[J ] . 物理学报,2002 ,51 (12) : 2778 - 2785.
7 Zhang Rui ,Zhan Rujuan. Investigation of the characteristics
of atmospheric pressure surface barrier discharges [J ] . Plas2
ma Sources Sci. Technol ,2003 (12) : 590 - 596.
8 Howlader M , Yang Y, Roth J R. Time averaged elect ron
number density measurement of a one atmosphere uniform
glow dischargeplasma by absorption of microwave radiation
[A ] . Proceedings of the 29th IEEE International Confer2
ence on Plasma Science ,Banff ,Alberta ,Canada ,2002.
9 依成武,白敏冬,沈欣军等. 等离子体隐身工程设计参数选
取[J ] . 大连海事大学学报,2003 ,29 (3) :98 - 100.
(上接第6 页) 法、重心提取距离误差,目标数据处理方
法通常采用α- β滤波,以距离回路为例,其具体形式为
^Rk = ^Rk| k - 1 +α( Rk - ^Rk| k - 1 ) (8)
R^·
k = R^·
k - 1 +
β
T
( Rk - ^Rk| k - 1 ) (9)
^Rk + 1| k = ^Rk + TR^·
k (10)
式中,α、β为滤波器的滤波系数,下标“k| k - 1 ”为k - 1 时
刻对k 时刻的预测,上标“^”表示对某值的估计,上标
“·”为某值的微分值。
3. 5 系统调度
“铺路爪”雷达采用TAS 方式对目标进行跟踪。
4 “铺路爪”雷达对抗措施
“铺路爪”雷达是典型的相控阵雷达,为防止该雷
达的探测,对其进行对抗主要包括以下几个方面。
(1) 无源干扰对抗措施
无源干扰对抗措施有两个方面,其一是无源干扰
本身具有对目标的压制作用;其二是“铺路爪”雷达具
有多目标跟踪能力,除对目标跟踪外,还在一定区域具
有监视能力,雷达在多目标探测时雷达系统的时序安
排是比较紧张的,因此无源干扰的实施迫使其采取
MTI 或MTD 技术,使该雷达多目标能力与监视区域
范围下降。通常采取的无源干扰有施放箔条干扰、无
源假目标等。
(2) 有源压制性干扰对抗措施
“铺路爪”雷达工作频率范围较窄,频率覆盖范围
为30MHz ,可对该雷达施放有源压制性干扰。通常可
采用点频干扰或宽带有源压制性干扰。
(3) 有源欺骗性干扰对抗措施
“铺路爪”雷达具有目标跟踪能力,因此在雷达对
目标进行跟踪时,可采用距离、角度维欺骗干扰技术,
通常可采用距离、角度拖引方法实现对雷达的跟踪回
路干扰。
5 结束语
本文阐述了反导预警系统,并对“铺路爪”雷达进
行了详细地分析,突出了对该雷达的对抗措施。本文
的工作对反导预警系统的研制与弹道导弹的突防开展
有一定的参考价值。■
参考文献:
1 Filer E , Hartt J ,Dane C. Wideband pulse compression sys2
tem ,EASCON’76.
2 张光义. 相控阵雷达系统[ M ] . 北京: 国防工业出版社,
1994.
3 Skolnik MI. Radar handbook [ M ] . Second edition. New
York :McGraw2Hill Publishing Company ,1990.
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© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
收稿日期: 2004 - 09 - 20 ;2004 - 10 - 29 修回。
作者简介:袁忠才(1977 - ) ,男,在读博士研究生,主要研究方向为
光电对抗、等离子体隐身技术。
隐身等离子体的几个相关问题研究
袁忠才,时家明
(解放军电子工程学院,合肥 230037)
摘要: 在目标的雷达隐身方面,等离子体具有巨大的应用潜力。对隐身应用时产生等离
子体的气压、放电气体种类以及放电方式进行了论述。指出在大气压下,适宜利用惰性气体放
电来产生等离子体。而目前许多文献中所报道的隐身等离子体的产生方法离工程应用还有一
定距离,还有许多问题亟待解决。
关键词: 隐身;等离子体;气压;电离
中图分类号: P354 文献标识码: A
Some problems about generating stealthy plasma
Yuan Zhongcai ,Shi J iaming
( Elect ronic Engineering Institute of PLA ,Hefei 230037 ,China)
Abstract :The plasma has great potential for radar stealth of military object s. The air pressure , the kind of
discharged gas , and the manner of discharge are described. It is pointed out that inert gases are suitable for
generating the plasma in atmospheric pressure. The methods of generating the plasma for stealth int roduced by
some literatures do not applied to the practice ,and many problems need to be solved.
Key words :stealth ;plasma ;atmospheric pressure ;ionization
1 引言
近几十年来,人们对等离子体与电磁波相互作用
进行了大量的研究,证实了等离子体具有吸收、散射电
磁波的特性[ 1 - 2 ] ,表明等离子体有应用于目标雷达隐
身的潜力。与传统的涂敷隐身涂料等隐身方式相比,
等离子体隐身具有以下优点: ①能对电磁波进行宽频
谱吸收,比普通的电磁波吸收涂层吸收带宽更宽。②
在开放环境中产生的等离子体,没有锐边界,从而边界
上具有与真空相一致的波阻抗,极大地降低了电磁波
的反射率。③如果用于飞机隐身,对飞机的外形没有
特殊的要求,因此可在不降低飞机的空气动力学特性
的同时实现隐身。④等离子体能对入射的电磁波造成
频移,使雷达接收到已发生频移的信号,致使其测出错
误的飞行器速度。
因此,等离子体在用于飞行器等的隐身方面具有
广阔的前景。而要将等离子体用于隐身,它的各种参
数(电子密度及其分布、碰撞频率、温度以及体积等) 必
须满足一定的条件。工业上广泛采用的各种等离子体
产生技术各有优缺点,且技术成熟程度不同。因而必
须选择一种适当的产生方式和环境。本文分析比较了
产生等离子体的多种放电方式及其特点,并对它们在
隐身方面的应用潜力进行了探讨。
2 气压的选择
等离子体对电磁波的吸收主要由电子和气体中的
中性粒子和离子碰撞吸收造成。在等离子体中,碰撞
频率和气压之间有着密切的关系,因此可以通过放电
气压来控制等离子体的有效碰撞频率。在温度为T
( K) 的大气中,电子与气体的中性粒子之间的碰撞频
率为[ 3 ]
vem = 6. 3 ×10 - 15 N m ( T/ 300) 1/ 2 (1)
式中N m (m- 3 ) 是气体的中性粒子密度,由气体的状态
方程决定,例如,在T = 300 K时,有
Nm = 2 . 415 ×1020 p (2)
式中, p ( Pa) 为大气压力。同时,当电子温度Te
m T
时,电子与离子间的碰撞频率[ 3 ]
vei =
5 . 5 Ni
T3/ 2
e
(ln
280 Te
N 1/ 3
i
+
1
3
ln T
Te
) (3)
式中Ni 为离子浓度。通常情况下, vem
m vei 。如在一
61
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航天电子对抗2005 (4)
个大气压下和T = 300 K 时, vem = 1. 5 ×1011 Hz ;而当
离子浓度为1016 ～1018 m- 3 时, vei ≈105 ～107 Hz 。
从式(1) 和(2) 可以看出,在温度不变的情况下vem
随气压p 的增加呈直线上升。非磁化等离子体对电
磁波的吸收在碰撞频率、等离子体频率与入射波频率
大小相当的条件下最大,因此对于常用的2～20 GHz
的雷达波,最大吸收所要求的碰撞频率只有在接近大
气压的条件下才能达到,而要在近大气压条件下产生
和维持较大体积和密度的等离子体是相当困难的事。
对于磁化等离子体,电子在磁场的作用下将作回
旋运动,产生共振吸收,从而在对应于等离子体的上混
合共振频率附近可大幅度地提高吸收[ 4 ] 。另外,在磁
化等离子体中入射波的极化方式将被改变[ 3 ] ,这对于
目标的雷达隐身也是极其有利的。
对于将等离子体用于太空中飞行器隐身,低压条
件是自然满足的;但如果将其用于地面或进地面目标
的隐身,则应考虑在封闭腔中产生和维持等离子体,这
时必须考虑采用透微波材料作为腔体,或者采用一定
的方法将封闭腔内的等离子体引出。
3 放电气体的选择
在封闭腔中产生等离子体时,可以利用多种气体
作为放电介质,如惰性气体、氢气等单质气体,也可利
用有机或无机的非单质气体或固态和液态材料的蒸
汽,还可也利用多种气体的混合物,如空气。选择时,
首先应考虑到产生和维持等离子体的功耗。功耗越
小,越有利于装置的小型化和实用化。
维持单位体积的等离子体所需要的连续波功率近
似为
P = ne Ei /τ (4)
式中, ne (m- 3 ) 为电子等离子体密度, Ei (eV) 为气体的
电离能,而τ( s) 是等离子体的寿命,它由等离子体密
度和中性气体密度决定。由上式可以看出,为了减小
功耗,应选用易电离、且电离后寿命长的气体。
通常,要求电离气体的寿命越长越好,必要的时
候,也可以引入磁场来约束等离子体,以减少电子与腔
体的碰撞,从而延长等离子体的寿命。其次,应考虑气
体的化学性质。所选用的气体应化学稳定性好,不会
自身发生分解反应,也不会与电离气体或者容器发生
反应,能使电离气体的吸附和复合维持在一个较低的
水平上。
表1 列出了几种放电常用气体或蒸汽的电离能,
可以看出,碱金属蒸汽的电离能较小,通常为几个eV
的量级,但是它会在容器中温度低的部位沉积,易造成
管内部污染,需要回收。因此利用碱金属蒸汽产生等
离子体比较麻烦,对在封闭腔中产生隐身等离子体不
实用。在其余几种气体中,Hg 蒸汽容易形成污染; H、
O、N 和Cl 等元素通常以分子状态存在,其中O2 、Cl2
容易在极短的时间内吸附电子而形成负离子,从而与
正离子复合,使电荷消失[ 5 ] ,多不采用。在惰性气体
中,He 化学稳定性最好,但是它的电离能较大;Xe 气
的电离能最小,化学稳定性居中,但其价格昂贵;而Ar
气的电离能和化学稳定性都比较适中,且容易获得。
因此,在产生等离子体时多采用H2 、N2 、He 、Ne 以及
Ar 作为放电气体。
表1 几种气体的电离能[5 ]
气体种类电离能Ei (eV) 气体种类电离能Ei (eV)
He 24. 5 H 13. 5
Ne 21. 5 O 13. 5
Ar 15. 7 N 14. 5
Kr 14. 0 Li 5. 4
Xe 12. 1 K 4. 3
Cl 13. 0 Cs 3. 9
干燥空气33. 7 Hg 10. 4
值得注意的是,气体的纯度对其放电特性具有较
大影响。首先,对于两种适当的气体,如果一种气体的
激发能稍大于另一气体的电离能,则会发生Penning
效应,从而使混合气体的电离能低于这两种气体的任
何一种。例如,在Ne 和Ar 的混合气体中存在Pen2
ning 效应,通过调节气体的比例可以使混合气体的电
离能比Ne 或Ar 低很多[4 ] 。因此,可以考虑使用这种
混合气体来放电。另外,由于He 气的电离碰撞截面
较大,采用He 和Ar 气的混合气体(以He 气作为本
底气体,充以少量的Ar 气作为工作气体) 作为放电气
体在很大程度上可满足要求。但在多数情况下气体中
的杂质会使放电产生的离子种类变得复杂,且会由于
引入附加的复合机制加速等离子体的熄灭。
4 放电方式的选择
隐身等离子体可以采用工业中比较成熟的方法来
产生,但同时必须注意到隐身应用对等离子体的特殊
要求:最大电子密度应达到与所吸收微波相应的等离
子体截至频率对应的值;等离子体必须具有一定厚度
和范围,并不具有锐边界;微波能进入等离子体并与其
相作用。下面就几种可能用于隐身技术的等离子体产
生方法进行讨论。
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2005 (4) 袁忠才等:隐身等离子体的几个相关问题研究
4. 1 大气压下的介质阻挡放电和辉光放电
大气压下利用介质阻挡放电和辉光放电来产生等
离子体,无需真空装置,因此系统结构简单,已在许多
技术领域广泛应用。
利用介质阻挡放电产生等离子体,可以在局部获
得1020 m- 3 左右的电子密度,但是由于介质阻挡放电
实际上是丝状流光放电,在两电极间放电丝是随机分
布的,这样等离子体是极不稳定的;同时,在两电极间
加的是高交变电压,在一个周期内的一个放电电流脉
冲只维持几微秒的时间,其占空比很小,在电流脉冲过
后,等离子体扩散很快,以致于在大部分时间内,雷达
波并未被等离子体所吸收。所以,利用介质阻挡放电
来产生用于隐身的等离子体受到极大的限制。我们初
步测试了在梳状电极间施加交流高压所产生的介质阻
挡放电等离子体对微波的衰减情况,采用不锈钢电极,
并用薄玻璃管套封,电极间距离为1 . 5cm ,当电压在3
～5kV ,100～10kHz 范围内变化时,利用网络分析仪
在2～18 GHz 内扫描,几乎无法测出等离子体对微波
的衰减。
在一定条件下,流光放电可以转化,得到大气压辉
光放电[ 6 ] 。近年来,国内外均对此等离子体的特性进
行了大量研究。研究表明,虽然该等离子体均匀性较
差、厚度较薄[ 7 ] ,但当放电电压和频率适当时,所产生
的等离子体对微波具有一定的衰减作用[ 8 ] 。由于大气
辉光等离子体可通过覆盖在目标上的梳状平行电极来
产生,入射微波可直接进入等离子体并与之发生作用,
如果能改善其均匀性,提高其厚度,并能从理论上找到
最佳电压和频率,将有助于加速其在隐身上的应用。
4. 2 电晕放电
有时也称为单极放电,是指发生在电击穿之前的
电气上受压状态的气体中的尖端、边缘和丝附近的高
电场区的一种汤森暗放电现象。
电晕根据所加电压的不同可分为直流电晕和脉冲
电晕。对于直流电晕,由于气体直流耐压的限制,电晕
电流相当小,因而等离子体密度低,很难达到隐形的要
求。当采用脉冲电晕时,可以大大提高放电电流,因而
等离子体密度可以大幅度提高。当针电极布置得足够
密,范围足够大时,可以形成等离子体“帘”。但是,利
用脉冲放电,除非脉冲重复频率足够高,否则会出现与
利用介质阻挡放电时一样的占空比问题。
4. 3 直流辉光放电
直流辉光放电是一种研究得比较透彻、理论比较
完善的技术,是指采用直流或脉冲直流高压,使气体发
生正常或异常辉光放电,但通常利用其正常辉光区。
需要指出的是,放电多是在封闭腔中产生的,必须有真
空容器和抽真空的相应装置,真空腔应采用透微波的
材料,如玻璃。
利用直流辉光放电装置产生等离子体,其电子密
度、温度等参数基本能满足要求,但是在通常的应用场
合下,这些装置产生的等离子体体积均较小,如经典直
流放电管的直径通常只有1～2cm 左右,两电极间距
离也只有几厘米,远远不能满足隐身要求。根据气体
放电的相似性原理,如果增大电极的面积和间距,而放
电电压不变,则会相应地降低等离子体的密度;同时,
由于放电是在低压(通常≤100 Pa) 下发生的,利用式
(1) ～ (3) 可得到等离子体的碰撞频率约为108 Hz 量
级,远小于雷达波频率,因而碰撞衰减较小。
如果在经典的辉光放电装置中引入外加磁场(通
常采用磁镜结构) ,形成气体的潘宁放电,则一方面可
以在增大其体积的同时增大电子密度和碰撞频率,同
时还引入了电子和离子对微波的回旋共振吸收,从而
有利于增大等离子体对电磁波的吸收。如文献[ 5 ]中
改进的潘宁源, 其放电腔直径可达15cm , 长度为
60cm ,在等离子体的上混合共振频率附近可实现较大
的吸收,但是,与高气压下等离子体的宽波段碰撞吸收
不同,该吸收的带宽较窄,并受碰撞频率的影响。
4. 4 强电离气体放电
近年来,国内有人提出将高气压强电离气体放电
方式产生的非平衡等离子体用于隐身,并展开了相应
的研究[ 9 ] ,认为利用强电离气体放电方法产生非平衡
等离子体的实用型等离子体发生器,可望解决当前等
离子体隐身技术普遍存在的一些主要问题。但这一研
究还处于初步阶段,并且作者对于利用该等离子体吸
收电磁波的理论模型还有待完善。
5 结束语
上面仅对利用放电产生等离子体的气压、气体种
类以及放电方式的选择等问题作了相应的分析和阐
述,在论及放电方式的选择时,仅针对当前文献中提到
的几种可能用于隐身的方式进行了讨论,而对于其它
多种放电方式(如射频放电,等离子体射流等) ,由于其
用于隐身有明显的缺点而未予考察(如射频放电本身
具有微波辐射,而等离子体射流具有较强的红外和可
见光辐射,会在光波段增强目标的特征) ;同时,对于许
多可能用于隐身的非放电等离子体产生方式也未论
述,如射线轰击产生等离子体等。
从上面的分析可看出,从有利于吸收雷达波的角
度出发,等离子体应在大气压或接近大气压的条件下
63
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航天电子对抗2005 (4)
产生。对于放电气体的选用,考虑Ne 、He 和Ar 的混
合气体或其它化学性能稳定、电离能低且离子寿命较
长的气体较为有利,对于混合气体中两气体不同比例
对放电性能和等离子体吸波性能的影响还需进一步的
研究。
对于放电方式的选择,应综合考虑等离子体性质、
装置体积、功耗和安全性以及微波能否进入等离子体
(或如何将等离子体从封闭腔中引出) 等多种因素,从
目前的各种研究报道来看,上述的放电方式和装置还
没有一种能完全达到隐身的工程实用阶段,对于各种
可能的放电方式,均有许多问题有待研究和解决。■
参考文献:
1 Eckst rom DJ ,Vidmar RJ , Stalder KR. Microwave interac2
tion with plasmas [ R ] . Air Force Office of Scientific Re2
search ,1992.
2 Grogoire DJ , Santoru J , Schumacher KR. Elect romagnetic
wave propagation in unmagnetized Plasmas [ R] . Air Force
Office of Scientific Research ,1992.
3 刘鉴民. 磁流体发电[M] . 机械工业出版社,1984.
4 Spence PD. A Study of the effective collision f requency in a
weakly ionized turbulent penning discharge plasma[D] . PhD
Thesis of U TK,1990.
5 彭国贤. 气体放电———等离子体物理的应用[M] . 知识出版
社,1988.
6 王新新,芦明泽,蒲以康. 空气中大气压下均匀辉光放电的
可能性[J ] . 物理学报,2002 ,51 (12) : 2778 - 2785.
7 Zhang Rui ,Zhan Rujuan. Investigation of the characteristics
of atmospheric pressure surface barrier discharges [J ] . Plas2
ma Sources Sci. Technol ,2003 (12) : 590 - 596.
8 Howlader M , Yang Y, Roth J R. Time averaged elect ron
number density measurement of a one atmosphere uniform
glow dischargeplasma by absorption of microwave radiation
[A ] . Proceedings of the 29th IEEE International Confer2
ence on Plasma Science ,Banff ,Alberta ,Canada ,2002.
9 依成武,白敏冬,沈欣军等. 等离子体隐身工程设计参数选
取[J ] . 大连海事大学学报,2003 ,29 (3) :98 - 100.
(上接第6 页) 法、重心提取距离误差,目标数据处理方
法通常采用α- β滤波,以距离回路为例,其具体形式为
^Rk = ^Rk| k - 1 +α( Rk - ^Rk| k - 1 ) (8)
R^·
k = R^·
k - 1 +
β
T
( Rk - ^Rk| k - 1 ) (9)
^Rk + 1| k = ^Rk + TR^·
k (10)
式中,α、β为滤波器的滤波系数,下标“k| k - 1 ”为k - 1 时
刻对k 时刻的预测,上标“^”表示对某值的估计,上标
“·”为某值的微分值。
3. 5 系统调度
“铺路爪”雷达采用TAS 方式对目标进行跟踪。
4 “铺路爪”雷达对抗措施
“铺路爪”雷达是典型的相控阵雷达,为防止该雷
达的探测,对其进行对抗主要包括以下几个方面。
(1) 无源干扰对抗措施
无源干扰对抗措施有两个方面,其一是无源干扰
本身具有对目标的压制作用;其二是“铺路爪”雷达具
有多目标跟踪能力,除对目标跟踪外,还在一定区域具
有监视能力,雷达在多目标探测时雷达系统的时序安
排是比较紧张的,因此无源干扰的实施迫使其采取
MTI 或MTD 技术,使该雷达多目标能力与监视区域
范围下降。通常采取的无源干扰有施放箔条干扰、无
源假目标等。
(2) 有源压制性干扰对抗措施
“铺路爪”雷达工作频率范围较窄,频率覆盖范围
为30MHz ,可对该雷达施放有源压制性干扰。通常可
采用点频干扰或宽带有源压制性干扰。
(3) 有源欺骗性干扰对抗措施
“铺路爪”雷达具有目标跟踪能力,因此在雷达对
目标进行跟踪时,可采用距离、角度维欺骗干扰技术,
通常可采用距离、角度拖引方法实现对雷达的跟踪回
路干扰。
5 结束语
本文阐述了反导预警系统,并对“铺路爪”雷达进
行了详细地分析,突出了对该雷达的对抗措施。本文
的工作对反导预警系统的研制与弹道导弹的突防开展
有一定的参考价值。■
参考文献:
1 Filer E , Hartt J ,Dane C. Wideband pulse compression sys2
tem ,EASCON’76.
2 张光义. 相控阵雷达系统[ M ] . 北京: 国防工业出版社,
1994.
3 Skolnik MI. Radar handbook [ M ] . Second edition. New
York :McGraw2Hill Publishing Company ,1990.
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毛子的已经X代了，TG因为基础差当年没跟上，现在的水平也是若干。偶看好毛子。
在六八年毛子入侵捷克的时候,毛子在飞机发动机的尾喷口处加某种金属离子,算不算是一次具体应用?在尾喷口那个温度下能形成等离子体么?
毛子在最近公开的3M25"陨石"巡航导弹上有用,据称是等离子隐身技术在导弹上的首次应用.
所以存在体积质量大(100Kg/个)、耗能大(40kW/个)等问题。一架第五代米格机(MFI)需安装4台，.战斗机很难运载400kg的等离子体源，也难提供160kW功率。他们正在研制第三代等离子体隐身系统，在4-14 GHz频率范围内可使米格飞机的RCS衰减20 dB（2个数量级）。俄罗斯、美国等新研制的机载等离子体发生器都存在着不同程度的自身质量大，设备体积庞大；为维持一定的电子浓度(10)`/cm3)和作用范围，消耗电源功率很大，减少了作战半径
重量问题也就罢了，160千瓦的功率才是大问题
顺便再踩一下
重量问题也就罢了，160千瓦的功率才是大问题
顺便再踩一下
原帖由 Ericsson1979 于 2007-9-12 01:15 发表
报道就很多，实际的东西还没看到过。倒是等离子电视就卖得满大街都是;P
狗撵摩托，不懂科学。
有种说法,美国的B2隐形轰炸机局部地方用了等离子体技术.
原帖由 anan12 于 2007-9-12 17:09 发表
毛子在最近公开的3M25"陨石"巡航导弹上有用,据称是等离子隐身技术在导弹上的首次应用.
前一阵子毛子才说第一代等离子隐身装备准备用在轰炸机上，因为其体积还没到可以用到战斗机上的地步，巡航导弹………………
AD报告号 ADA250710
题名 Electromagnetic-Wave Propagation in Unmagnetized Plasmas
作者 Schumacher, R. W.;Santoru, J.;Gregoire, D. J.;
机构 HUGHES RESEARCH LABS MALIBU CA;
报告号 XCAFOSR;AFOSRTR-92-0294;HAC-REF-G8200;
注释 Final rept. 1 May 1989-31 Jan 1992
出版日期 1992 MAR
页码 65 Pages(s)
语种 PE61102, WUAFOSR2301AS
叙词 *PLASMAS(PHYSICS), *ELECTROMAGNETIC WAVE PROPAGATION, *RADAR COUNTERMEASURES, *STEALTH TECHNOLOGY, SCATTERING, MODELS, INTERFACES, VACUUM, PROTOTYPES, WAVEGUIDES, MICROWAVES, RADAR, REFLECTION, REDUCTION, WAVE PROPAGATION, ABSORPTION, REFRACTION, PLASMA GENERATORS, REFLECTORS, C BAND, RADAR ABSORBING MATERIALS.
文摘 This final report describes an investigation of electromagnetic-wave propagation in unmagnetized plasmas and its application to the reduction of the radar cross section (RCS) of a plasma-filled enclosure. We have demonstrated RCS reduction of 20 to 25 dB with a prototype system at the radar range at Hughes Aircraft's Microwave Products Division in Torrance. The prototype consists of a sealed ceramic enclosure with a microwave reflector and a plasma generator inside it. When the plasma is present, the RCS is significantly reduced over a frequency range of 4 to 14 GHz. As part of the program, we also investigated the basic-plasma-physics issues relating to the absorption and refraction of electromagnetic (EM) waves in collisional plasmas. We demonstrated absorption as high as 63 dB in a section of plasma-loaded C-band rectangular waveguide. We also developed a theoretical model for the plasma cloaking process that includes scattering contributions from the plasma-vacuum interface, partial reflections from the plasma, and collisional absorption in the plasma. The theoretical model is found to be in reasonable agreement with the experimental results and can be used to confidently design future plasma cloaking systems. Plasma Cloaking, RCS Reduction.
分类 201400 - RADIOFREQUENCY WAVE PROPAGATION;170403 - RADAR COUNTERMEASURES;090100 - ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT;
据说这个是等离子隐身的教父
题名 Electromagnetic-Wave Propagation in Unmagnetized Plasmas
作者 Schumacher, R. W.;Santoru, J.;Gregoire, D. J.;
机构 HUGHES RESEARCH LABS MALIBU CA;
报告号 XCAFOSR;AFOSRTR-92-0294;HAC-REF-G8200;
注释 Final rept. 1 May 1989-31 Jan 1992
出版日期 1992 MAR
页码 65 Pages(s)
语种 PE61102, WUAFOSR2301AS
叙词 *PLASMAS(PHYSICS), *ELECTROMAGNETIC WAVE PROPAGATION, *RADAR COUNTERMEASURES, *STEALTH TECHNOLOGY, SCATTERING, MODELS, INTERFACES, VACUUM, PROTOTYPES, WAVEGUIDES, MICROWAVES, RADAR, REFLECTION, REDUCTION, WAVE PROPAGATION, ABSORPTION, REFRACTION, PLASMA GENERATORS, REFLECTORS, C BAND, RADAR ABSORBING MATERIALS.
文摘 This final report describes an investigation of electromagnetic-wave propagation in unmagnetized plasmas and its application to the reduction of the radar cross section (RCS) of a plasma-filled enclosure. We have demonstrated RCS reduction of 20 to 25 dB with a prototype system at the radar range at Hughes Aircraft's Microwave Products Division in Torrance. The prototype consists of a sealed ceramic enclosure with a microwave reflector and a plasma generator inside it. When the plasma is present, the RCS is significantly reduced over a frequency range of 4 to 14 GHz. As part of the program, we also investigated the basic-plasma-physics issues relating to the absorption and refraction of electromagnetic (EM) waves in collisional plasmas. We demonstrated absorption as high as 63 dB in a section of plasma-loaded C-band rectangular waveguide. We also developed a theoretical model for the plasma cloaking process that includes scattering contributions from the plasma-vacuum interface, partial reflections from the plasma, and collisional absorption in the plasma. The theoretical model is found to be in reasonable agreement with the experimental results and can be used to confidently design future plasma cloaking systems. Plasma Cloaking, RCS Reduction.
分类 201400 - RADIOFREQUENCY WAVE PROPAGATION;170403 - RADAR COUNTERMEASURES;090100 - ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT;
据说这个是等离子隐身的教父
田纳西大学的等离子隐身天线是这样的
大连海事学院的论文,内容比较令人兴奋,不过其条件不是很清楚,气压更高的空域是否适用,在高速飞行中能否适用,用于整个飞行器总能耗有多少,均未交待
看起来MS的时代很快就能到来了:L
田纳西大学等离子隐身天线实验结果
原帖由 当头一砖 于 2007-9-12 10:57 发表
四川人有句俗语：狗撵摩托，不懂科学。
等离子隐身技术从50年代就被验证是有效可行的，60，70年代美国nasa和英国，德国用等离子注入研究层流翼技术，可见等离子体的产生本身是没有问题的，从层流气动资料的研 ...
AD报告出了92年这个教父文章之后，MS没有像样的研究这个题目的（好像还有一篇冷等离子体隐身的综述，其他的等离子体研究倒是气象的居多），IOP带有stealth和plasma的有两篇，一篇是南京林业大学的，另一篇是个什么等离子刊物的发刊词，IEEE上有12个结果，跟国内近年大量出现的文章比，好像怎么说也不是很热门的样子啊
单纯查等离子隐身肯定没有什么收获，西方主要把精力放在等离子的发生和注入等具体技术方面，隐身方面的论文肯定是比较少了
原帖由 暴风 于 2007-9-12 22:55 发表
有种说法,美国的B2隐形轰炸机局部地方用了等离子体技术.
还有种说法是开启该设备后可以超音速，听起来很不可思议。
原帖由 当头一砖 于 2007-9-13 09:48 发表
单纯查等离子隐身肯定没有什么收获，西方主要把精力放在等离子的发生和注入等具体技术方面，隐身方面的论文肯定是比较少了
;P 有还是有的，IEEE上有俩阿三做3D计算的
原帖由 aaasssaaa 于 2007-9-12 23:02 发表
前一阵子毛子才说第一代等离子隐身装备准备用在轰炸机上，因为其体积还没到可以用到战斗机上的地步，巡航导弹………………
MAKS07上公开的3М-25 Метеорит (П-750)"陨石"
毛子的介绍,就是这里面说的用了等离子体隐身,至于有没有吹牛就只有他们自己知道了;P
http://www.testpilot.ru/russia/chelomei/p/750/meteorit.htm
局部等离子的运用不是就可以了，看来飞机外型也不需要太过考虑隐身，信号太强烈的地方放个等离子就可以了。
原帖由 anan12 于 2007-9-13 13:44 发表
MAKS07上公开的3М-25 Метеорит (П-750)"陨石"
http://bbs.cjdby.net/attachments/month_0708/2007 ...
这个网页MS上面带的翻译器不能用啊
原帖由 游民 于 2007-9-12 22:21 发表
先踩一下再说
1999年初，俄罗斯克尔德什研究中心研究成功等离子体隐身方法.他们的第一代系统是片状发生器，贴在飞行器的强散射部位，应用机载等离子体发生器产生的等离子体去吸收电磁波，使飞机RCS减小两个数 ...
;P 现在根本不是计较数字的时候，而是那东西在哪里，有谁见过
Описание
Разработчик ЦКБМ
Обозначение комплекс «Метеорит-А» П-750 «Метеорит-М» «Метеорит-Н»
ракета 3М25А 3М25
Обозначение NATO AS-X-19 SS-N-24 «Scorpion» SSC-X-5
Первый пуск 11 января 1984 26 декабря 1983 20 мая 1980
Тип ГСН инерциальная и радиолокационная с системой коррекции по рельефу местности
Геометрические и массовые характеристики
Длина, м 12,8 (12,5-13)
Размах крыла, м 5,1
Диаметр, м 0,9
Стартовый вес, кг с ускорителями 12650
без ускорителей 6300 (4500) 6380
Тип боеголовки моноблочная термоядерная
Масса БЧ, кг 1000
Силовая установка
Маршевый двигатель ТРД ТРД ТРД
Тяга, кгс (кН)
Стартовый ускоритель ЖРД ЖРД
Летные данные
Скорость, км/ч (V=) 3000 (2,5-3) 3500
Дальность пуска, км 5000 (3000) 4500-5000
Продолжительность полета, ч 1
Маршевая высота полета, м 22000-24000
原来这就是传说中的SS-N-24和KH-19？而当年那个“SSC-X-5 是SS-N-26岸防版本”的说法也是错误的。但是KH-19不是一种高超音速导弹么？
Разработчик ЦКБМ
Обозначение комплекс «Метеорит-А» П-750 «Метеорит-М» «Метеорит-Н»
ракета 3М25А 3М25
Обозначение NATO AS-X-19 SS-N-24 «Scorpion» SSC-X-5
Первый пуск 11 января 1984 26 декабря 1983 20 мая 1980
Тип ГСН инерциальная и радиолокационная с системой коррекции по рельефу местности
Геометрические и массовые характеристики
Длина, м 12,8 (12,5-13)
Размах крыла, м 5,1
Диаметр, м 0,9
Стартовый вес, кг с ускорителями 12650
без ускорителей 6300 (4500) 6380
Тип боеголовки моноблочная термоядерная
Масса БЧ, кг 1000
Силовая установка
Маршевый двигатель ТРД ТРД ТРД
Тяга, кгс (кН)
Стартовый ускоритель ЖРД ЖРД
Летные данные
Скорость, км/ч (V=) 3000 (2,5-3) 3500
Дальность пуска, км 5000 (3000) 4500-5000
Продолжительность полета, ч 1
Маршевая высота полета, м 22000-24000
原来这就是传说中的SS-N-24和KH-19？而当年那个“SSC-X-5 是SS-N-26岸防版本”的说法也是错误的。但是KH-19不是一种高超音速导弹么？
在主动隐身技术的应用方面，TsNII正在研究用离散的等离子场来显著降低飞机或导弹的雷达信号特征。在苏联时代的后期，他们为评价等离子体的潜在军事应用进行了大量的工作。等离子体可能会高效耗散射频能量，但是，生成等离子体场的本身需要耗费大量的能量。从能量供给的角度来看，生成能保护整个平台的等离子场已经被证明是不现实的。尽管如此，在机身上形成强反射源的特殊部位形成等离子场似乎更可行一些。
TsNII的一些资料已经论述了用离散的等离子场对战斗机的雷达进行隐身。在实际工作中，他们至少已经将这种隐身方法用到了某种巡航导弹上。
据报道，一种被称为Marabu的等离子发生系统正处于研制之中，并打算用于Chelomei（即现在的NPO Mashinostroenia）公司的3M-25 Meteorit型导弹。Chelomei公司曾打算研制一种空中、地面和潜艇通用的巡航导弹，虽然在上世纪80年代末和90年代初有些型别的导弹进行了多次试验，但是最终并没有成功。
NPO Mashinostroenia曾经表示有兴趣用等离子技术减少雷达的信号特征，但是到目前为止，还没有在任何一种已经服役的导弹上采用这项技术。TsNII打算在高空飞行剖面的3M-25巡航导弹使用弹载等离子发生器。因为在高空产生等离子体需要的能量比在低空时要低很多。对于3M-25的设计方案来说，采用隐身技术可以缩短敌方防御系统发现这种导弹的距离，从而减少其做出反应的时间，增加对这种导弹实施拦截的复杂性。另一家参与竞争的设计局Raduga也研究了等离子场的潜在应用价值，但是他们认为，对于飞行高度很低的巡航导弹来说，采用等离子隐身所需要的能量太高。
但是在Raduga公司的设计方案中，有一种被称为GELA的导弹可能会从中受益。GELA的代号可能是Kh-90，上世纪90年代初曾经有一些这种导弹进行了试验，俄罗斯似乎想用这种导弹至少部分地取代Kh-22(As-4)。按计划，Kh-90在末段时将以M5以上的速度从高空突防，然后以很高的坡度急剧地向航空母舰尺寸大小的目标俯冲。在这样高的飞行剖面上，可以考虑在导弹的头部用某种形式的等离子场进行隐身。但是由于经费的原因，俄罗斯目前已经放弃了GELA/Kh-90的研制计划。苏联末期的许多项目都遇到了同样的命运。（作者：中国航空工业发展研究中心技术所 赵群力（摘自 Internet）
TsNII的一些资料已经论述了用离散的等离子场对战斗机的雷达进行隐身。在实际工作中，他们至少已经将这种隐身方法用到了某种巡航导弹上。
据报道，一种被称为Marabu的等离子发生系统正处于研制之中，并打算用于Chelomei（即现在的NPO Mashinostroenia）公司的3M-25 Meteorit型导弹。Chelomei公司曾打算研制一种空中、地面和潜艇通用的巡航导弹，虽然在上世纪80年代末和90年代初有些型别的导弹进行了多次试验，但是最终并没有成功。
NPO Mashinostroenia曾经表示有兴趣用等离子技术减少雷达的信号特征，但是到目前为止，还没有在任何一种已经服役的导弹上采用这项技术。TsNII打算在高空飞行剖面的3M-25巡航导弹使用弹载等离子发生器。因为在高空产生等离子体需要的能量比在低空时要低很多。对于3M-25的设计方案来说，采用隐身技术可以缩短敌方防御系统发现这种导弹的距离，从而减少其做出反应的时间，增加对这种导弹实施拦截的复杂性。另一家参与竞争的设计局Raduga也研究了等离子场的潜在应用价值，但是他们认为，对于飞行高度很低的巡航导弹来说，采用等离子隐身所需要的能量太高。
但是在Raduga公司的设计方案中，有一种被称为GELA的导弹可能会从中受益。GELA的代号可能是Kh-90，上世纪90年代初曾经有一些这种导弹进行了试验，俄罗斯似乎想用这种导弹至少部分地取代Kh-22(As-4)。按计划，Kh-90在末段时将以M5以上的速度从高空突防，然后以很高的坡度急剧地向航空母舰尺寸大小的目标俯冲。在这样高的飞行剖面上，可以考虑在导弹的头部用某种形式的等离子场进行隐身。但是由于经费的原因，俄罗斯目前已经放弃了GELA/Kh-90的研制计划。苏联末期的许多项目都遇到了同样的命运。（作者：中国航空工业发展研究中心技术所 赵群力（摘自 Internet）
美《航空周刊》披露俄罗斯隐身飞机/导弹
2003-10-23 08:38:56 中国航空信息网
这段当年在外交部的《军事特刊》上登载过。
2003-10-23 08:38:56 中国航空信息网
这段当年在外交部的《军事特刊》上登载过。
原帖由 饕餮天吃星 于 2007-9-13 13:59 发表
Описание
Разработчик ЦКБМ
Обозначение комплекс «Метеорит-А» П-750 «Метеорит-М» «Метеорит-Н& ...
偶觉得这个网页上说的各种型号可能不一定正确,偶查这个3M25的时候还查出过好几个其他型号,而且北约命名的型号可能还要再等一段时间,信息太少,估计他们现在自己也还没搞清楚呢.
原来需要消耗巨大的能量。。。。。。。。。
打算在高空飞行剖面的3M-25巡航导弹使用弹载等离子发生器。
原帖由 aaasssaaa 于 2007-9-13 14:49 发表
NPO Mashinostroenia曾经表示有兴趣用等离子技术减少雷达的信号特征，但是到目前为止，还没有在任何一种已经服役的导弹上采用这项技术。TsNII打算在高空飞行剖面的3M-25巡航导弹使用弹载等离子发生器。
美《航空周刊》披露俄罗斯隐身飞机/导弹
2003-10-23 08:38:56 中国航空信息网