身頭部、飛機的副油箱等部件的外形通常
類似于橢球體,通過對這些部件外形的修
改,能有效地降低它們的RCS。同樣的道理,
尖劈形的機翼前緣的RCS 要比柱面形的機
翼前緣的RCS 小得多,因為尖劈形機翼前
緣所產生的邊緣繞射與柱面形的機翼前緣
所產生的鏡面反射相比,要弱得多。
三、對強散射源進行摭擋
在飛機空氣動力設計中,對于有些外
露部件和凸出物,常用流線型的整流罩來
遮擋這些外露部件或凸出物,從而達到減
少氣動阻力的目的。在飛機的隱身設計中,
也有類似的摭擋措施。
對于一些既不可避免又無法消除的強
散射源,則應設法對其進行遮擋,有人稱
之為遮擋技術。飛機通常由多個部件組成,
如果某一部件在某一雷達波照射區域內被
其它部件所遮擋,那么在該方位區域內,
這個部件對全機RCS 沒有影響。因此,如
果能在主要的探測方位上,用其中的一些部件對另外的強散射部件進行遮擋,也會是一種降
低全機RCS 的有效措施。
例如將發動機短艙安排在機身的背部
或機翼的后上方,則對仰視雷達而言,機
身和機翼對發動機起遮擋作用。圖10.11
示出了發動機短艙在有遮擋和無遮擋時,
其RCS 的變化情況。用機身或機翼對發動
機進行遮擋后,發動機的RCS 在很大視角
內對全機RCS 沒有貢獻,從而大大地降低
了全機的RCS。美國的隱身轟炸機B-2 采用
背部式進氣道來提高其隱身性能,就是這
個道理。
圖10.10 3 種不同外形機頭RCS 的比較(f=3.0GHz)
圖10.11 有遮擋和無遮擋時發動機短艙的RCS 曲線
發動機壓氣機的導向器和轉子是強散射源,如果將進氣道加長,采用S 形彎管進氣道遮
擋壓氣機,使電磁波不能直接照射到壓氣機,則可使其RCS 降低。
另外,也可以利用金屬柵網遮蓋進氣道。這種方法是在進氣道口上加蓋一個導體柵網,
網孔尺寸遠小于雷達波長。這樣電磁波將從柵網上散射而不進入進氣道。柵網的形體可以是
凸面形的網或斜置平面網,凸面形的網使電磁波分散各個方向散射以減小散射峰值,斜置平
面網可控制電磁波散射的方向,將主要回波能量控制在雷達威脅區域之外的方向上。F-117A
· 154 ·
隱身戰斗機就采用了斜置平面柵網來遮擋它的發動機。
飛機的座艙也是不可避免的散射源,其中有飛行員和各種儀表及設備,座艙結構比較復
雜,形成一個空腔體。入射波經座艙蓋后,必然構成強反射。為了減弱其回波強度,可以在
座艙蓋表面蒸鍍上一層不透波的金屬膜,遮擋住雷達波,使其不能進入座艙內。這樣的鍍膜
不影響艙蓋的透明度,既保證了飛行員的視野又可以降低RCS 值。
四、控制散射方向,使散射能量集中在雷達威脅區域之外
對于特定的雷達系統,飛機在進行突防時,一些照射區域要重要些,而另一些區域就顯
得不那么重要。因此可將飛機的主要散射能量偏離雷達的照射區域(稱為雷達的威脅區域),
從而來降低飛機的后向散射能量,使雷達發現飛機的概率降低。一般來說,飛機進行突防時,
前向區域是雷達的威脅區域;若沒有預警機,飛機幾乎不會從上方被觀察到,因此從上自下
觀察的區域就是不重要區域。
目標的RCS 隨其外形和方位變化很
大,我們可以通過改變目標的外形和被
照射的方位來控制其散射方向,來減少
目標在雷達威脅區域內的RCS。例如,對
于平板來說,當入射波垂直于平板照射
時,平板的RCS 很大,但照射方向稍有
變化時,平板的RCS 急劇下降。因此,
只要控制平板被電磁波照射的方位,就
能大大降低其RCS。隱身戰斗機F-117A
的外形就采用了平板結構,F-117A 的設
計師們認為雷達探測的范圍一般在水平
面上下30°范圍內,因此他們把F-117A
大多數表面設計成與垂直面的夾角大于30°的平板式結構,如圖10.12 所示,從而把該飛機
的雷達散射波的主要能量控制在雷達威脅區之外,使雷達難于接收到較強的電磁信號,極大
地提高了該飛機的隱身性能。
圖10.12 平板式外形結構F-117A 隱身戰斗機
若飛機前向照射區域為主要區域,那么大后掠角機翼比直機翼在雷達威脅區域內的RCS
要小。圖10.13 比較兩種不同后掠角的機翼的電磁波反射方向。從圖中看出,通過改變機翼
外形可控制它的電磁反射方向,使其散射的主要能量偏離雷達威脅區域。
五、消除角反射器效應
由于角反射器在很大的方位角范圍內,都有很強的后向反射。為了減小飛機的RCS,必
中國航空網 www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址:飛機總體設計(48)