基本介紹
- 中文名：隱身結構
- 外文名：Stealth structure
- 特點：滿足結構要求，減小電磁波反射
- 優點：不降低機動性，擴大吸波材料套用
- 吸波材料種類：塗敷型和結構型
- 機翼隱身處理：整個機翼設計為隱身結構等
基本概念,吸波材料,機翼前緣的隱身處理方式,
基本概念
外形隱身和材料隱身技術是提高飛行器隱身性能的兩個基本方法。但單純的外形隱身和材料隱身技術都有其局限性。過分依賴於外形隱身技術會導致飛行器的飛行性能下降。而吸波材料有效工作頻段一般較窄，如果想進一步提高吸收率和拓寬頻帶，要受到材料厚度和重量等方面的限制。因此，單從外形和材料入手來提高飛行器隱身性能，代價太大。
從飛行器設計觀點來看，如果把減少飛行器電磁散射的手段不僅僅限於部件表面形狀和材料，而將其擴展到整個部件結構（包括內部結構），那么提高飛行器隱身性能的另一個思路是將機體上的某些無法避免的強散射部位（如翼面前緣）設計成隱身結構。所謂隱身結構是指由蒙皮和多種內部材料組成的、能滿足承載要求、並具有明顯降低雷達散射截面的結構。它是一種既能滿足外形和結構要求，又能有效減少電磁波反射的多功能一體化結構。與外形隱身和材料隱身措施相比，這種隱身措施不會因過分強調修改外形而降低飛行器的機動性和敏捷性，同時也擴大了吸波材料在機體上的套用範圍。
由於飛行器結構具有一定的結構高度和結構空間，通過優選結構幾何形狀和材料的電磁參數，可使入射波在結構中多次反覆傳播和損耗,最大限度地吸收電磁波，從而獲得較高的吸收率。
吸波材料
飛行器隱身性能的獲取，往往是通過外形或結構的隱身設計、採用吸波材料等多種措施，以降低其雷達、紅外或目視信號特徵，從而實現其隱身性能，而雷達吸波材料又是隱身材料中發展最快的材料。它可廣泛套用于軍用設施上以降低目標的雷達散射截面，從而大大降低目標被雷達發現的可能性。
吸波材料按其成形工藝承載能力分塗敷型和結構型兩種。塗敷型吸波材料具有工藝簡單，使用方便，容易調節等優點。吸波結構材料具有承載和吸波雙重功能，它既能減輕結構重量，又能提高有效載荷，套用前景更為廣闊。
理想的吸波材料應是吸收頻頻寬、多頻段、輕質、薄厚度、物理機械性能好、低成本等特點。從電磁波與介質相互作用的角度看，多層吸波結構材料更有利於達到多頻段、寬頻帶的目標，也有利於充分利用各層吸波材料的性能，達到最優的吸波效果。吸波材料最佳化設計具有多參數、多目標的全局最佳化特點。隨著最佳化技術在材料科學與工程研究中的套用，使得進行吸波材料的最佳化設計成為可能。最佳化設計包括吸波機理分析、計算模型建立、目標函式構造及最佳化方法選取等內容。
機翼前緣的隱身處理方式
在飛行器結構中，機翼或彈翼的前後緣是飛行器的強散射點之一，需要對其進行隱身處理。目前，對機翼前緣的隱身處理主要有兩種手段。
一種是對機翼的外部及內部使用塗覆型或結構型吸波材料。F-22對翼面結構的前後緣等結構採用先進的寬頻、高性能吸波結構複合材料，對其進行雷達散射截面（RCS）減縮。X-47B採用碳纖維複合吸波塗層材料。這些單純的吸波材料都具有重量大、不易維護等缺點。
另一種為將整個機翼設計為隱身結構，即在保持原有氣動外形的條件下，將吸波材料同機翼中承力結構結合在一起。它是一種既能滿足外形氣動和結構要求，又能有效減少電磁波反射的多功能一體化結構。如B-2隱身轟炸機機翼蒙皮最外層塗覆磁損耗吸波塗層，蒙皮採用一種六角形蜂窩夾芯碳/環氧吸波結構材料，前後緣採用蜂窩夾芯結構，蜂窩格線內填充有磁損耗和電損耗吸波物質，夾芯上下為吸波波紋板。
