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军用等离子体隐身技术为何得不到应用,其高能特性对战机危害很大

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文|伽利略视野

20世纪90年代以后,俄罗斯一直试图超越B2和F22战机技术,其学术界和工程界热议各种不可靠的概念方案。直到今天,许多人认为俄罗斯等离子隐身技术是那个时代不可靠的遗产。究其原因如下:军用等离子体隐身技术为何得不到应用,其高能特性对战机危害很大。

传说采用等离子体隐身的米格41战斗机

首先,等离子体一点也不神秘。例如在生活中,肉眼能看到的最常见的等离子体是火焰,特别是它的高温部分。另外,随处可见的荧光灯,也是依靠等离子体来发光。

早期研究等离子隐身技术的战机较多

而且事实上,目前相当一部分等离子体隐身技术的实验都是依靠荧光灯作为核心来产生和维持等离子体的。等离子体可以直观地看作是电离气体。在传统气体之中,分子都是是中性粒子。加高能电离之后,大部分气体变成带正电荷或负电荷的粒子。在这种状态之下,粒子的电场势能很高,所以绝不平稳。

等离子体隐身技术的另一个路线

由于带电粒子的高能,它们通常会发射大量电磁辐射,包括可见光。自然界之中的极光就是一个典型例子。等离子体对电磁波的影响是多方面的,不仅仅是吸收。因此,在等离子体隐身技术中,需要涉及非常复杂的频率调制和其他处理,以最大化产生等离子体吸收目标特定频带频率的雷达波的能力,并尽可能地抑制其有源电磁辐射效应。这是等离子体隐身实际应用中最难的问题之一。

修型和吸波路线已成正果

其次,等离子体本身的温度和电离所需的功率将非常高的。等离子体云是电离的,处于高能状态。这意味着,可以用高浓度的等离子云覆盖飞机的大部分内腔。等离子体由于其高能特性,会对接触物形成破坏性的腐蚀作用。在电离作用下,等离子体之中会产生大量的活性基团,与接触物发生反应,形成腐蚀作用。在飞机上,腐蚀是导致电气设备故障和结构故障的核心因素之一,经常导致解体等灾难性后果。飞机设计和制造技术的原则是尽一切可能隔离,防止和延缓腐蚀的发生。这是一个矛盾的地方。

B2隐形轰炸机

再次,在飞机结构中,建立一些封闭的空腔,然后用等离子体填充,形成局部吸收电磁波能力。在一定的体积内,吸收雷达波等离子体所需的等离子的数量和浓度很容易达到。但是当雷达仓充满等离子之后,战斗机自身的雷达将无法工作。

歼20隐形战斗机

事实上,这个问题并不局限于战斗机雷达。任何其他射频设备天线被等离子体覆盖都会受到这个问题的困扰。例如,航天器回归大气层时,与地面的通信受到严重干扰,甚至被切断,这是由其四周高温空气的高电离度引起的,形成了等离子体包裹航天器的现象。要解决这一问题,目前的解决方案只能是时间控制措施,即在使用雷达时,关闭等离子体隐身功能。面对全新一代雷达选择性透波材料,这项技术根本没有竞争力。

F35隐形战斗机

总之,上述问题有些是根本无法解决的,有些是不符合飞机制造和隐身要求的。否则,为什么苏57飞机似乎主要采用修形技术和吸波材料技术,而不是等离子隐身技术。等离子体隐身研究中还存在着许多无法解决的技术问题,即使在未来的研究中大部分问题都可以解决,但有些问题是致命的、无法解决的。

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