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        rcs是什么意思(rcs雷達散射截面積)

        前言:自 1980 年以來,“隱身”一詞在航空界就廣為人知,并隨著海灣戰爭中F-117隱形戰斗機的使用而流行。F-117 在夜間轟炸了伊拉克軍隊的高價值目標而從未被發現,共和國衛隊部署在巴格達周邊的防空火力完全沒有發揮任何作用。

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        F-117隱形戰斗機

        戰斗機的隱形技術(也稱為VLO或“非常低可見技術”)是指減少或降低飛機在雷達上的可探測特征,這些特征包括:紅外,視覺,聲音和熱輻射等。

        什么是RCS?

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        RCS(雷達散射截面)是衡量飛行目標向雷達接收器反射雷達信號的能力。RCS 的概念大體可以理解為:雷達波照射目標的反射功率與原始功率密度之比。簡單來說:只有一部分雷達波能夠照射到目標,只有一小部分的雷達波返回雷達接收器。

        雷達的工作原理是通過定向天線以錐形光束的形式發射電磁波,當這些波擊中反射目標時,部分光束被阻擋并向各個方向散射,部分發射能量返回雷達發射天線。大多數雷達的工作原理是以每秒數千次脈沖的形式發射電磁波,雷達天線成為接收器。通過計算脈沖發射和返回之間的時間,可以知道與目標的距離。

        由于環境會產生噪音(“雜波”),雷達只能感知高于特定水平的回波。

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        動畫顯示了 F-15 的RCS ,當從正面和背面檢測到飛機時,雷達上飛機的面積值出現峰值

        下圖是一些典型的 RCS 測量值(以平方米為單位):

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        隱身技術試圖通過使用吸收雷達波的材料和改變機身的形狀來大幅降低 RCS,這些材料將波分散到敵方雷達發射器以外的方向。

        減少 RCS 的最顯著方法是在飛機制造中使用非金屬材料。雷達波的反射取決于機身材料所感應到的電流。如果使用非導電材料,如碳復合材料、玻璃纖維和其他材料,將產生很少的電流,產生的回波也很小。

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        機身材料對雷達回波的影響

        此外,經過特別設計機身外形,可以避免與發射器成直角并采用平滑、和諧的形狀,可以偏轉而不是反射入射雷達能量。由于平面是優良的雷達波反射面,隱身設計應立足于消除這樣的平面及避免 90 度的轉角。

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        機身形狀對雷達回波的影響

        為了處理殘余反射,飛機的某些部分使用了吸收雷達材料(RAM)涂層,能夠吸收不同波長的雷達波。

        應用現有的一些技術可以大大減少戰斗機的 RCS,甚至是大型戰斗機。例如,同樣是大型戰略轟炸機,B-52 的 RCS大約 為100立方米,此相反的是B-1B 的 RCS 僅為 1平方米,F-117A的 RCS介于 0.01 和 0.001 m 2 之間。

        為什么減少 RCS 很重要?

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        RCS 是一個減少敵方雷達探測距離的變量。由于錐形波束和散射能量,RCS 與雷達范圍之間的關系不成正比,檢測范圍與 RCS 的面積成正比。

        例如,如果雷達對具有 10平方米 RCS 目標的探測距離為 100 英里,則同一雷達對具有 5平方米的 RCS 目標的探測距離為 84 英里,而對于1平方米的目標,同一雷達的探測距離為 55 英里,反射率減少 99% ,敵方雷達探測距離減少45%。

        RCS 減少 1/1000 ,雷達探測距離減少 82%,這可以顯著增加戰斗機的戰術優勢。讓我們舉例說明一下:一部雷達在其最大探測距離上掃描下圖中的飛機,右邊的 F-4 和 F-15 會被探測到并出現在雷達屏幕上,左邊的兩架 F-117 和 F-22 可以安全地飛行,并在10 英里范圍外不會被發現。

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        最后,列出一些戰斗機的RCS值(預測):

          • B-52: 100 平方米
          • F-4、A-10: 25平方米
          • B-1B: 1 平方米
          • 米格-21:3平方米
          • 米格-29: 5平方米
          • F-16C:減少 RCS后1.2立方米
          • F-18E、陣風:0.75 平米
          • 鷹獅:0.1平方米
          • 狂風:0.25-0.75 平米
          • F-117、B-2、F-22:0.01 至 0.001 平米

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