2025年高考物理隱身艦艇的秘密

　　隱身艦艇的秘密

　　所謂隱身，通俗地說，就是改變武器裝備的聲、光、電、磁、熱等特征，使對方探測設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)和識別。與飛機(jī)和導(dǎo)彈等空中目標(biāo)不同，作為海上（海面和海水中）特定環(huán)境下的目標(biāo)——艦艇，它的可探測性特征除了敵方探測雷達(dá)的散射回波和艦艇自身的紅外輻射之外，還有艦艇的噪聲等信息。因此，對艦艇的探測，主要是采用雷達(dá)、聲納和外信號來探索和發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。艦艇要隱身就必須采取一些措施來降低它這三方面的可探測信息特征：

　　對付雷達(dá)探測

　　雷達(dá)是最常見和有效的探測設(shè)備之一，它在工作時，向一定空域發(fā)射電磁波，該電磁波遇到信號后便會被反射回來，雷達(dá)接收到該反射信號，就會發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。因此，針對這個特點(diǎn)，為了不讓對方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，就可以采取兩種措施來對付雷達(dá)探測，一是使照射到目標(biāo)上的雷達(dá)波反射到其他方向，不能返回雷達(dá)處，從而使雷達(dá)接收不到目標(biāo)反射的信號；二是將照射到目標(biāo)上的雷達(dá)波強(qiáng)烈地吸收掉，使返回到雷達(dá)處的信號變得極其微弱，以致于雷達(dá)檢測不到目標(biāo)的反射信號，從而發(fā)現(xiàn)不了隱身目標(biāo)。

　　對第一種情況，可通過改變艦艇的外形來實現(xiàn)。如：1、外形用曲面板代替平面板。如美國的“阿利·伯克”級宙斯盾驅(qū)逐艦的艦體和上層建筑都盡可能采用圓弧形表面和棱，來避免鏡面強(qiáng)反射；2、各部結(jié)構(gòu)設(shè)計成傾斜式側(cè)面。如法國的“拉菲特”級護(hù)衛(wèi)艦采用外傾式干舷和內(nèi)傾式上層建筑側(cè)面，以將雷達(dá)波反射到空中或水中；3、各部結(jié)構(gòu)采用倒角連接。如英國的23型護(hù)衛(wèi)艦、法國的C－70級驅(qū)逐艦、俄羅斯的“基洛夫”級巡洋艦等，其艦體與上層建筑、甲板與舷頂列板、艦板與甲板以及列板間的連接處，普遍采用凸面圓滑過渡的倒角連接，以盡可能消除或減弱角反射效應(yīng)，這可使雷達(dá)波反射強(qiáng)度降低10倍。4、減少外露的武器裝備和設(shè)備。如瑞典隱身試驗艇“司米奇”號將所有通常外露的武器裝備都盡量設(shè)計成可伸縮的；并使窗口蓋與甲板配平，可大大減少雷達(dá)波散射源的數(shù)量。

　　對第二種情況，主要是借助特殊的、能強(qiáng)烈吸收雷達(dá)波的材料。通常用于艦艇的雷達(dá)隱身材料由結(jié)構(gòu)吸波材料、透波材料及涂料構(gòu)成。從而將照射到目標(biāo)上的雷達(dá)波強(qiáng)烈地吸收掉，使返回到雷達(dá)處的信號變得極其微弱，以致于雷達(dá)檢測不到目標(biāo)的反射信號，從而發(fā)現(xiàn)不了隱身目標(biāo)。

　　對付聲納探測

　　聲納是在水下發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的重要工具。聲納是卓越的“水下偵察兵”，它能探測到潛艇在大海深處的一舉一動。據(jù)統(tǒng)計，第二次世界大戰(zhàn)期間，交戰(zhàn)雙方損失的潛艇有1000多艘，這些潛艇大部分都是被聲納發(fā)現(xiàn)的。聲納分為主動式和被動式兩種。主動式聲納自己發(fā)出聲波，并根據(jù)目標(biāo)反射的回波來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。主動式聲納能探測靜止目標(biāo)的方位和距離，但容易暴露自己、偵察距離短。對付這類聲納，可用吸音涂層等手段吸收聲波達(dá)到隱身效果。如在艦體表面采用消聲瓦或涂敷吸音涂層就可達(dá)到隱身目的，像美國、俄羅斯、英國等國有不少核潛艇都在殼體上安裝了消聲瓦，從而把吸收敵方主動聲納和降低本艇的輻射噪聲二者相互結(jié)合起來，使艇體形成一個良好的無回聲層來達(dá)到隱身的目的；或者在殼體表面涂敷上一層吸收對方主動聲納聲波的涂層，減弱消除反射聲波。試驗表明，核潛艇采用吸音涂層可使對方主動聲納的反射聲降低90％，探測距離縮短68％。被動式聲納自己不發(fā)射聲波，它主要搜索來自目標(biāo)的聲波，隱蔽性好，偵察距離遠(yuǎn)，但不能探測不發(fā)聲的靜止目標(biāo)。也就是說它通過接收艦艇的噪聲來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。艦艇要隱身就必須盡可能降低和屏蔽艦艇自身的噪聲。

　　對付紅外探測

　　對于水面艦艇來說，紅外輻射具有明顯的可探測特征。其紅外輻射源主要是煙窗、主機(jī)艙及其排出的廢氣和熱水、燈光、艦體表面的熱輻射等。艦艇采用反紅外探測隱身技術(shù)就是要抑制紅外輻射，其目的就是降低艦體特別是其熱點(diǎn)的溫度，使其接近于周圍環(huán)境的溫度，從而使紅外探測系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)而達(dá)到隱身。如1、可將主排氣口設(shè)置在水線以下，在廢氣管路四周加裝冷空氣管路進(jìn)行冷卻，或設(shè)置從廢水中回收熱能的裝置等來降低發(fā)動機(jī)排氣、排水溫度；2、在發(fā)動機(jī)與其艙壁之間噴射冷空氣，或在主機(jī)艙安裝冷卻降溫裝置等來降低主機(jī)艙溫度；3、在煙窗內(nèi)加裝隔熱吸熱裝置和紅外輻射擋板，或加裝冷卻系統(tǒng)等來降低煙窗溫度。4、在艦體表面涂敷絕熱層，減弱對太陽能的吸收和輻射，來降低艦體表面的溫度；5、對裝置采用隔熱墊隔熱，英國軍艦上的“飛魚”導(dǎo)彈發(fā)射裝置鋪蓋上就有一種稱作“弗列克塔卡姆”的隔熱墊或熱屏蔽層，它可反射95％的熱輻射。

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