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(shuō)，就是改變武器裝備的聲、光、電、磁、熱等特征，使對(duì)方探測(cè)設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)和識(shí)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(cè)性特征除了敵方探測(cè)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(duì)艦艇的探測(cè)，主要是采用雷達(dá)、聲納和外信號(hào)來(lái)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(lái)降低它這三方面的可探測(cè)信息特征：

　　對(duì)付雷達(dá)探測(cè)

　　雷達(dá)是最常見(jiàn)和有效的探測(cè)設(shè)備之一，它在工作時(shí)，向一定空域發(fā)射電磁波，該電磁波遇到信號(hào)后便會(huì)被反射回來(lái)，雷達(dá)接收到該反射信號(hào)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。因此，針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)，為了不讓對(duì)方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，就可以采取兩種措施來(lái)對(duì)付雷達(dá)探測(cè)，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(hào)；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(hào)變得極其微弱，以致于雷達(dá)檢測(cè)不到目標(biāo)的反射信號(hào)，從而發(fā)現(xiàn)不了隱身目標(biāo)。

　　對(duì)第一種情況，可通過(guò)改變艦艇的外形來(lái)實(shí)現(xiàn)。如：1、外形用曲面板代替平面板。如美國(guó)的“阿利·伯克”級(jí)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(lái)避免鏡面強(qiáng)反射；2、各部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成傾斜式側(cè)面。如法國(guó)的“拉菲特”級(jí)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(guó)的23型護(hù)衛(wèi)艦、法國(guó)的C－70級(jí)驅(qū)逐艦、俄羅斯的“基洛夫”級(jí)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(guò)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(yàn)艇“司米奇”號(hào)將所有通常外露的武器裝備都盡量設(shè)計(jì)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(duì)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(hào)變得極其微弱，以致于雷達(dá)檢測(cè)不到目標(biāo)的反射信號(hào)，從而發(fā)現(xiàn)不了隱身目標(biāo)。

　　對(duì)付聲納探測(cè)

　　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(cè)到潛艇在大海深處的一舉一動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式聲納自己發(fā)出聲波，并根據(jù)目標(biāo)反射的回波來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。主動(dòng)式聲納能探測(cè)靜止目標(biāo)的方位和距離，但容易暴露自己、偵察距離短。對(duì)付這類(lèi)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(guó)、俄羅斯、英國(guó)等國(guó)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(dòng)聲納和降低本艇的輻射噪聲二者相互結(jié)合起來(lái)，使艇體形成一個(gè)良好的無(wú)回聲層來(lái)達(dá)到隱身的目的；或者在殼體表面涂敷上一層吸收對(duì)方主動(dòng)聲納聲波的涂層，減弱消除反射聲波。試驗(yàn)表明，核潛艇采用吸音涂層可使對(duì)方主動(dòng)聲納的反射聲降低90％，探測(cè)距離縮短68％。被動(dòng)式聲納自己不發(fā)射聲波，它主要搜索來(lái)自目標(biāo)的聲波，隱蔽性好，偵察距離遠(yuǎn)，但不能探測(cè)不發(fā)聲的靜止目標(biāo)。也就是說(shuō)它通過(guò)接收艦艇的噪聲來(lái)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(duì)付紅外探測(cè)

　　對(duì)于水面艦艇來(lái)說(shuō)，紅外輻射具有明顯的可探測(cè)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(cè)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?chē)�環(huán)境的溫度，從而使紅外探測(cè)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(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣、排水溫度；2、在發(fā)動(dòng)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(lái)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(lái)降低煙窗溫度。4、在艦體表面涂敷絕熱層，減弱對(duì)太陽(yáng)能的吸收和輻射，來(lái)降低艦體表面的溫度；5、對(duì)裝置采用隔熱墊隔熱，英國(guó)軍艦上的“飛魚(yú)”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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