王偉宇

摘 要：當前，無人機在軍事領域應用越來越廣泛，各國對其隱身能力也越來越重視。文章從紅外隱身設計入手，從降溫、遮擋以及應用低發(fā)射率材料等方面對紅外隱身技術在無人機上的運用進行了詳細探討。

關鍵詞：紅外隱身技術；無人機

隨著智能探測技術和精確制導武器的不斷發(fā)展，作戰(zhàn)飛機的生存能力越來越低，已經滿足不了空中探測和作戰(zhàn)需求，因此，發(fā)展生存能力更高，應用性更強的無人機就顯得十分必要。為了確保不被敵人探測技術發(fā)現(xiàn)，潛入敵區(qū)順利執(zhí)行作戰(zhàn)任務，除了要有效躲避雷達探測之外，還應該通過降低自身紅外輻射的方式來躲避敵人紅外探測儀器的探測。在無人機飛行過程中，其紅外輻射會不斷發(fā)生變化，如果不對其進行實時、有效處理，很容易被敵人紅外探測儀器所發(fā)現(xiàn)，進而暴露目標，導致任務無法順利執(zhí)行甚至是直接被敵人擊落。因此，為了能夠有效躲避紅外探測儀器的探測，就需要對無人機進行紅外隱身設計。

1 應用于無人機中的常見紅外隱身技術

1.1 降溫技術

紅外輻射實際上就是熱輻射，通過降溫，能夠有效降低無人機的紅外輻射，進而達到躲避紅外探測儀器，當前，在無人機紅外隱身設計中，常用降溫技術主要有兩種：一種是蒙皮技術，一種是排氣系統(tǒng)處理技術。

1.1.1 蒙皮技術

蒙皮技術指的是無人機隱身設計中，通過采取相應的抑制措施來對無人機機體外表、發(fā)動機艙以及環(huán)控系統(tǒng)等熱影響區(qū)的溫度進行有效控制，進而達到降低無人機溫度，減少紅外輻射的目的。當前，常用抑制措施主要有兩種，一種是層流抑制，一種是主動冷卻抑制。

1.1.2 排氣系統(tǒng)處理技術

排氣系統(tǒng)降溫處理主要包括兩種方法：一種是采用噴管腔體進行降溫，一種是采用噴流進行降溫。采用噴管腔體降溫技術時，應該采用狹縫、氣膜以及沖擊冷卻等相關技術對無人機發(fā)動機的中心錐、噴管側壁以及直板等部件進行表面降溫處理，進而達到降低無人機紅外輻射的目的。采用噴流技術時，主要是通過對二元噴管、s彎噴管、噴管出口鋸齒以及波瓣混合器等進行合理設計，對噴管內涵和外涵氣流以及噴流和大氣的摻混進行強化，進而達到降低無人機機體溫度，減少紅外輻射的目的。據相關數(shù)據顯示，在對無人機進行紅外隱身設計的過程中，如果對無人機的發(fā)動進行沖擊冷卻，能夠提升冷氣流量至1.5%左右，使整個無人機機體溫度降低35-80K，可有效降低30%左右的正尾向紅外輻射，效果較為明顯。

1.2 遮擋技術

遮擋技術，指的是在對無人機進行紅外隱身設計的過程中，采用紅外輻射強度較弱的部件代替紅外輻射強度較強的部件，進而達到降低紅外輻射的目的。在對無人機進行紅外隱身設計的過程中，遮擋技術主要應用于噴管和噴流這兩個溫度比較高、熱輻射比較強的系統(tǒng)的設計中[1]。其中，不僅包括對二元噴管、s彎噴管、噴管出口鋸齒以及波瓣混合器等進行合理設計，包括對無人機總體布局進行改裝設計，比如，以背負式以及內所安裝等方式替代傳統(tǒng)的噴管設計。

如圖1所示，為相同工作條件和運行狀態(tài)下，寬高比不同的二元噴管在高度為3—5m波段的紅外輻射光譜變化規(guī)律。

在圖1中，（a）為0°下寬高比不同的二元噴管在3-5m波段的紅外光譜抑制效果，（b）為5°下寬高比不同的二元噴管在3-5m波段的紅外光譜抑制效果。從圖中能夠看出，在1-16倍寬高比下，機體紅外輻射強度與二元噴管的寬高比成反比，當二元噴管的寬高比增大時，機體紅外輻射強度就會逐漸降低。并且，有關資料顯示，采用遮擋技術能夠對無人機機身側后方45°范圍內的紅外輻射強度進行有效抑制，其最高時，能夠降低45%左右的側向紅外輻射。

1.3 低發(fā)射率技術

低發(fā)射率技術，指的是在對無人機進行紅外隱身設計的過程中，通過采取相應的處理措施對無人機固體部件的紅外輻射強度進行降低。當前，在應用低發(fā)射率技術對無人機進行紅外隱身設計的過程中，多采用涂敷和鍍制專用低發(fā)射率涂料的方式對固體部件的紅外輻射強度進行控制，然而，該項技術作為各國保密技術的重中之重，到目前為止，尚無公開的具體設計方案。

2 紅外隱身技術在無人機上的應用情況

自20世紀70年代末期開始，世界各國便開始研制無人機，并嘗試將紅外隱身技術等相關設計應用在無人機的設計中，時至今日，已經陸續(xù)誕生“暗星”、“雷神”、“全球鷹”、“RQ-170”、“神經元”“X-45A”以及“X-47B”等數(shù)種具有明顯紅外隱身功能的無人機。如圖2所示，即為當前幾種名氣較高的無人機，分別為“X-45A”、“X-47B”、“全球鷹”以及“暗星”。

通過對當前已經問世的無人機進行研究和分析可以發(fā)現(xiàn)，在無人機紅外隱身設計中，二元噴管、s彎噴管、噴管出口鋸齒、波瓣混合器以及機身一體化等設計和發(fā)動機內所安裝、涂覆低發(fā)射率材料、對噴口和噴流進行沖擊冷卻以及噴口斜切等紅外隱身設計方式已經在無人機的紅外隱身設計中得到了良好的應用效果[2]。當然，隨著科學技術水平的不斷提升，必然有新的紅外隱身設計方法得到了實現(xiàn)。

通過對國內外紅外隱身技術的研究和發(fā)展情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，在所有紅外隱身技術中，涂覆低發(fā)射率材料、沖擊冷噴管腔內固體壁和噴管改裝設計等技術已經發(fā)展成熟，并且已經在F-22等隱身戰(zhàn)斗機上得到了應用驗證。隨著科學技術水平不斷發(fā)展，在執(zhí)行作戰(zhàn)任務時無人機所面臨的紅外威脅也逐漸變大，暴露的可能性越來越高。因此，為了能夠有效躲避敵方紅外探測儀器的探測，除了繼續(xù)發(fā)展和完善降溫、遮擋以及應用低發(fā)射率材料等技術之外，針對不同的隱身要求，還應該繼續(xù)研發(fā)新型的紅外隱身技術，以進一步提升無人機的隱蔽性。

3 結語

在無人機的隱身設計中，紅外隱身設計只是所有隱身設計中的一種，除此之外，還有雷達、可見光、聲波以及外形隱身設計等，想要實現(xiàn)真正的“隱身”，就必須權衡各項?？偟膩碚f，隨著科學技術水平的不斷提升，各種探測技術對作戰(zhàn)飛機的威脅也變得越來越大，因此，一定要重視起對無人機作戰(zhàn)作用的發(fā)揮，并不斷提升其隱蔽性。

[參考文獻]

[1]劉娟，龔宏光，韓良.無人機的紅外隱身特征[J].激光工程，2011（7）：64-67.

[2]寧全利，汪衛(wèi)華，張益興.提高無人機裝備作戰(zhàn)效能方法研究[J].航空兵器，2010（3）：34-35.