光电隐身技术范例(3篇)
光电隐身技术范文篇1
关键词:材料;功能材料;功能材料分类
中图分类号:TB34文献标识码:A文章编号:1674-7712(2012)12-0202-01
一、功能材料及其分类
功能材料的分类非常复杂,主要原因是功能材料的研究,生产和应用宽泛,因此,导致功能材料的种类繁多,存在很多分类依据。
(一)能源材料
为了克服已经不容忽视的环境和能源问题,积极大力开发能源材料已经成为全世界各界人士的共识。目前的新能源主要有太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能、生物质能和核聚变能等。广义的说,凡是能源工业及能源技术所需的材料都可称为能源材料。目前从材料研究角度,能源材料可以大致分为新能源材料、节能材料、储能材料。
(二)生态环境材料
生态环境材料是指那些具有良好的使用性能同时又满足环保要求,与环境相互作用能产生优良的环境协调性的材料。环境材料一般需要具有一定的先进性,环境协调性,舒适性。如平时大家购物使用的方便袋,丢弃后往往会由于材料降解能力差而浮于地表,形成大地的“白色癌症”,对土质有很大伤害。
(三)生物医学材料
生物医学材料指的是一类与生物系统如人体循环系统等直接接触,并能够发生相互作用,以诊断、治疗或替换生物机体中被疾病或外伤损坏的组织和器官或增进其功能,同时对人体组织不会产生不良影响的材料的统称。
仿生材料也是生物材料的一个分枝。目前关于仿生材料的最新研究成果是一种人造蜘蛛丝纤维,若其得到研发,那么研发出稳定的人造蜘蛛丝纤维将在很多领域得到应用,比如手术缝合材料,自动化工业使用的纤维,防弹背心等。
(四)隐身材料
隐身技术在军事上的准确术语应该是“低可探测技术”:即通过技术手段来改变自己本身具有的可探测性信息特征,从而使对方探测系统发现自己的概率降低。在某种程度上讲,隐形技术是传统伪装技术的一种应用和延伸,是伪装技术的技术含量不断增加和发展的结果。隐形技术一般包括雷达隐形、红外隐形、磁隐形、声隐形和可见光隐形等。按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。
(五)防弹材料
防弹材料是指能够实现防止子弹杀伤而具有保护一定保护能力的材料。在所有防弹材料制备的器件中,防弹衣是典型的实例之一。作为一种重要的个人防护装备,防弹衣材料研究经历了由最初的金属装甲防护板向非金属合成材料的过渡后,又由单纯合成材料向合成材料与金属装甲板、陶瓷护片等复合系统发展的过程。
(六)发光材料
发光材料即在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。发光材料的种类繁多,按照发光材料的发光方式主要类型有:光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。光致发光粉主要制作发光油墨、发光涂料、发光塑料、发光印花浆的理想材料,是发光材料的一个典型应用。
(七)光电材料
光电材料是指应用制造各种光电设备的材料。光电材料主要包括激光材料,红外材料,光纤材料,非线性光学材料等。
1.激光材料:激光材料就是把各种电、光、射线能量转换成激光的材料。
2.红外材料:红外材料一般指与红外线的辐射,吸收和透射和探测等相关的材料。红外材料主要有两类:红外探测材料和红外透波材料。
3.光纤材料:光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中能够全反射原理而达成的光传导工具。光纤一般是由纤芯、包层和涂敷层构成的多层介质结构的对称圆柱体。
4.非线性光学材料:非线性光学指的是光与物质相互作用时产生的光频率改变等非线性光学效应,之所以叫非线性是因为频率发生改变,而光的出射光强与入射光强不成正比例关系,一般成平方或高次方关系。
(八)杂化材料
“杂化材料”即把两种以上不同种类的有机、无机材料在一定的尺寸级别上杂化,产生具有新结构、新性质、新功能的物质。所以,杂化材料一般指两种以上、不同种类的有机、无机、金属材料在原子、分子水平上杂化,从而产生具有新型原子、分子集合结构的物质,含有这种结构要素的物质称为杂化材料。杂化材料可分为三类:功能杂化材料,结构杂化材料,医用杂化材料,且纳米杂化技术是未来生物材料发展的重要方向和关键技术。
(九)梯度功能材料
所谓梯度功能材料是指材料的组成和结构能够实现连续地变化,使材料的性能和功能也呈现梯度变化的一种新型的功能性材料。从材料的结构角度来看,梯度功能材料与均一材料以及复合材料均不同。梯度功能材料可以存在多种存在组合方式,拥有灵活的梯度变化方式,可以是梯度功能涂覆型,梯度功能连接型,梯度功能整体型。这些特点使材料在不同区域会具有不同的功能。功能梯度材料的应用领域十分广泛。
(十)智能材料
智能材料的构想最初来源于模仿大自然中生物的一些独特功能来制造人类能够使用的"活"工具,如模仿蜻蜓制造飞机等等。智能材料的目标就是想研制出一种材料,使它成为具有类似于生物的各种功能的的材料。目前智能材料一般多由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。材料一般比较单一,难以满足智能材料的要求,这使智能材料的设计,制造,加工和性能结构特征相关的研究成为材料科学的最活跃和最先进的发展方向。
二、功能材料的发展趋势
光电隐身技术范文
这个电路板不光外形不像衣服，作用也和我们概念中的隐身衣大相径庭。
事实上，它是一个伪装装置。将它布置在需要隐藏的物体周围，就可以抵消外界信号的检测，从而实现物体隐形或变形。它的工作原理，不是隐身衣研究领域常用的反射或吸收电磁波，而是用一种特殊的导电材料，通过设定参数、控制电流走向改变被隐藏物体的电磁特性，骗过雷达之类的探测设备——但是，它骗不过人的眼睛。
不论是可见光还是无线电波，在本质上都是电磁波，差别在于它们的频率和波长不同。雷达的工作原理是通过天线把电磁波射向空间某一方向，当电磁波碰到处在此方向上的物体时，就被反射回来，雷达接收到这些电磁波后，对其进行详细分析，便可知道该物体的具体信息，比如材质、形状、高度、距离等。
兰州大学的这个电路板干的就是发出错误的信息误导此类探测器的事儿，通过一些特殊的参数设置，让雷达把一辆坦克当成其他东西，比如一堆土或者一棵树！如果再在外形上做一些伪装，骗过人的眼睛，那它在军事上的用处就非常了得了。
一些国家已经研发出用于侦查人员或者特种兵隐藏的反红外侦察隐形衣。这种衣服的颜色和花纹会随着周围环境的变化而变化，就像变色龙一样，同时，还能躲过敌人的红外侦察器材监测。
从根本原理上说，它们都和隐形飞机一样。
隐形飞机的设计原理就是通过形状和材料的变化，躲过雷达的侦察。它们身上涂有特殊的材料，可以吸收、消解、干涉雷达射出的电磁波，使其收不到反射电磁波。
最早提出这一设计理念的人是苏联科学家彼得·乌菲莫切夫。他在1964年发表的论文《物理衍射理论中的边缘波行为》中提出，物体对雷达电磁波的反射强度和它的大小无关，而和边缘布局有关，并描述了飞机表面和边缘的雷达反射面的计算办法。但由于其他相关学科发展水平落后，他的设想一直停留在理论层面。
20世纪70年代初，美国洛克希德公司的科学家发现了乌菲莫切夫的论文，以他的研究为基础，开始了著名的隐形飞机F-117的研发。1977年，F-117首飞，于1983年10月开始服役，在后来的海湾战争和南联盟战争中大展神威。
光电隐身技术范文
关键词：军用；光电对抗；发展
随着军用光电技术、微电子技术和计算机技术的发展，光电制导武器及其配套的光电侦测设备的性能不断提高，在现代和未来战争中应用更加普遍，对重要军事目标和军用设施构成严重威胁，这使得光电对抗技术的发展和光电对抗装备的研制，受到世界各军事大国的广泛重视。根据现代高新技术的发展和高技术局部战争战例，可以预见光电对抗将有长足的发展，其整体发展趋势概括如下：
1.多光谱对抗技术广泛应用
光电技术的发展，使多光谱技术、红外成像技术、背景与目标鉴别技术、光学信息处理技术等新的科技成果不断涌现并广泛应用。在光电对抗领域中，多光谱技术应用更加广泛。多光谱对抗使光电侦察告警、光电有源干扰和无源干扰、光电反侦察抗干扰已经改变了以往的单一波长或单一光频段的状况，而向着紫外、可见光、激光、红外全光波段发展。美国洛拉尔（Loral）防御系统公司和美国空军怀特（Wright）实验室共同研制了世界上首套机载激光干扰系统，该系统号称多光谱干扰处理机，能自动分析、跟踪和对抗空中和地面发射的各种红外制导导弹。美国、英国等多家公司共同开发研制的AN/AAQ-24（V）定向红外对抗系统（DIRCM）亦称为多光谱对抗系统，采用紫外导弹逼近告警和1～3μm及3～5μm的红外干扰，也可采用激光干扰。另外，可调谐激光器的不断发展和应用，也将使光电对抗向多光谱对抗发展。
2.光电对抗手段从单一功能向多功能方向发展
光电对抗技术的进步带动了光电对抗装备的作战性能从单一向多样化、多功能方向发展。在干扰波段上，早期的烟幕弹只能遮蔽可见光和近红外波段，现已扩展到中远红外和毫米波波段，今后还将发展气溶胶型遮蔽物，将干扰波段延伸到微米波波段。在干扰样式上，第一代有源红外干扰机只能干扰调幅式红外制导导弹，现在已经发展成为调幅和调频两种干扰能力兼备，进一步发展的红外定向干扰机将可用于各种制导方式的干扰，且能远距离实施干扰、近距离将探测器致盲。在战术用途上，前苏联将坦克上的红外照明灯与红外干扰机相结合，在低功率发射状态时用于夜间驾驶照明，高功率发射时加上调制就成为一种红外干扰机。
3.软干扰与硬摧毁相结合成为一种重要的研究潮流
光电对抗研究的初期以软干扰型对抗技术措施为主，但自20世纪90年代以来，随着激光器件功率水平和光学跟瞄系统精度的不断提高，软干扰与硬摧毁相结合已逐渐成为光电对抗技术今后发展的一个重点。德国MBB公司研制的坦克载激光武器，就可以在20km以外干扰破坏光电传感器，几千米内直接摧毁导弹、飞机的外壳。激光致盲武器也是先从致盲人眼的武器系统开始，逐步发展成为以致盲导弹光电传感器为主要目标的激光对抗武器，下一步则瞄准破坏包括导弹头罩等薄弱部位在内的软硬兼备型的战术激光武器。可以预计，随着大功率、高能量激光技术的进步，传统意义上的光电干扰设备与激光武器系统在干扰与摧毁之间的界限变得越来越模糊，最终的技术研究趋势必然是走向软硬对抗功能兼备的方向。
4.探索新型对抗技术与体制成为光电对抗技术研究热点
光电对抗是一门新兴技术领域，要想在对抗能力上胜过对方一筹，首先需要在对抗概念与方法上实现出其不意，从而才有可能在战术运用上达到攻其不备。美国在这方面一直走在世界前列，他们总是能够不断提出一些具有创意的构想，并努力将其付诸实施，最终发展成为一代新型b备。例如，他们提出利用人造水幕干扰红外系统的设想，即利用水蒸气对红外辐射传输的强衰减效应，达到隐蔽自身的目的。短短几年之后，就开始有美国关于研制隐身舰艇和隐身机场的陆续报道。所谓的隐身机场，就是在机场上大量安装类似于浇灌用的喷灌器，在敌机临近前向所有机库和能辐射热源的部件喷水，增强隐蔽效果。而隐身舰艇则在其诸多隐身措施之中也包括水幕干扰，即在船体行进时，舰艇四周向外喷水、喷雾，远处看去，像是一簇浪花。再如，红外成像/雷达诱饵阵概念的提出，在刚开始时很多人觉得理论上可行，但技术上实施起来很难。但经过努力，现在美国已经研制出了能够模拟目标的红外与雷达影像的诱饵阵，通过在真目标附近形成的假目标造成对红外成像或雷达系统的角度欺骗干扰。此外，还有利用光纤技术实现激光测距欺骗干扰的创意，即将到达目标上的激光测距信号尽可能收集进入光纤延迟线，经过一段时间的延迟后再转发出去，由此实现距离欺骗干扰，据称此装置也已研制成功。
5.光电对抗的综合一体化和自动化
光电对抗系统的综合一体化，依靠光学技术、高性能探测器件、数据融合技术等的发展，将信息获取、数据处理和指挥控制融为一体，进而采用智能技术、专家系统等，使光电对抗系统成为有机的整体。实现综合一体化要有一个从低级到高级，从局部到全部的发展过程。首先是光电侦察告警综合化，进而是光电侦察告警与雷达、雷达告警及光学观瞄系统等的综合，最后将多个平台获取的信息进行综合，再指挥引导不同平台上的对抗措施，实时检测，闭环控制，以实现更大范围和更高层次上的系统综合。光电对抗自动化是实战的需要，是光电对抗系统今后发展的一个重要方向。光电对抗系统应能自动对截获的光波信号进行精确测量、分选和识别；能自动判定信号的威胁等级；能自动实施干扰的功率管理，以最佳的选择设施干扰；能自动实时提供干扰效果的评估，并自动修改功率管理，参数的选择等。
