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军事领域车辆隐身技术探析

来源:未知 作者:傻傻地鱼
发布于:2015-10-23 共4053字
摘要

  随着智能弹药、无人机等先进装备和红外、雷达、激光等高科技在军事领域的应用,侦察打击一体化已经较为成熟。车辆作为地面部队配置广泛、使用频繁的主要装备之一,其战场生存能力已经成为当前军用车辆发展过程中急待解决的问题。

  隐身技术,即低可探测技术,是利用材料技术、红外技术和雷达技术等改变目标的可探测性信号特征,降低目标被探测系统发现的概率。将隐身技术应用于军用车辆上,能够大大提升其安全防护能力,使其在复杂的战场中能更好地保护自己,从而完成作战任务。

  1 车辆隐身技术的应用现状和意义

  1.1 战场侦察打击威胁大,体现针对性

  红外、激光、雷达和可见光信号探测技术在军事侦察领域的应用已经较为成熟,各国也越来越重视高技术侦察手段,所以,其被广泛运用于战场上,技术革新也层出不穷。卫星、航空器有效载荷的升级使天基侦察由战略级向战术级演变,能够直接为地面作战单元提供支援。预警机、侦察机空中视野广阔,能克服地面雷达受地球曲度的限制、对低高度目标搜索距离有限和容易受地形干扰等缺陷,为指挥决策提供了情报依据。无人机具备良好的续航能力、机动能力和安全性能,再加上完善的侦察、探测载荷,能够从空中侦察、监视实时获取战场情报。

  未来的无人机将融合精确打击模块,具备"侦打一体"的综合效能,成为"斩首""致盲"战术的新先锋。同时,多基地雷达系统、浮空器侦察系统和半机器生物等侦察探测系统在作战中也得到了广泛的运用,战场在高技术侦察手段的窥探下呈现出了"单向透明"的态势。作战背景的严峻性决定了发展军用车辆隐身技术的针对性,良好的隐身防护能力将明显提升军用车辆的反侦察能力。

  1.2 特征信号控制难度高,体现现实性

  军用车辆因其遂行任务的不同,在外形设计、动力装置和防护材料等方面也有较大的差异,因此,特征信号也迥然不同。

  运输车、装甲车等尺寸大的目标比指挥车、侦察车等尺寸小的目标更难伪装;柴油机等大功率动力装置比电动机等小功率装置更易发热;普通的伪装涂层比数字迷彩复合涂层的吸收率和发射率缺陷更明显。另外,作战地域特殊的环境和气候,比如植被稀少、低温积雪和太阳辐射等因素,都是装备暴露的作用力和原因力。例如,在冰雪环境下,车辆紫外波段的信号特征与雪地背景的信号特征差异较为明显,极易被探测设备侦获并锁定。在高海拔地区,空气中氧气的含量降低,在机械效能减弱和燃料效能下降的双重作用下,车辆发动机和排气孔的特征信号将很难掩藏。可见目标特征信号在军事领域中更难控制,军用车辆在战场中极易被侦察摧毁,从而使参战方陷入不利的局面。因此,发展军用车辆隐身技术,提高隐身防护能力具有十分重要的现实意义。

  1.3 军事斗争准备要求严,体现紧迫性

  隐身技术作为军事领域的关键技术,与装备在战场上的生存情况息息相关,它是未来决定战争输赢的重要因素,是各国军队竞相争夺的高地之一。数量庞大、种类繁多的军用车辆在战争中的地位是无法替代的,但是,与军事强国相比,我军车辆装备的隐身防护能力建设相对比较滞后。英国 BAE 系统公司试验完成了可使车辆融合到周围环境中的"隐身斗篷"系统,采用自适应技术使车辆在行进过程中与周围环境相匹配;波兰和英国联合研制的隐形坦克 PL-1,应用外形设计和新材料技术等手段强化隐身能力,有效对抗可见光、声振和红外等侦察手段,减小目标被侦察发现的概率。与外军发展的高科技隐身装备相比,虽然我军传统的利用地形伪装隐藏、迷彩网遮障、烟幕伪装等手段在战场上依然能起到一定的防护作用,但是,与高技术侦察探测设备对抗时的缺陷也比较明显。由此不难看出,"躲、藏、掩、盖"等传统的伪装防护技术战术运用体系已经无法适应信息化条件下局部战争的要求,而提升车辆隐身防护能力则显得极为重要。

  2 运用车辆隐身技术的基本要求

  2.1 外形隐身技术

  外形隐身技术是针对目标外形进行的最优化设计,采取缩小目标尺寸、减少或避免角反射和降低对敌方向可探测面积等方法,尽可能避免产生强反射点,暴露目标的位置信息。运用车辆外形隐身技术的要求有以下几点:①在研发军用车辆的过程中,要注意隐身性能的设计和论证,在保证车辆主要性能的同时将隐身性能参数作为衡量车辆安全防护能力的重要指标,并融合各种技术实现其隐身;②鉴于军用车辆时常处于特殊的作战环境,担负重要的任务,所以,要找准外形研发和突破的落脚点,在弥补隐身能力短板的同时,使车辆装备具备较强的战场适应能力;③不断提升车辆外形隐身模块化程度,在设计中,不仅要关注单装单车的隐身效果,也不能忽视或消除车辆在牵引、拖挂、装载其他设备时容易暴露的相关特征,避免被探测系统抓住"尾巴";④关注外形技术与其他车辆隐身技术的有机融合,实现"1+1>2"的综合隐身效能。

  2.2 伪装遮障技术

  伪装遮障技术是通过隐真示假或直接隐藏目标的方法实现装备的隐身防护,具有操作简单、成本低廉、效果明显等优点。

  常见的伪装遮障技术主要有织物伪装网、烟幕伪装和水幕伪装等,在条件允许的情况下,也可以因地制宜,利用植被、地形隐蔽和伪装。伪装遮障技术应用的基本要求有以下 3 点:①综合运用。战场环境具有复杂性和多样性,仅使用一种防护技术很难达到预期的隐蔽效果。例如,在雪地中作战时,如果车辆单独使用雪地伪装网进行伪装防护,就无法控制车辆动力装置和内部设备发热产生的红外辐射。②突出重点。作战任务不同,装备发展建设的要求也不相同,而车辆隐身技术的运用应以完成作战任务为重点。如果侦察车辆采用伪装遮障技术将会限制自身的机动性,增大遂行侦察作战任务的难度,所以,应重点从外形设计和隐身涂层等方面寻求突破。③合理运用。利用地形、地物进行伪装隐蔽时,应充分考虑当地的具体情况,科学、合理地筹划安排。例如,靠近丛林的地区遂行任务可以充分利用植被形成的天然伪装网对车辆的行动进行伪装防护。

  2.3 隐身涂料技术

  隐身涂料是覆盖在武器装备系统表面的固定材料涂层,它能降低武器装备被敌发现特征信号的概率,从而达到隐蔽行动的目的。按功能可将涂料分为可见光隐身涂料、红外隐身涂料、雷达隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料等。在军用车辆装备中,运用这种技术的要求有 3 点:①增强对恶劣环境的适应能力。隐身涂料只有具备良好的防水性能、防风沙性能、耐火性能、耐冰冻性能和耐摩擦性能,才能适应复杂多变的战场环境。②提高使用维护的价效比。在军用车辆遂行任务的过程中,由于碰撞、摩擦等原因,表面隐身涂层毁损的情况时有发生,应用中重建和涂补的次数也比较多,所以,要求隐身涂料价廉物美。③实现基础功能的智能化。作战任务实时变化会直接改变作战环境,军用车辆在高差跨度大、地幅涵盖广的地域遂行作战任务,隐身涂料应具备基础的智能调节功能,这样才能有效应对突然变化的环境因素。例如,在高海拔地区遂行任务时,随着海拔的不断升高,植被逐渐减少,裸露的岩石和积雪逐渐增多,适宜低海拔地区的丛林迷彩涂层就会丧失隐身效能。
  
  3 发展前景

  3.1 自适应仿生技术

  近年来,自适应仿生技术发展迅猛,已经成为了车辆隐身领域的前沿科技。在未来战场上,"全息投影""光谱变色""量子曲光"等技术的运用可将目标融入背景环境中,使其外形发生变幻或处于完全透明的状态。美国的"电子织物"系统和英国的"电子墨水"系统能实现装备的"全隐身";法国的"变色龙"系统是由热致变材料、智能层和环境传感层组成的,是一种基于多光谱的"活性皮肤";"量子曲光"技术的工作原理类似于声振隐身技术,使用负折射率材料、光子晶体使光线从目标旁边"绕行".自适应仿生技术的发展和突破必将改变现代侦察"单向透明"的战场态势,对传统隐身理念、伪装技术乃至作战样式都会产生颠覆性的影响,从而为战时目标生存构筑起坚固的"防御堡垒".

  3.2 混合动力技术

  混合动力技术是指车辆装备燃油发动机、电动机等多种动力驱动装置。在隐身性能方面,使用混合动力的车辆与传统车辆相比,具有较大的优势。燃料不完全燃烧,排放的烟尘就会大量减少,从而提升车辆在可见光范围的隐身效能;高热尾气排放量的减少和排气管温度的降低,能够有效控制车辆红外特征;当采取电动模式驱动时,车辆只需借助蓄电池的动力,噪声大幅降低,基本能够实现"静默"前进。美国陆军的"未来战术卡车系统(FTTS)"整合了目前种类繁杂的各种军用车辆,对动力系统提出了更高的要求,广泛采用了混合动力技术。具有代表性的"影子 RST-V"混合动力越野车使用的是柴油机和电动机两种驱动方式,最大电池续航距离达 32 km,良好的隐身性能为车辆完成侦察、监视和目标指示任务提供了有力的保障。

  3.3 等离子体技术

  等离子体隐身技术具有吸波频带宽、工作效率高、使用流程简单和价格优势明显等优点,特别是将这种技术应用于军用车辆隐身时,无需改变目标的外形特征就能更好地实现装备的战术性能。等离子体发生器是该技术广泛应用的核心,如何做到易于产生、维持稳定、降低成本是等离子体隐身技术研究的重点方向。俄罗斯已经开发出了第一代和第二代等离子体发生器,在飞机上完成了相关试验,获得了成功;澳大利亚在等离子隐身技术的研究上取得较大的突破,开发出一种等离子体无线电隐身天线,在非工作状态时,其具有良好的防雷达探测性能。随着低压、常温等离子体隐身技术的不断成熟,等离子体很有可能替代现有的依靠外形和材料隐身的技术,从而为隐身兵器开创一片新天地。

  4 结论

  侦察探测技术和精确打击武器的快速发展使"发现即摧毁"在战场上得以实现,不具有隐身防护能力的车辆装备将处于"无处可藏"和"避无可避"的危险境地。因此,相关部门必须与时俱进,加快研发和应用先进的车辆隐身技术,不断提高车辆的反侦察性能,确保其在战场对抗中立于不败之地。

  参考文献:
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