《兵器知識》 漫談飛機的雷達截麵積

漫談飛機的雷達截麵積

2011年01月          來源：文摘周報      作者：朱寶鎏

◎雷達截麵積（RCS）是什麽參數？

隱身飛機要盡量減少其向外輻射並能為外界感知的特征信息，所以隱身技術應包括雷達隱身、光學隱身（可見光、激光和紅外線等）和聲學隱身等方麵。最被重視的是雷達隱身，因為雷達是目前遠距離發現飛機的主要設備。雷達對不同飛機的發現距離不同，除雷達本身及環境因素外，與飛機關係很大。而飛機外形十分複雜，大小不一。為便於對比，所以建立了一個人為的參數，稱為“雷達截麵積”(RadarCrossSection簡稱RCS)。本來測量或計算出的飛機對雷達波的反射強弱是用電磁學單位，即分貝平方米（dbsm）表示，有時隻用分貝（db）表示。為了讓人更好理解，很多資料改用平方米（米2）表示。有人通俗解釋為，它表示飛機對雷達波的反射能力相當於多少平方米麵積的垂直金屬平板。這個解釋是否精確存在爭議。

外界雷達可以從飛機四麵八方照射。如果每1°測量一次，飛機的RCS就應該有360×360即129600個數值。但到目前為止，似乎還沒有人進行過這樣精密的測試或計算，一般隻有平麵的（俯仰照射角可限製在0°-30°之內）數值。

平麵的RCS值一般又分前方、側方和後方三大類。而前方的RCS可以是真正0°的數值或前方士30°、士45°的平均值。同一架飛機這三種算法所得結果差別很大。一般資料往往不給出是什麽計算條件下的數值，但多指後兩種。側方和後方RCS值也是同樣情況。有些資料出於宣傳目的，隻用某一方向1°的RCS值。

◎與RCS有關的主要因素

飛機的RCS值是由飛機上許多散射中心或稱局部散射源決定的。這些散射源分布在飛機機體的各部分。如要減少RCS，必須將各散射源弄清楚，先著手改進最強的反射源。飛機主要散射源有五種。

鏡麵反射———如機身側麵、外掛架、垂直尾翼等產生的反射；

邊緣散射———飛機表麵不連續處引起的散射，如機身機翼及尾翼的連接處以及翼麵前後緣等；

尖項散射———如機頭前端、空速管、副油箱前端等處引起的散射；凹腔體散射———主要為座艙、進氣道、尾噴管等處產生的很強的散射；

蠕動波散射———入射波經過物體後部又傳播到前麵來形成的散射，各種外掛物可能對一定波長的雷達產生這種散射。

當然飛機的幾何尺寸大小是一個基本的決定因素，尺寸越大RCS也越大。如果飛機外露的物體尺寸與雷達波波長相近或者是雷達波長的倍數，都可能會形成一個強散射源。

根據測試，現代新式戰鬥機各散射源對前方RCS的“貢獻”比例約為：各種平麵10%-20%；進氣道15%-25%；翼麵前緣35%-45%；座艙10%-25%。當然，這種影響大小與各部分的位置、尺寸、設計考慮以及是否采用隱身技術有關。一般來說，翼麵前緣、進氣口（含進氣道）和座艙是需要特別關注的部位。

◎RCS值對作戰效能的影響

隱身飛機遂行對地攻擊任務效果很好，因為對方雷達發現距離大大縮短，往往可達到突襲的功效。但雷達發現飛機的距離與RCS的1/4次方成比例。即將飛機的RCS降低90%後，雷達對它的發現距離隻降低44%。即使將RCS降低99%，雷達發現距離也隻減少68%。所以隱身技術隻能減少飛機一半或3/4的被雷達發現距離，其作用也不宜估計過高。

在空戰方麵，隱身性能隻對超視距作戰起作用，雙方接近到目視距離就不靈了。所以隱身飛機RCS的降低必須達到一定值，使得對方飛機雷達的發現距離減少到飛行員對空中戰鬥機平均有效視距以內（10-15千米），這樣才能充分發揮隱身的威力。

在實際作戰中，隱身飛機也要考慮很多具體戰術問題。例如美國已決定將F-117全部退役，說明該機對波長較長的地麵警戒雷達效果還不太好。飛機的RCS在垂直機翼前緣方向有一個強峰值，即約前方士60°處峰值RCS高達20dbsm(100米2)。即使在峰值附近約士10°處，平均值也達到約0dbsm(1米2）。因此必須在出/返航過程中通過航線安排來避免將此峰值對準敵防空雷達。

（據《兵器知識》朱寶鎏/文）