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    航空發動機的紅外隱身“超能力”
    來源:       發布時間:2018-12-12

       航空發動機的“紅外隱身術”

      早期人們用眼睛發現空中目標,飛機用涂裝來隱蔽自己;后來靠聲音偵察敵機,發動機采取消聲以對抗;在雷達出現后,科學家致力于將雷達反射信號降到最小。當前的空戰主要采用空空導彈攻擊,有許多空空導彈用紅外制導,對飛機威脅很大,而發動機是最強的紅外輻射源。因此,降低發動機的紅外輻射量可以有效降低被發現、識別和跟蹤的概率,實現隱身效果。

      紅外抑制技術

      紅外輻射既是電磁波又是光。發動機機體和工作氣流中都會產生紅外輻射:發動機的噴管有一部分裸露在外,這些零件工作溫度高,紅外輻射強烈。同時,發動機工作時排出的燃氣,特別是開加力時輻射的紅外能量最大。

      在實際應用中,通過遮擋、降低紅外發射率降低表面溫度等方式可以抑制紅外輻射,達到紅外隱身效果。

      表面涂層

      發射率指物體的輻射能力,用于體現物體與外界環境能量交換能力的物理量。物體的發射率與物體表面的材料密切相關,表面涂層可以改變零件的輻射率。

      發動機及其熱影響區是最重要的紅外輻射源,雖然發動機安裝在飛機機身內部,但是外調節片、彈性片等外露部件由于傳熱輻射引起的紅外輻射能量非常大,成為紅外探測設備捕獲的主要目標。通過在發動機部件上進行貴金屬鍍膜,或噴涂低發射率的涂層來降低部件的紅外發射率,實現紅外輻射的抑制。

      引射和冷卻

      降低表面溫度是另一種抑制紅外信號的方法。通過在發動機零部件涂覆隔熱材料,將發動機釋放的能量抑制在內部,來減小紅外輻射強度,實現紅外隱身效果。

      在噴管部位采用引射冷空氣的辦法,不僅能降低排氣噴流的溫度,而且還能降低機匣的壁面溫度,實現雙重效果。

      遮  擋

      發動機的紅外抑制還可以采用“遮擋法”,一種是外遮擋,在噴管出口部位設置上翹或折轉的板片來擋去噴管內腔的紅外輻射;另一種是內遮擋,利用噴管內部的零件把渦輪等高溫部件擋住。例如,使用矩形噴管的發動機通過其矩形扁噴口可以擋住高溫零件的一部分輻射,從而減少紅外輻射。

      未來的發動機正在尋求更新更好的紅外抑制技術。普惠公司正在研制旋流加力燃燒室,既能抑制紅外,又能開加力,且增重不多,尺寸不增。紅外抑制是一項綜合技術,需要全面綜合平衡考慮,合理使用紅外隱身材料可以使飛機如虎添翼,縮短制造時間,提升飛機服役周期。(中國航發航材院 張