國外艦船隱身技術的發展動向與分析＊

黎 南

（海軍駐大連地區軍事代表室 大連 116021）

1 引言

艦船隱身的目的就是減少和控制艦船被敵方探測的目標特征，從而降低敵方的探測距離和概率。這種目標特征主要包括電磁、紅外、聲學三個方面。因而，對艦船裝置隱身設計，主要就是降低船體及其上各種設備的電磁特征，除重點降低雷達波電磁輻射外，同時還必須考慮降低紅外輻射及聲輻射。本文從艦船隱身技術、發展動向、發展分析等，作進一步的研究和探討［1］。

2 艦船隱身技術

艦船隱身技術主要包括：雷達隱身技術、紅外隱身技術、聲隱身技術等［2］。

2.1 雷達隱身技術

雷達隱身技術就是通過各種措施降低艦船的雷達信號特征值—雷達散射截面積（RCS），以達到“隱蔽”目的。當雷達系統一定時，目標的RCS取決于目標的外形和目標材料的電磁特性。通過改變目標外形來降低目標的RCS，稱外形隱身技術；采用雷達吸波材料來降低目標的RCS，稱材料隱身技術。

1）外形隱身。外形隱身就是通過艦船外形結構和形狀設計，使艦船反射的雷達波能量偏離雷達發射方向，從而降低目標的RCS。

艦船甲板面上一般布置大量小型非隱形設備，未經隱身設計會對雷達截面積產生較大影響，如某艦電磁兼容性試驗表明，在甲板設施安裝后所測得的RCS值是設施未安裝前的5～8倍。此外，門窗玻璃及局部開口等產生的空腔效應，也會給艦船隱身設計效果帶來不利影響。因此，像錨機、絞盤、絞車、系纜樁、救生艇、欄桿、吊桿、系艦柱等，原來艦船甲板上外置的部分，可通過內藏或設計成隱身形狀或采取位置選擇、遮擋、屏蔽等措施加以改善。

2）材料隱身。除了通過合理的隱身外形設計，還可以通過在艦船適當位置涂裝吸波材料或采用結構隱身材料來達到雷達隱身目的。

·吸波涂料。吸波材料實質上是一種高分子復合涂料。它是以高分子溶液或乳液為基料，把吸波劑和其他附加成分分散加入其中而制成。如美國研制的系列鐵氧體吸波涂料，主要成分是鋰鎘、鎳鎘和鋰鋅鐵氧體，它在厘米波段到分米波段，可使雷達波反射衰減達20dB。日本研制的鐵氧體和氯丁橡膠或氯磺化聚烯等吸波涂料，當涂層厚度為1.7～2.5mm時，對5～10GHz的雷達波反射衰減達30dB。這種涂料的涂裝工藝簡單，使用方便，但是重量增加、涂層剝離強度低、頻寬窄、涂層厚和耐高溫性能差等缺點限制了它的應用。

·結構隱身材料。結構型吸波材料與涂敷型吸波材料相比，其電磁波吸收劑特別是吸收層有些是由碳化硅纖維組成，這種吸收劑在強度、耐熱和耐化學腐蝕方面均比較好，其吸波能力較強，帶寬也較大。為達到較好的匹配效果和吸收效果，纖維和樹脂復合材料也可以采用，而且整體上重量輕、強度好，吸收效果好。

2.2 紅外隱身技術

紅外隱身技術是抑制和減弱艦船的紅外輻射能力，避免過早被敵方發現和跟蹤。因為艦船對外界有著較強的紅外輻射，它的任何部位都可能是紅外源，其自身的熱輻射和對環境熱輻射的反射都可能是被敵方紅外探測器探測和跟蹤的目標，如機艙區、舵機艙區、廚房高溫室、排氣道（包括煙囪）、排氣煙流及船體對陽光的反射與散射等。

1）紅外隱身。紅外隱身一般采用熱抑制、低反射涂料及屏蔽等措施降低艦船的紅外輻射強度或改變其紅外輻射特性。

·降低艦船紅外輻射強度。降低艦船紅外輻射強度也就是降低艦船與周圍環境的熱對比度，使敵方紅外探測器接收不到足夠的能量，減少艦船被發現、識別和跟蹤的概率。

·改變艦船紅外輻射特性。改變艦船的紅外輻射特性也就是改變其表面的發射率，降低紅外輻射的能量，減小被探測概率。

2）多功能隱身材料。多功能隱身材料主要有：雷達與紅外兼容隱身材料、紅外與激光兼容隱身材料及可見光、近紅外、遠紅外和微波等多波段隱身材料。國外先進的多功能隱身材料在可見光、近紅外、遠紅外、8mm和3mm五波段一體化方面取得較大進展。例如，美國研制的多功能隱身涂層在30～100GHz毫米波的吸收率為10～15dB；中紅外波段3～5μm發射率為0.5～0.9，遠紅外波段8～14μm發射率為0.6～0.95，可見光的光譜特性與背景基本一致。德國研制的半導體多功能隱身材料在可見光范圍有低發射率，在中遠紅外波段（3～5μm，8～14μm）有低發射率，在毫米波段有高吸收率。這種涂層可同時對抗可見光、近紅外、激光、中遠紅外和雷達的威脅。

2.3 聲隱身技術

聲隱身技術就是采用低噪聲設備，增加發聲設備隔音罩和使用減振降噪材料（如吸聲材料、非金屬材料和阻尼材料）等方法。

1）低噪聲設備。低噪聲設備主要包括：（1）舵的降噪設計。因為提高舵效，減少舵面積，增大舵與螺旋槳之間距離，減少附體阻力，改善伴流，可使螺旋槳噪聲降低。（2）艦船機械設備減振降噪?？稍O計具有減振降噪功能的基座，如減振浮筏設計或在設備基座的面板和腹板上采用約束阻尼結構等。

2）隔聲罩。在主要的噪聲源機械設備上增加隔聲罩，采用的結構材料形式主要有：（1）在兩層相同厚度的金屬板中間粘附一層比板薄的粘彈性層，可達到一定程度的減振降噪作用。因此，夾層結構可以構造隔聲罩。（2）直接使用有減振降噪作用的非金屬材料或復合材料等制造。

3）減振降噪材料。（1）在機艙及四周艙壁、頂板上粘貼吸聲材料；（2）在機艙和舵機艙等機器場所、導流罩、機艙和螺旋槳附近的結構，必要的艙壁和地板涂敷非金屬尼龍材料、阻尼材料等；（3）在聲吶基陣平臺周圍粘貼吸聲橡膠尖劈；（4）在舷外的吸入和排出孔的區域處，可使用吸聲材料或復合材料；（5）在艉軸架、導流罩上涂敷特殊涂料以消除空化、氣泡現象來降低噪聲。也可在導流罩或船體外板上敷設橡膠或防污油漆涂料，避免海生物生長，使水動力噪聲減到最??；（6）在管路管壁周圍包覆阻尼，也可在管路、支柱、構架等中空結構內使用顆粒型阻尼填料；（7）在透聲窗表面涂敷透聲阻尼涂料或采用透聲高阻尼的材料，以吸收和減弱這些部位產生的混響聲和結構噪聲；（8）在艦船上住艙、集控室、作戰指揮中心聲吶室、導航室、會議室等艙室的浮動地板、圍艙壁的輕型內襯、綜合內襯，可選具有一定阻尼減振性能的非金屬材料，也可選用多層復合材料。

3 發展動向

1）俄羅斯海軍第四艘20380型隱身輕護艦下水。俄新社報道：由位于俄羅斯圣彼得堡的北方造船廠（Severnaya Verf）為俄羅斯海軍建造的一艘隱身輕護艦“斯托伊克”（Stoyky）號已于本周三下水［3］。

“斯托伊克”號輕護艦是俄羅斯海軍20380型輕護艦的第四艘，該級輕護艦由俄羅斯阿瑪斯中央海事設計局設計。在完成一系列海試以后，該艦預計將在2013年11月服役俄羅斯波羅的海艦隊。

20380型輕護艦的首艦“守衛”（steregushchy）號已經于2008年10月服役俄羅斯波羅的海艦隊，而第二艘“蘇布瑞茲特尼”（Soobrazitelny）號已于2011年10月服役俄羅斯海軍。第三艘“勇敢”（Boyky）號目前正在進行海試，并計劃在今年11月服役。

20380型輕護艦可摧毀水面、水下、岸上和空中目標，并保護艦隊進行搶灘登陸，艦船的隱形技術可降低艦體的雷達、聲音、紅外線、磁以及視覺信號。俄羅斯計劃共建造30艘該級隱身輕護艦，以確保其沿海水域，以及黑海和波羅的海的石油與天然氣運輸路線安全。每一艘輕護艦排水量為2000公噸，最大航速為27節，人員編制為100人。該級艦裝備的武器包括Kh－35或SS－N－25反艦巡航導彈，100mm口徑艦炮，各種防空與反潛系統，以及一架卡－27反潛直升機。

2）印度海軍“薩亞德里”號隱身護衛艦正式服役。Brahmand網站2012年7月23日報道：2012年7月21日，印度海軍自主建造的“薩亞德里”號隱身護衛艦正式服役，這將加強印海軍未來反潛作戰能力［4］。

“薩亞德里”號是印海軍P17隱身護衛艦項目的最后一艘，該項目前兩艘“什瓦里克”號和“薩特普拉”號分別于2010年4月和2011年8月服役，并已在印度洋地區執行多種任務。

“薩亞德里”號排水量4900噸，裝備最先進的反艦和防空導彈，還將攜帶“布拉莫斯”反艦巡航導彈?？纱钶d兩架直升機。該艦還具備先進的電子戰能力，裝備先進的聲納、雷達系統和魚雷，用于探測和攻擊潛艇。該艦編制250人，包括35名軍官，航速可達30節以上。

3）英國公開展示海軍下一代26型隱身護衛艦設計。法國《航宇防務》網2012年8月20日報道：2012年8月20日，英國國防部對外展示了皇家海軍下一代戰艦26型隱身護衛艦的最新設計。這也意味著26型護衛艦項目實現了重要里程碑［5］。

26型隱身護衛艦是一型多任務作戰艦艇，可在全球范圍內執行作戰任務和反海盜行動，同時支援人道主義救援，該型艦計劃于2020年后服役。

2010年，英國國防部與BAE系統公司聯手確定了26型艦的基本性能和初步設計方案。該型艦排水量在5400噸左右，艦長148m（相當于15輛雙層巴士的長度），是皇家海軍艦隊中最先進的艦艇之一，它具備以下特征：

預算績效目標是預算績效管理的基礎，是整個預算績效管理系統的前提，包括績效內容、績效指標和績效標準。預算績效指標體系建設是一項系統的、涉及面廣、專業性強的工作，該項建設工作必須理清如下基本概念及其相互關系。

·可發射多種類型武器的垂直導彈發射井；

·中口徑艦炮；

·可容納一架“灰背隼”或“野貓”直升機的機庫，為無人機、水面無人艇、無人潛航器以及小艇預留了靈活的任務空間；

·最先進的艦載傳感器。

26型隱身護衛艦將在未來幾十年成為皇家海軍的主力作戰艦艇。該型艦適用性強，升級改造較為容易，可以根據作戰威脅快速改裝。

目前，26型護衛艦項目已獲得議會的撥款批準，該型艦的建造也將為英國造船行業提供成千上萬個工作崗位，從而保持英國的軍船建造能力。

4）俄羅斯開始為第四艘21631型隱身輕護艦鋪設龍骨。俄羅斯海軍網站2012年8月30日報道：俄羅斯澤廖諾多利斯克（Zelenodolsk）船廠開始為俄羅斯海軍建造第四艘21631型“江河”級隱身輕護艦，這艘艦艇將服役俄羅斯里海艦隊［6］。

21631型輕護艦長74.1m，寬11m，吃水2.6m，排水量為949噸，最大航速為25節。該級輕護艦裝備有100mm艦炮、Gibka艦對空系統、14.5mm口徑和7.62mm口徑機關槍、Duet型30mm口徑艦炮系統、以及作戰半徑為300km米的Caliber－NK導彈系統。

除里海艦隊以外，還有一部分21631型輕護艦將服役俄羅斯黑海艦隊。

5）印尼海軍接收新型隱身快速導彈巡邏艇。美國《海軍觀察》2012年8月29日報道：該新型隱身快速導彈巡邏艇艇長63m，采用先進的三體船身設計，將成為東南亞地區最先進的海軍艦船。該艦采用激進的穿浪船體設計以改進適航性和穩定性，并且完全由碳纖維復合材料制成，采用了真空導入工藝和乙烯酯樹脂。用這些材料構建船身結構增強了該艦的隱身性，同時降低了運行、維護和全壽期成本［7］。

2009年，PT Lindun公司（North Sea Boats）簽署合同為印尼海軍建造一種最先進的隱身軍艦。建造工程開始于2010年早些時候，但由于其先進的設計和建造工藝，項目進展一直高度保密。下水儀式將于2012年8月31日在PT Lundin公司位于東爪哇巴紐旺直的船廠舉行。

該快速導彈巡邏艇（FMPV）先進的三體穿浪船身設計有助于讓該艦劈開波浪前進而不是跨躍波浪，加寬的船體則可提高固有穩定性。二者結合可以降低傾側和起伏，幫助該艦在復雜海情下保持較高的航速，同時為武器平臺提供較好的穩定性。

該艦采用綜合隱身設計，降低雷達、紅外、聲學和電磁信號特征。艦載武器包括導彈和艦炮，以及一艘11米長的高速硬殼充氣快艇，該艇被融合安放在上層建筑內。該艇較寬的艦體還使其可供直升機起降，這極大地擴展了該艇的巡邏范圍和能力。

6）俄羅斯向印度交付第二艘隱身護衛艦。法國《航宇防務》2012年11月9日報道：俄羅斯于11月9日向印度海軍交付第二艘由楊塔船廠建造的隱身護衛艦。楊塔船廠發言人表示，俄羅斯和印度雙方軍隊高層領導都將出席該交付儀式［8］。

2006年，俄羅斯和印度簽訂了16億美元的合同，為印度海軍建造三艘“塔爾瓦”級導彈護衛艦，首艦已經于4月27日交付印度海軍。第三艘艦目前正在進行系泊測試，計劃在波羅的海完成海試之后，于2013年夏季交付印度海軍。

該級艦每艘都裝備有8枚“布拉莫斯”超聲速巡航導彈，此外還裝備有100mm口徑炮、一套“施基利”（Shtil）艦空導彈系統、兩套“卡什坦”防空導彈系統、兩部雙聯發533mm魚雷發射器和一架反潛戰直升機。

4 發展分析

艦船隱身技術的發展趨勢，主要包括：納米材料和納米隱身涂料、紅外透明黏合劑；導電或半導體高分子材料；多波段、多功能兼容隱身涂料、雷達和紅外隱身技術是隱身領域中研究的重點等［9］。

1）納米材料和納米隱身涂料。納米材料是指三維尺寸中至少有一維為納米尺寸的材料，如薄膜、纖維、超細粒子、多層膜、粒子膜及納米微晶材料等，由尺寸在10－10～10－7m的物質組成的微粉體系。由于它具有小尺寸效應、表面與界面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應，因而出現常規材料所沒有的一些特別性能。如高強度和高韌性、高熱膨脹系數、高比熱和低熔點、奇特的磁性和極強的吸波性能等，從而使納米材料獲得廣泛的應用。

納米材料復合涂料一般都是由納米材料與有機涂料復合而成的，已有無機納米材料與有機高分子樹脂復合的納米涂料，它是通過精細控制無機納米粒子使其均勻分散在高聚物基體中的性能更加優異的新型涂料。納米材料復合涂料必須滿足以下兩個條件：一是其中至少有一相的尺寸在1～100nm；二是納米相的存在使涂料性能得到顯著提高或有新功能。

2）紅外透明黏合劑。為降低熱隱身涂料的發射率，既有較低的紅外吸收率，有較好的物理機械性能的紅外透明聚合物是較理想的紅外隱身涂料黏合劑?，F有的對紅外高透明的有機黏合劑有聚烯烴類（聚乙烯、氯化聚苯乙烯、乙烯與苯乙烯的共聚物，商品名稱為Kraton）橡膠類（基橡膠、氯化橡膠和三元乙丙橡膠）及其他聚合物（酸樹脂、環氧樹脂等）其中Kraton在8～14μm范圍內，透明度可達0.8，是較理想的黏合劑。

3）導電或半導體高分子材料。與紅外透明黏合劑不同，導電高分子可直接提供熱隱身效果，因此對制備熱隱身涂料具有特殊意義。目前西方國家正在研究電導率隨頻率分布、紅外發射率隨時間改變的半導體聚合物，以用于熱偽裝。

4）多波段、多功能兼容隱身涂料的研制具有廣闊的應用前景，必須采用新型的吸波材料并改進傳統的吸波材料，如鐵氧體、羰基鐵等。吸波材料主要是納米吸波材料。多波段、多功能兼容隱身涂料能同時吸收和衰減電磁波和聲波，減少反射和散射，從而達到電磁隱身和聲隱身的作用。

5）雷達和紅外隱身技術是隱身領域中研究的重點。綜合防雷達、防紅外、可見光、激光、聲納等隱身涂料的基本原理是降低目標自身發出的或反射外來的信號強度，或減小目標與環境的信號反差，使其低于探測器的門檻值；或者使目標與環境反差規律混亂，造成目標幾何形狀識別上的困難。傳統的隱身涂料往往以特定的波段為對象，有些兼顧型隱身涂料則往往犧牲主要隱身方向的優越性能，或降低裝備的戰斗能力。而納米材料與有機涂料結合后，有如下特點：機械性能如粘結性、耐磨性等大大提高，可以減少其他助劑及填料的使用；高效的寬頻帶吸波性能可以覆蓋電磁波、微波、紅外等波段；能夠增強基體的防腐蝕能力；耐候性好；涂裝性能優良，施工性大為改善。

5 結語

隨著納米材料和納米隱身涂料、紅外透明黏合劑；導電或半導體高分子材料；多波段、多功能兼容隱身涂料、雷達和紅外隱身技術的發展，其性能越來越好，其可靠性越來越高，在未來現代化戰爭或局部海戰中，適時運用艦船隱身技術，就能夠有效地保護自身目標的安全［10］。

［1］鐘玉湘，許士華.艦船裝置的隱身技術 ［J］.中國艦船研究，2006（4）.

［2］姚競爭，韓端鋒，鄭向陽.某三體艦船外形雷達隱身性設計 ［J］.艦船科學技術，2011（7）.

［3］俄羅斯海軍第4艘20380型隱身輕護艦下水［N］.每日防務快訊，2012－06－07）.

［4］印度海軍“薩亞德里”號隱身護衛艦正式服役［N］.每日防務快訊，2012－07－26.

［5］英國公開展示海軍下一代26型隱身護衛艦設計［N］.每日防務快訊，2012－08－22.

［6］俄羅斯開始為第四艘21631型隱身輕護艦鋪設龍骨［N］.每日防務快訊，2012－09－06.

［7］印尼海軍接收新型隱身快速導彈巡邏艇［N］.每日防務快訊，2012－09－07）.

［8］俄羅斯向印度交付第二艘隱身護衛艦［N］.每日防務快訊，2012－11－12）.

［9］張維俊.艦船隱身技術的研究現狀及發展趨勢 ［J］.造船技術，2012（01）.

［10］林惠祖.艦船隱身技術及艦船等離子體隱身技術淺談 ［J］.船艇，2006（8）.