等离子体技术及其在隐身领域的应用

介绍了等离子体的概念、分类、生成方法 ,讨论了等离子体隐身的机理 ,分析了等离子体隐身实现的技术可行性。并结合等离子体隐身技术在军事上的应用、现状 ,对其发展前景进行了展望。     

等离子体隐身技术探讨

阐述了等离子体隐身的概念和原理,进而分析了等离子体隐身的关键技术和发展状况。     

飞行器隐身技术发展状况

介绍了雷达隐身、红外隐身技术的发展状况 ,系统综述了国内外雷达吸波材料和红外隐身材料的研究现状和应用 ,探索了仿生学隐身技术、等离子体隐身技术、微波传播技术等新兴的隐身机理和高分子隐身材料、纳米隐身材料、手征材料、智能隐身材料等新型隐身材料 ,同时对隐身技术的发展作了展望     

一种新颖的微空心阴极放电等离子体推力器

微小卫星的发展和成功应用迫切需要新型微推力器的研制。微放电技术是等离子体放电中重要的一类,近几十年来成为各国的研究热点。其中,微空心阴极放电(MHCD)是一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高气压下稳定放电,并且只需要非常低的电压(几百伏特)或者输入功率(百毫瓦数量级)。MHCD建立在2个几百微米厚度的金属平面电极上,材料可以是钼、铝等,由电介质(云母或氧化铝)隔开。"三明治"的布局结构上从一个电极到另一个电极钻有直径为几十微米到几百微米的孔,气体压强可以很高,甚至超过大气压。微空心阴极放电较小的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,可以开发应用在新型的电热式微等离子体推进上。由于微空心阴极放电等离子体推力器在微放电等离子体中加热了工质气体,随后通过微喷管喷出产生推力,因此与传统的冷气微推力器相比,可大大提高推力器的比冲和推力。     

一种等离子体卡塞格仑抛物面隐身天线的设计

研究等离子体卡塞格仑抛物面隐身天线一体化设计的关键性问题。根据双反射面天线的经典理论设计公式得出卡塞格仑抛物面天线的设计参数,仿真计算传统卡塞格仑抛物面天线及等离子体卡塞格仑抛物面天线的辐射特性和散射特性。研究结果表明,等离子体卡塞格仑抛物面天线具有和传统金属反射体卡塞格仑抛物面天线一样的辐射性能,同时由于等离子体产生和消失的可控性,不工作时就只有介质外壳,具有极低的RCS,从而大大提高了反射面天线的隐身性能。     

飞行器的等离子体隐身应用

分析了等离子体雷达隐身的机理 ,并对太空和大气层内飞行器利用等离子体进行雷达隐身的相关技术进行了探讨     

纳秒级脉冲照射下隐身飞行器的隐身效果分析

为研究冲激雷达的反隐身潜力,首先用时域有限差分方法(FDTD)和解析方法计算了电磁波垂直入射时涂敷窄带雷达吸波材料(RAM)和涂敷等离子体的金属平板的反射率,然后用FDTD仿真了在纳秒级双高斯脉冲照射下某金属缩比隐身飞机模型,及其涂敷窄带RAM及涂敷等离子体的散射特性。结果表明,在低频区外形隐身的隐身效果不明显,RAM和等离子体的吸波效果较差。这证实了发射纳秒级脉冲信号的冲激雷达具有反隐身的潜力。     

脉冲等离子体推力器内部流场的数值分析

应用所建立的广义拉格朗日乘子形式的磁流体力学模型对平行电极型脉冲等离子体推力器的内部流场进行了数值研究.对等离子体流动过程的分析表明,放电初期等离子体在很强的电磁力作用下高速喷出推力器,而到放电后期等离子体受到的气动力比电磁力大得多,等离子体的运动非常缓慢.电磁冲量占推力器元冲量的大部分,增强电磁加速作用可以进一步提高推力器的性能.     

钡钨空心阴极放电等离子体特性实验研究

空心阴极作为电推力器的核心部件之一,其放电等离子体特性对空心阴极的性能和可靠性具有决定性的作用。采用实验的方法,使用朗谬尔静电探针置于钡钨空心阴极放电出口处,诊断和分析了钡钨空心阴极出口处的放电等离子体特性随阴极推进剂流量和放电电流的变化规律,结果表明:阴极推进剂流量和放电电流对空心阴极放电等离子体特性具有比较明显的影响,各等离子体参量随阴极推进剂流量和放电电流均有明显的变化,其中,电子数密度随阴极推进剂流量和放电电流的增大而上升,等离子体电势随阴极推进剂流量和放电电流的增大而下降,电子温度随阴极推进剂流量的增加而下降,随放电电流的增大有略微升高,而且,放电电流对放电等离子体特性具有更显著的影响。     

微空心阴极放电机理及其在电热式推力器中的应用

近年来,微空心阴极放电（MHCD）技术的发展为研制适用于小卫星的先进新型微推力 器提供了可能。MHCD是微放电领域中一种新颖的非平衡高气压辉光放电,其优点是可以在高 气压下稳定放电,并且只需要非常低的电压（几百伏特）或者输入功率（百毫瓦数量级）。 本文针对MHCD,实验研究了微放电的电流-电压特性,并利用光学发射光谱的方法测量了微 等离子体中电子数密度和中性气体温度。结果表明,在稳定的辉光放电下,MHCD孔内的电子 数密度和中性气体温度随着压强和放电电流的增加而增大,电子数密度可达
10 14 cm -3 ,中性气体温度可达1000K。由此可以推断,微空心阴极放电较小 的尺寸结构与强烈并可控的气体加热相结合,完全可以开发应用在新型的电热式等离子体推 进上,研制成微空心阴极放电等离子体推力器。由于在微放电等离子体中加热了工质气体, 因此其性能可大大高于冷气推进。     

飞行器气动与隐身综合特性数值分析

开展了飞行器气动与隐身综合特性数值研究,编制了相应的计算与分析程序。该程 序的主要 功能包括：飞行器外形参数化和计算网格的生成,气动特性计算（利用有限体积方法求解NS 方程）,隐身特性计算（利用时域有限差分方法求解Maxwell方程）,飞行器气动与隐身综 合特性分析。作为应用的一个实例,对一种带翼钝锥体的气动和隐身综合特性进行了分析, 并设计出两种新的外形,新外形的气动和隐身综合特性与原形相比有明显提高。     

等离子体在军事上的应用

简要介绍了等离子体的特性及其在现代战争中的应用。着重讨论了等离子体在隐身技术、巡航导弹防御中的应用 ,另外还分析了以等离子体作为动力的等离子体火箭和等离子体武器的原理。     

等离子体天线的原理及特性

根据等离子体柱天线的系统构成,分析了等离子体柱天线的基本工作原理,讨论了表面波在等离子体柱天线中的传播特性、等离子体柱内的电子分布,以及天线的长度、噪声与辐射特性。分析表明：表面波能激发和维持等离子体柱,等离子体柱可构成等离子体天线,且具易隐身、可控性等优点。     

红外隐身技术研究新进展

简述了红外隐身原理,以斯特潘-波尔兹曼定律为基础,分析得出实现红外隐身的两种途径：控制目标发射率和控制目标表面温度,继而阐述了目前国内外在红外隐身技术及红外隐身材料方面的研究现状。最后分析了红外隐身技术发展的趋势,并指出要提高军事目标的生存能力就必须研发可实现多波段隐身的新型隐身材料及隐身技术。     

电大目标等离子体隐身的矩量法优化设计

根据高频散射特征,提出典型几何散射中心替代法,用于解决矩量法（MOM）用于电大目标等离子体隐身时的优化设计问题。以某典型电大目标为例,通过仿真分析了该方法的可行性。结果显示,电大目标覆盖利用该方法得到最优参数的等离子体后,不仅目标整体的单站RCS平均缩减与典型几何散射体的单站RCS缩减相当,且任意方向上RCS基本都有10dB左右的缩减,表明用该方法得到用于电大目标隐身的等离子体参数是可行的。     

任意角入射到非均匀等离子体的WKB法

用WKB法研究了以任意角入射的电磁波在非均匀非磁化等离子体中的衰减特性,给出了电磁波在非均匀非磁化等离子体中的双程衰减公式。选用抛物线型等离子体密度分布进行计算,基于等离子体共振吸收概念分析了双程衰减与入射电磁波频率、等离子体碰撞频率、等离子体最大密度和电磁波入射角等的关系。对等离子体隐身研究有一定的参考价值。     

隐身巡航导弹及其探测技术研究

隐身巡航导弹的出现对现有的攻防对抗体系提出了挑战,如何防御隐身巡航导弹已成为当前的热点技术之一。讨论了巡航导弹的隐身技术、目标特性及对其进行探测的技术。     

RAM技术在隐身飞行器薄型翼设计中的应用

雷达吸波材料（ＲＡＭ） 技术是隐身技术中的重要技术之一，并且在隐身武器，尤其是隐身飞行器系统设计中得到广泛应用。本文首先简要阐述了雷达吸波材料吸波的基本原理，然后以隐身导弹薄型弹翼的低雷达散射截面（ＲＣＳ） 设计为例，探讨了涂覆型雷达吸波材料涂覆方案的设计思想和方法，最后给出一部分隐身飞行器薄型翼面低ＲＣＳ设计的样例。