等离子体隐身技术最近一段时间里成为了大家关注的热点，随着不久前俄罗斯公布了“PAK-FA”计划后，航空迷们对等离子体隐身的讨论又进入到了一个高潮。目前关于PAK-FA的报导多如牛毛，数不胜数，而此前传闻最多和最令大家感兴趣的是俄罗斯将采用所谓的等离子隐身技术来提高隐身能力，俄国人宣称等离子体隐身技术与传统的被动隐身技术相比具有很多优点：如吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好，对飞机的外形没有特殊的要求、无须改变飞机的气动外形设计，不影响飞机原有的气动性能等等。那么等离子隐身技术真的像其宣传的那么神吗?
等离子体隐身原理
我们知道，所谓等离子体就是气体中的原子或分子在受到外界高能作用(如高能粒子的轰击或者激光的照射等等)的时候，原子中的部分电子因吸收了能量而脱离开原子成为自由电子。此时，构成气体的成份由原来不带电的原子或分子变成了正负离子，气体的物理性质也发生了巨大变化。等离子体隐身技术就是利用等离子体回避雷达电磁波探测的一种技术。与常规被动隐身技术不同，常规被动隐身是靠外形布局和吸波材料来减少被敌方雷达探测的可能。而等离子体隐身技术属于主动反雷达隐身技术，像其他主动反雷达隐身技术一样(包括电磁对消技术，具有压制性干扰和欺骗性干扰的射频干扰机／雷达诱饵技术等)，等离子体是依靠自身特殊的物理性质以及对入射电磁波的特殊作用来达到隐身目的。
等离子体隐身结构形式
目前有可能应用在飞行器的等离子体隐身技术按结构分为外部开放式和封闭循环式。
所谓的外部开放式就是用于隐身的等离子气体是覆盖在飞行器体表上的，根据产生等离子体物质的来源不同又分为大气电离式和携带式两种。其中大气电离式就是采用各种激发方法(参看表2)，将飞行器外表面的大气电离而形成等离子体，通过电离大气产生等离子体来吸收反射干扰雷达波从而达到隐身目的。而携带式是自身携带易电离的气体介质的容器，通过利用放电、微波等各种激发方式将工作气体在发生器内电离，然后将电离体释放到飞行器外面形成等离子体层，从而达到隐身或者减阻目的。显然，这种发生器相对于大气放电形式具有能耗低、工作可靠、维护便利等优点，但需要携带容器等额外体积和重量。
采用外部开放式等离子体隐身技术解决了传统的被动隐身技术中隐身与气动之间的矛盾，可以在不用牺牲飞机气动外形的前提下获得隐身能力。此外，利用外层包裹的等离子体还可以进一步降低飞机的飞行阻力。但是有利就会有弊，新技术不仅带来了新性能，也带来了新的问题。
首先，要电离气体就对电源性能提出了很高的要求。气体电离需要超过万伏的高压而等离子体要覆盖整个飞行器的表面，必须有大功率电源才能产生足够量的低温等离子体，能耗太大，电源和燃料都太重。因此要产生包覆整个飞行器的等离子体层，似乎不太现实，只能用在个别重点强反射部位。携带式也是如此。要想覆盖飞行器表面，需要许多的等离子发生器，所需电源功率很高，发生器设备体积庞大，重量较高，必然又导致飞行器质量和能耗加大，这样的飞行器能否飞行还不得而知。因此实用性不强；当然，为了减轻结构重量，最有效的途径是采用含有放射性同位素的吸波涂料，放射性同位素型吸波材料是以钋-210、锔-242、锶-90等放射性同位素为原料，其原理是通过放射性同位素衰变辐射的高能粒子，轰击周围空气分子，使目标表面外周围空气电离形成等离子屏障，等离子密度随着空气与涂层表面的距离增加而使电离度下降，离子在这个条件下与雷达的电磁波相互作用，对高于自己频段的电磁波吸收，对低于自己频段的电磁波产生绕射、散射、反射而造成雷达的测量误差。因此其特点是吸收频带宽，反射衰减率高，使用寿命长。
另外，外部开放式等离子体流场本身就很难稳定，难以形成大面积均匀等离子体覆盖层。再加上飞机在空中不断变换姿态，大气中也存在着各种气流，难以想象怎样才能在各种情况下保持等离子体云的均匀性和稳定性。以目前采用磁约束的技术系统结构太重，能耗太大，不可行；而且等离子体发生器产生的高电压或者高频微波对机载武器弹药也是极大的威胁；除此以外，等离子体不仅可以屏蔽对方的雷达波，己方的通讯、导航和火控系统发出的电磁波也会被一并屏蔽掉，如此一来，飞行器本身也和外界失去了联系，变成了聋子、瞎子；而最致命的缺点还是主动隐身技术本身。等离子体自身也向外界辐射大量的电磁波，容易被敌方采用被动雷达所探测而暴露自己，另外开式等离子体有强烈的可视和红外信号源，特别是在夜间，容易被目视和红外探测所发现，固应用前景受到很大限制，不容乐观。
由于开式等离子技术存在上述的种种缺点，因此限制了其在飞行器上广泛的采用，顶多用在重点强反射部位，其它部位还得使用常规隐形方法。目前传闻只有美国的“三叉戟”型潜射弹道导弹和B-2轰炸机上采用了开式等离子隐身技术；在1999年早些时候，俄罗斯克尔德什研究中心开发出此类的等离子体发生器，并在飞机上进行了试验。
为了解决外部开放式等离子体隐身存在的在大气中高速运动时飞行器表面等离子体难控制、流场难维持稳定以及降低可视和红外信号等等问题，科学家们自然就想到了采用类似日光灯那样将等离子体密封屏蔽在透波良好材料的办法。据美国《航空周刊》报道，美国早在上世纪80年代初就在无人机上实验了类似技术，其基本原理就是将等离子发生装置产生的等离子体封闭在酚醛树脂制成的密闭空间内。无人机经过这样的改进，就如同披上了隐身“盔甲”，能够有效躲避雷达的追踪。相对于开式等离子技术，使用这种隐身“盔甲”虽然不能利用等离子体降低阻力，但却解决了诸如屏蔽自身通讯、电源功率与重量和对等离子云的控制等其他问题。不过，如何将这种等离子隐身瓦片包裹在飞机表面还是很有难度的。如果为了强调隐身效果而将这些瓦片硬装在飞机上，势必会像被动隐身一样，影响飞机的气动性能。
世界各国发展概况
自20世纪60年代以来，美国、苏联等国就开始研究等离子体吸收电磁波的性能。据外刊报道，美军早在上世纪80年代就掌握了等离子隐身技术，并应用在“三叉戟”潜射弹道导弹的再入舱段和B-2大型隐身战略轰炸机上。以B-2为例，它不仅采用了外形隐身和材料隐身技术，还率先在其结构上采用了等离子隐身技术。当雷达波照射到飞翼表面时，首先会被蒙皮吸收一部分，其余进入到一组六角蜂窝夹心后被吸收。六角形蜂窝夹心结构，其夹心内腔部分中空封闭有可吸收电磁波的易电离介质，通过电离介质产生等离子体来吸收和改变入射电磁波，使探测雷达失效。此外B-2发动机也大有乾坤，其中的秘诀在于在燃气流中掺入负离子以干扰火焰的静电平衡，并同时向前缘充以正电荷。在尾喷管出口处安装电荷收集器时还可同时回收一部分注入燃气流中的电子。结果得到两方面的效益，一是在燃气流中加入负离子可以降低气动力加热，二是回收的电子可以重新注入燃气流。这一系统由一名美国物理学家汤姆斯.T.布朗在1953年研制成功，i957年取得专利。
近年来，等离子体隐身技术在俄罗斯也取得了突破性进展。1999年初，俄罗斯的克尔德什研究中心就已研究开发出第一代和第二代等离子体发生器(其实这两种都属于外部开放式等离子体隐身技术)并在飞机上进行试验获得了成功。据悉，其第一代产品是等离子体发生片(高频大气放电式)，其厚度为0.5～0.7毫米的发生片贴于飞机的强散射部位，电离空气即可产生等离子体。第二代产品是等离子体发生器，在等离子体发生器中加入易电离气体，经过脉冲放电，对电离介质的电离，即可在发生器安置部位周围产生等离子体云层。经飞行试验证明(在高空低速下)，它不仅能减弱雷达的反射信号，还能通过改变发射信号频率实现隐身。目前，克尔德什研究中心正在应用新的物理知识研制效果更好的第三代产品。另外英、法等国在等离子体研究领域的某些方向上也取得了突破性的成果。如法国航空航天研究院成功地研制了完全隐身的等离子体雷达天线。这种等离子体天线将首先用于反导弹防御系统的预警及跟踪，海军则用于对远程超声速反舰导弹的防御。另据报道法M-51弹道导弹可能也将采用等离子隐身技术。
责任编辑：新浜