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隐身科技军事用途之研究[下]            【字体：小 大】
隐身科技军事用途之研究[下]
作者：佚名    文章来源：不详    点击数：    更新时间：2007-1-29    
    　　二、水面隐身科技

　　(一) 隐身科技军舰设计之发展
　　匿踪设计的特色，主要有下列四方面：
　　
　　1.减少雷达截面积：减少雷达截面积是以三方面来进行，分别为：

　　(1)造型：由于尖锐角度与水平表面容易产生雷达反射，且边缘反射又 是任何有形状的物体无法避免，因此隐身科技采用特殊的设计原理，来处理边缘与角落造型，使隐身舰达到隐密效果。由外型上看上层结构为内倾约10度 (主甲板以上)，主甲板以下外倾亦约10度。

　　(2)使用不反射电波材：在适当部分使用石墨等复合材料，而不是完全铝合金的金属材，将使电波无从反射，因而使这一部份无雷达讯号回迹，形成隐密。如救生艇放至金属帷幕。
　　
　　(3)使用雷达波吸收材：雷达波吸收材是一种化学聚合物或涂料，覆盖或涂抹在表面，能吸收相当频率宽度的雷达波，使雷达波只进不出。

　　2.降低音响讯迹：为降低音响讯迹，隐身舰各主要机械设备均装有防震垫、噪音较大之装备以密封处理、所有柴油发电机均位于水线以上、隔离管路噪音、车叶尖端设气孔以及水下船舷配有喷气消音装置等方式，同时舰舱间双层钢板中间亦填装白色胶质物，以为隔音辅助，减低被潜舰声纳侦测的危险。

　　3.减低红外线热辐射：隐身舰之作法是多方面的，采降低烟囱高度、隔离烟囱之排气、将烟囱与天线做最佳化之配置、上层结构和烟囱排烟口采用玻璃强化塑料(GRP) 与隔离船体热表面等五种方式，因而可有效的减低红外线热辐射。

　　4.控制磁场讯迹：隐身科技舰舰体经消磁处理后，需符合NATO STANAG北约组织消磁的标准。
　　
　　 (二)美海军匿踪设计之发展

　　1985年美海军验证由洛克希德公司建造之560吨「海影号」验证船海上测试时，发现到海浪在雷达上看似一条描迹线，但船的受测面积在雷达幕上仅描出了一个点，由于其匿踪效果出奇的好，因而美海军将此项技术首次应用于降低其后来建造之勃克级神盾驱逐舰的雷达截面积，自此隐身科技设计开始广为各国海军所重视。

　　美海军为了能持续维持其海上霸权，已拟定21世纪水面舰计画，代号为SC 21(Surface Combatant 21)，进行下一世纪新一代水面舰艇的建造计画，此计画的第一个部份为武库舰 (Arsenal Ship)计画，此舰亦采隐身科技匿踪设计，唯后因去年10月国会强烈反对及预算太高下，而取消原本打算先行建造一艘武库舰验证船之计画，没钱以致整个计画暂时停摆。
　　
　　第二部份为DD 21计画，亦使用先进之隐身科技匿踪设计，将于1998年至2008年可能以DD 21计画取代现有仍在服役之FFG-7派里级飞弹巡防舰及DD-963史普鲁恩级反潜驱逐舰。DD 21计画新式的驱逐舰可提供陆地攻击，以支持美海军近岸作战能力。第三部份为CG 21计画，是以防空为主的新一代巡洋舰，计画最终将取代目前服役之CG-47神盾级巡洋舰。

　　值得一提的是SC 21-武库舰的发表之数年前，美鲁瓦(Rene Loire)公司曾发展「打击者(Striker)」系列飞弹母舰，具低乾舷、坚固耐用、成本效益高。其重要设计特点有：

　　1.舰艏浸水平坦：浸水平坦的舰艏，可让海浪自由上下冲刷，大幅减少流体力学的拉力，因而减少舰艇所需之动力。

　　2.特有的水幕(Water Screen) 隐身科技设计：该舰特有之水幕设计，不仅可提供电磁波与热效益之匿踪，亦可用于防护反舰飞弹之攻击。究其原因是掠海飞弹在程序设计上是要求尽量低飞，且高度自动随海象调整，不会碰上一波波的海浪，也由于反舰飞弹具有此种先天设计上的特点，因而当它们在遇到舰艇之水屏墙时，会突然上升。因此，水幕设计可提供理想的雷达与热匿踪(废弃物可方便安排在水屏墙下排出)，也对掠海飞弹形成一种积极防护。同时，这种以水做为防护之经济成本远低于使用雷达波吸收材的表面处理与复合材料运用。此种设计理念的提出，可能与后来SC 21计画有关联，但也间接带动其它国家以水做为舰艇匿踪隐身科技设计之方向。
　　
　　3.不对称主桅布置：雷达集中内置的目的，将可产生模糊的雷达截面积以混淆飞弹攻击时的最终归向控制系统。侦测器与无线电天线都隐蔽在具有雷达反射的球状主桅结构内，一些天线虽暴露的装在后桅外面操作，但当缩回在塔桅内，此隐身材料球状天线几乎无雷达截面积。

　　4.水雾匿踪设计：两大型塔式主桅可使一系列喷嘴产生云状水雾(Water Mist)，以供覆盖著舰艇外在喷洒冷却船壳，此种藉著混杂背景，使舰艇热源消失到看不到，因而可减少舰艇雷达截面积与红外线的讯迹，是一种非常先进且独特之作法。

　　5.船体采复合材设计：隐身科技船体是一种三明治复合材料(Composite Sandwich)，以PVC为核心配合碳纤维 / 乙烯基(Viny)积层塑料板制作而成，可提供舰艇高强度、硬度、重量轻、耐爆震、低雷达与低磁场讯迹之特点。另船体表面或特殊部位采被覆式频率筛选面(FSS)与雷达波吸收材(RAM)。

　　6.武器与侦搜器隐藏在防护甲板内：隐身科技舰体展现以玻璃纤维塑料包藏各武器系统。将武器与侦搜器隐藏在防护甲板(Shelter Deck)内的舱口盖后，以减少雷达截面积是现今设计主流。

　　6.消磁措施：由于船壳采FRP，且主要系统位于尽可能高处，故船壳具有最小的磁场讯迹。另设有消磁系统，可更进一步的降低磁场。同时选用非磁性船体材料，以减少水下电位效应。
　　
　　7.低可见度讯迹：舰体之低侧面及伪装油漆之使用，提供舰艇水面上低可见度讯迹。

　　(六)水面舰艇匿踪设计发展趋势

　　由于攻船飞弹对舰艇的威胁最大，各国除了水面舰艇都配备反舰飞弹以外，相对的深恐受敌方的反舰飞弹所 突袭，因而莫不以反舰飞弹为威胁舰艇的头号目标，因而反制作为远从攻击敌方发射载台、中途拦截、干扰，近 至使用诱饵欺敌、近迫武器等，均希望在最后两千码内摧毁来袭之飞弹，但由于困难度都很高，因此构思如何隐匿本身舰艇座标讯迹，并设法侦测敌方舰艇位置，予以迎头痛击。有关匿踪设计发展之重点，说明如下：

　　1. 隐身匿踪设计是关键性的性能参数：由目前世界上各先进国家面之发展来看，隐身科技匿踪设计已是目前的水面舰的最主要设计趋势，因为匿踪设计已经改变以往作战的方式，变成武器系统中一个关键性的性能参数。
　　
　　2. 隐身匿踪设计是全面性的：隐身科技匿踪设计不仅是一般看到外型上减少雷达截面积，必须考虑到全舰式的隐身匿踪设计， 诸如尚需考量到视讯、红外线、水下声讯、磁场强度、水下电流波动、水压效应等，同时亦应包括上构各装备或 武器采隐身匿踪处理、表面采用吸波材与频率选择表层、上构无高热排气之烟囱(抑制红外线辐射)、各种船体隐密性 (如上构为一体成形，且为封闭设计，特别是从外观看，已无传统军舰常见之水密门、突起的人孔盖、林立的天线或排列在甲板上的各式动力机具如烧焊用气瓶、绞机)以及水雾伪装欺敌等。因此目前各国发展之隐身匿踪设计，是全面性且多方位的的考量。

　　3.要求船型外观简洁且具减少雷达截面积的功能：舰艇达到隐身匿踪设计的首要工作就是对影响最大的雷达截面积要求尽量减少，由各国之作法，其方式可分四种：(1)船体外观造型上要求降低雷达截面积，如外板采倾角设计 (主甲板以上采外倾，主甲板以下采内倾)。(2)减少甲板突出物，避免装备露天而产生不易控制之雷达波散射。(3) 避免产生角落，因角落造成雷达反射波最强。(4)上构材料采吸波材或频率选择表层等，使雷达波得以吸收或相互 抵消而衰减，不会产生反射折回。为了使船型外观简洁且具减少雷达截面积，有关配合措施如下：
　　
　　(1).武器与侦搜器隐藏在防护甲板内：为加强甲板以上匿踪效果，在配合全舰匿踪设计上，各国目前之趋势都 尽可能将武器与侦搜器隐藏在防护甲板或主桅结构内，以减少雷达截面积。

　　(2).暴露在外之上构装备采匿踪处理：所有上构必须暴露在外之装备均采匿踪处理，以配合全舰之匿踪设计，例如火炮系统，配合匿踪设计需要，平时隐藏在舰艇里面，仅射击时才暴露在外面。其它装备将依照此方式进行设计。
　　
　　(3).水雾或水幕隐身匿踪设计：水雾设计理念之特点是在大型塔式主桅上安装一系列喷嘴，藉产生云状水雾而覆盖 全舰，此种藉著混杂背景，使敌方舰艇看不到。另水幕设计理念是利用反舰飞弹在掠海飞行时，高度会自动随海象调整之先天设计上的特点，使它们在遇到舰艇之水屏墙时，会突然上升。二者均为强调可降低舰艇雷达截面积与红外线的讯迹，借以达到避免雷达与热源受到侦测之先进设计理念，值得密切注意。
　　
　　(4).浸水式的尖鼻舰艏：由于传统舰艏会使舰艇产生大部分的雷达与红外线的讯迹，因而在设计上舰艏改采向前斜至水下球型艏的浸水尖鼻舰艏，此设计特点除可避免传统舰艏易于产生雷达与红外线讯迹之缺点外，同时此种贯穿波浪的舰艏外型设计也可减少船体纵摇。

　　(5).主机排气孔安装于水在线：为达到红外线抑制之目的，已有主机之热源排气孔设计安装于水在线，如此就可避免舰艇在上构产生明显之热源，造成红外线辐射，同时热源并非由上构排出，因而烟道不需穿过主甲板至上层甲板，相对可节省空间的占用。由于没有烟囱，上构无热排气的干扰，因而有较好的空间可提供侦测器与武器 做最佳的上层布置。
　　(七)音响匿踪设计

　　由于拖弋式声纳问世，已使水面舰艇警觉到噪音管制的重要，舰体噪音管制的宁静，不仅可降低敌人声纳侦测本舰的能力，亦可提升本舰之反潜侦搜机率。因此，舰艇音响匿踪设计已是现代军舰不可或缺的设计。
　　
　　音响匿踪设计是将水中音讯，如水流声音、车叶声音、机械震动声音(推进系统或引擎运转时)、激震声音(火 炮或飞弹发射时产生)、稳定翼声音、管路流体噪音等予以抑制或降低。因声音频率愈低，在水中传递之距离愈短，且能量愈不易被吸收，因此降低水下音讯应优先考虑低频之声音，亦即车叶与主辅机运转所产生之声音，其它频率之噪音，应在主要低频声音降低后，中高频声音反而突显时，才设法进一步降低突显之中高频噪音。隐身科技作法有：船壳形状、机械元件、隔音舱等之设计、采用静音推进器、加装静音板、导流片、夹层或垫片等以减弱振动噪音与使用震波吸收材料、静音涂料等。主要有下列方式：

　　1.加装防震垫片：

　　一般指主辅机底座加装弹性底座及垫片，底座采特殊设计，以避免音源传递，如英国TYPE 23使用一种重量轻且相对的浮动式底座，当震动发生时，这个浮动装置可在控制下，产生配合运动，以软性的方式避免噪音产生。
　　
　　2.隔音设施

　　一般指环绕在推进系统四周的隔音设施，目前常见到的消音带就是

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