等離子隱身是什麼樣的原理?

各種殲20吹又開始甚囂塵上,曝出可能採用等離子隱身技術,鄙人雖然不信,但對等離子隱身技術頗感興趣,求問等離子隱身技術的實現原理是什麼?


等離子的翻譯是錯誤的。等離子的意思應該是說plasmon(固體物理中的電子),或者plasma(氣體中的電子)。後者叫做等離子體,前者,我建議還是翻譯成「普拉芝麻」吧。因為飛機表面顯然是固體,那麼飛機隱身就是靠普拉芝麻。
普拉芝麻的原理主要是改變電磁波的反射特性。做成亞波長尺度的普拉芝麻從整體來看,可以改變材料對某個波長的電磁性質,變成沒有反射,或者沒有投射,或者任意改變反射相位,或者任意改變反射角度等等。這一切都可以通過s-matrix這樣一個宏光的投射-反射矩陣得到。也可以通過傳輸線模型用阻抗來表示。
微觀的說,普拉芝麻是固體中自由電子(因此主要是金屬)震蕩和空間電磁波耦合的結果,這麼一震蕩耦合,就會有依賴幾何結構的等效電容,等效電感產生。因此改變阻抗或者s-matrix也不是什麼特別的事情。
電磁理論的計算,中國人都能算出隱身衣了。因此理論不難。
主要難點應該是材料。

ps:為什麼我要翻譯成普拉芝麻?因為漢語最大的問題是聯繫意。翻譯成「等離子體」,你一下子就覺得好玄乎想歪了。中國人用漢語為什麼學不了科學?主要原因就是語言不適應。漢字太玄乎,無法抓住本質。


進入地球大氣層的航天器以每秒幾千米的超高速在地球大氣層飛行時,會與周圍空氣強烈摩擦。在航天器頭部形成弓形脫體激波, 波後氣體溫度、壓強急劇升高形成一個高達幾千攝氏度的高溫區。致使航天器周圍的大氣和航天器表面材料均發生離解和電離,從而在航天器四周形成一定厚度的電離氣體層,該電離氣體層就像劍鞘一樣覆蓋於航天器表面,稱此層為「等離子體鞘套」。 等離子體鞘套電磁參數是流場參數的函數, 其分布特性與高超聲速流場特性緊密相關, 同時與飛行器外形、飛行馬赫數及飛行高度有關。

等離子體鞘套的存在, 使電磁波產生反射、折射、散射 , 吸收電磁波能量。也會對電磁波的傳播產生吸收衰減和反射損耗,嚴重時會造成與地面測控設備或中繼衛星傳輸電磁波信號的中斷,即通常人們所說的「黑障」現象。

等離子體隱身的原理和這個差不多,其實就是在需要「隱身」的戰鬥機、轟炸機或者其他飛行器上安裝等離子發生裝置,人工在機體表面產生等離子體,當達到一定條件時可以吸收掉敵方探測雷達波,導致敵方雷達探測失效,實現隱身。


推薦閱讀:

光學儀器的解析度與哪些因素有關呢?有什麼方法可以提高儀器的解析度?
為什麼夜晚乘飛機看不到星星?
怎麼才能算用光線進行建築設計?
為什麼紅色和紫色波長相差最大,但看起來卻是相近的?

TAG:殲-20 戰鬥機 | 物理學 | 光學 | 原子物理 | 等離子體物理 |