CN111511089B - 一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法，包括以下步骤：步骤1：在装备表面加工出多个微孔；步骤2：在微孔内部和/或微孔之间设置多个电极，使每个微孔周围均有正、负极；步骤3：启动装备运动，并将高压空气经微孔入口引入，使高压空气流经微孔内的电离空间；步骤4：将电极通电，电极放电将高压空气电离成为等离子体，等离子体随即以射流的形式射出微孔出口；随着装备的运动，等离子体射流经微孔出口射出后，与沿装备表面高速运动的空气混合，等离子体射流沿着装备表面运动。一个微孔射出的等离子体射流能够覆盖一定面积的装备表面，不同微孔间的等离子体射流相互叠加配合，最终在装备表面形成连续、均匀的等离子体覆盖。

Description

一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法

技术领域

本发明涉及等离子体应用技术领域，尤其涉及一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法。

背景技术

等离子体隐身是利用等离子体回避雷达探测的技术，与常规的隐身方法不同，等离子体隐身技术不需要改变飞行器的外形结构便可大幅度降低飞行器的雷达散射截面。利用等离子发生器、发生片或放射性元素在飞行器的表面形成等离子云，通过控制等离子体的能量、电离度、振荡频率等特征参数，使照射到等离子云上的雷达波一部分被吸收，一部分改变传播方向。这样，一方面可以减少飞行器的雷达散射截面，另一方面可以通过改变反射信号的频率，使雷达难以探测，以达到隐身目的。

研究表明，等离子体的隐身特性远优于其它隐身方法，只要等离子体包层参数适当，等离子体就能够吸收大部分电磁波；未被等离子体吸收的电磁波会绕过等离子体或者产生折射而改变传播方向，因而返回到雷达接收机的电磁能量就很小，使雷达难以发现隐藏在等离子体云中的飞行器而实现隐身。相对于其他常规隐身技术，等离子体隐身技术具有以下优点：

(1)吸波频带宽、吸收率高、隐身性能好；

(2)不仅可吸收微波，还能吸收红外辐射；

(3)不使用吸波材料涂层，维护费用低。

现有技术中，现已有两代隐身产品：第一代：等离子体发生片，厚度为0.5-0.7mm，电压几千伏，电流仅为零点几毫安。将这种等离子体片放在飞行器强辐射部位，即可电离空气产生等离子体；第二代：等离子体发生器，在等离子发生器中加入易电离气体，即可产生等离子体。产品质量不超过100Kg，耗电不超过几千瓦，但现有技术很难在装备表面大面积范围内形成均匀等离子体覆盖层，因此目前仅能在部分部位实现等离子体放电，无法真正地在装备表面实现等离子体均布，进而影响隐身效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的提出一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法。

有鉴于此，本发明提供了一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在装备表面加工出多个微孔；

步骤2：在微孔内部和/或微孔之间设置多个电极；使每个微孔周围均有正、负极；

步骤3：启动装备运动，将高压空气经微孔入口引入，使高压空气流经微孔内的电离空间；

步骤4：将电极通电，电极放电将高压空气电离成为等离子体，等离子体随即以射流的形式射出微孔出口。

优选地，当装备为飞机时，高压空气为利用航空发动机的压气机压缩的高压空气。

优选地，当装备为舰船时，高压空气为船用轮机的压气机压缩的高压空气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够在装备表面形成均匀、持续的等离子体层，进而提升等离子体隐身的隐身效果，对推动我国等离子体隐身技术的发展及实用化具有积极意义。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的微孔等离子体射流的结构示意图；

图2示出了根据本发明的又一个实施例的微孔等离子体射流的结构示意图

图3示出了根据本发明的再一个实施例的微孔等离子体射流的结构示意图

图4示出了根据本发明的再一个实施例的微孔等离子体射流的结构示意图

图5示出了根据本发明的一个实施例的微孔截面结构示意图

图6示出了根据本发明的一个实施例的微孔排列方式的结构示意图

其中：1微孔；11入口；12出口；2电极；21针状高压电极；22条状高压电极；23条状低压电极；3装备表面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法。

在本发明的实施例中，如图1至图6所示，本发明提供一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法，包括以下步骤：

步骤1：在装备表面3加工出多个微孔1；

步骤2：在微孔1内部和/或微孔1之间设置多个电极2；

步骤3：启动装备运动，并将高压空气经微孔1入口11引入，使高压空气流经微孔1内的电离空间；

步骤4：将电极2通电，电极2放电将高压空气电离成为等离子体，等离子体随即以射流的形式射出微孔1出口12；

在该实施例中，首先在装备表面3采用电火花或微型钻头机加工多个微孔1，微孔1呈柱形结构贯穿装备表面，其横截面可以为圆形、椭圆形或其他形状，微孔1的纵截面可与装备表面3的纵截面垂直，微孔1的纵截面也可与装备表面3的纵截面呈一定角度倾斜，将微孔1采用错位式排列、顺序排列、组排列、不规则排列等方式设置在装备表面3，并在微孔1内部或微孔1间或微孔1内和微孔1间布置多个电极2，然后启动装备运动，并将高压空气从装备表面3的微孔1中流过，将电极2通电，使每个微孔1周围均有正、负极，每个微孔1内均形成电离空间，电极2持续放电，高压空气从微孔1入口11进入，流经微孔1的高压空气被电离成等离子体，随后经微孔1出口12射出。由于此时装备处于高速行驶状态，在装备表面3有与装备运动方向相反的高速空气流过，等离子体射流经微孔1出口12与装备表面3呈一定夹角的方向射出后，与沿装备表面3高速运动的空气混合；在高速气流的作用下，等离子体射流改为沿着装备表面3运动，一个微孔1射出的等离子体射流能够覆盖一定面积的装备表面3，不同微孔1间的等离子体射流相互叠加配合，最终在装备整个外表面形成连续、均匀的等离子体覆盖，实现装备隐身。

在该实施例中，电极在微孔1内和/或微孔之间的布置方式可以多种方式，例如当装备表面3为导电材料时，在微孔1内设置针状高压电极21，多个针状高压电极21的端部可相连接，呈一体化设计，将多个针状高压电极21同时通电，使每个微孔1内形成电离空间。当装备表面3为绝缘材料时，在微孔1之间设置多个条状高压电极22和条状低压电极23，使每个微孔1周围均有正、负极，将条状高压电极22和条状低压电极23通电，每个微孔1内可形成电离空间，流经微孔1的高压空气被电离成等离子体，根据微孔1排列的方式不同，条状高压电极22和条状低压电极23的形状可与微孔1之间的间隙相配合，例如高压电极和低压电极根据微孔1间隙设置成直线状和波浪状，当然也可设置成其他形状，目的是使每个微孔1周围都有正、负两极，使微孔1内形成电离空间。当装备表面3为绝缘材料时，还可在微孔1内设置针状高压电极21，在微孔1之间设置条状低压电极23，将针状高压电极21和条状低压电极23通电，使每个微孔1内形成电离空间，根据微孔1排列的方式不同，条形低压电极21的形状与微孔1之间的间隙相配合，比如设置呈直线型、波浪型等等，当然电极2也可以设置为其他形式，宗旨是使电极2通电后，每个微孔1周围均有正负极，使微孔1内形成电离空间。

在该实施例中，也可在装备表面3外侧设置外壳，使装备表面为双层结构，外壳与装备表面3之间存在空隙，在外壳上采用电火花或微型钻头机加工多个微孔1，微孔1呈柱形结构贯穿装备表面，其横截面可以为圆形、椭圆形或其他形状，微孔1的纵截面可与装备表面3的纵截面垂直，微孔1的纵截面也可与装备表面3的纵截面呈一定角度倾斜，将微孔1采用错位式排列、顺序排列、组排列、不规则排列等方式设置在外壳上，并在微孔1内部或微孔1间或微孔1内和微孔1间布置多个电极2，然后启动装备运动，并在外壳与装备表面3之间的空隙通入高压空气，高压空气从外壳上的微孔1中流过，将电极2通电，使每个微孔1周围均有正、负极，每个微孔1内均形成电离空间，电极2持续放电，高压空气从微孔入口11进入，流经微孔1的高压空气被电离成等离子体，随后经微孔出口12射出，由于启动装备运动，装备高速行驶，空气横向高速流经外壳，等离子体射流经微孔1出口12射出后，与沿外壳高速运动的空气混合，在高速气流的作用下，等离子体射流沿着外壳运动，一个微孔1射出的等离子体射流能够覆盖一定面积的外壳，不同微孔1间的等离子体射流相互叠加配合，最终在装备整个外壳上形成连续、均匀的等离子体覆盖，实现装备隐身。当外壳为导电材料时，可在微孔1内设置针状高压电极21，多个针状高压电极21的端部可相连接，呈一体化设计，将多个针状高压电极21同时通电，使每个微孔1内形成电离空间。当外壳为绝缘材料时，可在微孔1之间设置多个条状高压电极22和条状低压电极23，使每个微孔1周围均有正、负极，将条状高压电极22和条状低压电极23通电，使每个微孔1内形成电离空间，根据微孔1排列的方式不同，条状高压电极22和条状低压电极23的形状与微孔1之间的间隙相配合，例如高压电极和低压电极根据微孔1之间间隙设置成直线状和波浪状；当装备表面3为绝缘材料时还可在微孔1内设置针状高压电极21，在微孔1之间设置条状低压电极23，将针状高压电极21和条状低压电极23通电，使每个微孔1内形成电离空间，根据微孔1排列的方式不同，条形低压电极21的形状与微孔1之间的间隙相配合，比如设置呈直线型、波浪型等等，当然电极2也可以设置为其他形式，宗旨是使电极2通电后，每个微孔1周围均有正负极，使微孔1内形成电离空间。

在本发明的一个实施例中，优选地，当装备为飞机时，高压空气为利用航空发动机的压气机压缩的高压空气。

在该实施例中，由于飞机自身空间受限，采用飞机自身航空发动机的压气机压缩的高压空气，在航空发动机的压缩机末级或中级处的机匣上开设若干个引气孔，这些孔出口处设置导气管路，导气管路与电离空间相连，使高压气体沿导气管路输送到电离空间。

在本发明的一个实施例中，优选地，当装备为舰船时，高压空气为船用轮机的压气机压缩的高压空气。

在该实施例中，当装备为舰船时，采用船用轮机的压气机压缩的高压空气，在船用轮机的压气机末级或中级处的机匣上开设若干个引气孔，这些孔出口处设置导气管路，导气管路与电离空间相连，使高压气体沿导气管路输送到电离空间，也可以采用独立的压气机，可放置在甲板上；还可以采用高压气罐，此时高压气罐出口设置导气管路，导气管路另一端与电离空间相连接，高压气体经导气管路引至装备表面的微孔结构。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中。

Claims (3)

1.一种利用等离子体射流实现装备隐身的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在装备表面加工出多个微孔；

在装备表面采用电火花或微型钻头机加工多个微孔，微孔呈柱形结构贯穿装备表面，其横截面为圆形或椭圆形，微孔的纵截面与装备表面的纵截面垂直或与装备表面的纵截面呈一定角度倾斜，将微孔采用错位式排列、顺序排列、组排列或不规则排列方式设置在装备表面；

步骤2：在微孔内部和/或微孔之间设置多个电极，使每个微孔周围均有正、负极；

步骤3：启动装备运动，并将高压空气经微孔入口引入，使高压空气流经微孔内的电离空间；

步骤4：将电极通电，电极放电将高压空气电离成为等离子体，等离子体随即以射流的形式射出微孔出口；

将电极通电，使每个微孔周围均有正、负极，每个微孔内均形成电离空间，电极持续放电，高压空气从微孔入口进入，流经微孔的高压空气被电离成等离子体，随后经微孔出口射出；由于此时装备处于高速行驶状态，在装备表面有与装备运动方向相反的高速空气流过，等离子体射流经微孔出口与装备表面呈一定夹角的方向射出后，与沿装备表面高速运动的空气混合；在高速气流的作用下，等离子体射流改为沿着装备表面运动，一个微孔射出的等离子体射流能够覆盖一定面积的装备表面，不同微孔间的等离子体射流相互叠加配合，最终在装备整个外表面形成连续、均匀的等离子体覆盖，实现装备隐身；

当装备表面为导电材料时，在微孔内设置针状高压电极，多个针状高压电极的端部可相连接，呈一体化设计，将多个针状高压电极同时通电，使每个微孔内形成电离空间；当装备表面为绝缘材料时，在微孔之间设置多个条状高压电极和条状低压电极，使每个微孔周围均有正、负极，将条状高压电极和条状低压电极通电，每个微孔内形成电离空间。

2.根据权利要求1所述的利用等离子体射流实现装备隐身的方法，其特征在于，当装备为飞机时，高压空气为利用航空发动机的压气机压缩的高压空气。

3.根据权利要求1所述的利用等离子体射流实现装备隐身的方法，其特征在于，当装备为舰船时，高压空气为船用轮机的压气机压缩的高压空气。

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