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美国隐身特性测试外场综述

发布者::隐身院,隐身工程   发布时间: :2019-02-28 15:38 浏览次数: :

 编者按:

随着未来战场武器装备隐身化趋势愈发明显,隐身性能指标成为装备最重要的战技指标之一。雷达隐身性能(RCS)测试场,是检测武器装备目标特性的重要硬件条件?本文针对美国武器装备RCS测试外场展开系列专题研究,重点分析了一些典型RCS外场测试设施的特点及应用情况等,指出了RCS测试外场在隐身测试技术研究领域的重要性。
 
1.  概述
武器装备的隐身设计?材料选择与应用?效能验证等都离不开隐身测试技术,而要准确获取测量数据,真正反映武器装备的目标特性,就需要测试场等硬件条件来支撑?美国是世界第一的军事强国,雷达隐身技术发展最早,也最为先进,若干年前,就非常重视对隐身测试场的建设与发展,在全国各地建立了数十个雷达隐身性能(RCS)测试场?本文以美军三大知名军工企业测试场为例,探讨相关问题。
 
2. 测试场类型及其特性
RCS测试场可分为室内测试和外场测试两种类型,其中室内测量在微波暗室中进行,室外测量可分为目标静态测量和目标动态测量两种方式,静态测量在目标静止状态下进行,动态测量则模拟和测量目标运动时的真空雷达截面特性?
在外场RCS测量中,由于目标高度通常高出地面数十英尺,在这样的低掠角条件下,地面接收到的雷达辐射很强,此外,转台和其它类型目标支撑结构,同样具有较强的回波干扰?因此外场设计时,必须考虑如何消除地面、转台及目标支撑结构的干扰?在美国西部阳光地带莫哈维沙漠附近,有一个庞大的室外测试场群,这里气候干燥少雨,日照时间长,成了室外测试场地的最佳选择。
 
3. 三大知名军工企业测试场
   3.1   洛克希德·马丁公司测试场           
洛克希德·马丁公司海伦达尔(Helendale)RCS测试场始建于20世纪80年代,地处美国加利福尼亚州西南部的莫哈韦沙漠,位于海伦达尔以北约5英里,在莫哈韦河西侧,占地约9平方英里。
图3-1臭鼬工厂的前主管本·里奇于1983年在海伦达尔测试场讲话
该测试场的前身为二战时期海伦达尔机场,后来机场的跑道经过改造成为了测试场,长约2300米,宽约90米。

图3-2 海伦达尔测试场建筑布局图

海伦达尔测试场是美国最先进的测试场之一,其背景散射非常低,采用低散射支架技术和精确定标技术,可以充分保证测试结果的精度。在2005年海伦达尔测试场进行了著名的隐身无人机X-47B全尺寸模型的测试。

图3-3X-47B隐身无人机全尺寸模型被运送到测试区域

图3-4X-47B隐身无人机全尺寸模型在海伦达尔测试场进行测试

  3.2   诺斯罗普·格鲁公司测试场           

诺斯罗普·格鲁曼公司的泰昂(Tejon)测试场始建于20世纪80年代。位于加利福尼亚州的泰昂牧场,位置偏僻,总面积超过1400英亩。测试场由两个室外雷达散射截面试验场和两个新建的室外天线试验场组成。较旧的北部复合体具有天线阵列和四个目标位置,而较新的南部复合体具有两个独立的天线和目标组合而成。

图3-5 泰昂(Tejon)测试场

泰昂测试场主要进行电磁、雷达散射截面、天线及信号方面的实验、开发、验证测试与评估服务。诺思罗普格鲁曼公司的RCS模型车间曾经建造了一个全尺寸的Ho-229模型,这是一款于二次世界大战末期由莱玛与瓦尔特·霍顿兄弟设计并由哥达生产的战轰原型机,同时也是世界上第一架拥有类似隐身技术的战机。2009年初,该模型在泰昂测试场进行了测试。

图3-6 泰昂测试场天线阵列

图3-7 Ho-229在泰昂测试场进行测试

图3-8 Ho-229 ISAR像

有趣的是,在莫哈韦沙漠的所有RCS测试场中,泰昂测试场最为明显。它坐落在山谷的两侧,从二十英里外可以看到。此外,表面上没有任何相关保护机制来快速隐藏秘密测试的项目,然而,该测试场却缺乏纸质记录。

  3.3   波音公司测试场           

    3.3.1格雷巴特测试场

格雷巴特(Gray Butte)RCS测试场与洛马公司的海伦达尔测试场一样,同为二战时期的旧机场,后来其跑道经过改造作为靶场使用。位于加利福尼亚州旧金山附近的帕尔姆达尔(Palmdale)以东约25英里处。格雷巴特(Gray Butte)测试场面积为4.5平方英里。从上世纪 60年代就开始用于RCS测量,这也是莫哈维沙漠里的最早的RCS 测试场。

图3-9 1980年8月洛杉矶航站楼航空图将格雷巴特(GreyButte)描绘为一个废弃的机场

这个古老的测试场原由麦道技术公司(McDonnell Douglas Technologies)拥有和运营。1975年在洛克希德公司还没有自己的室外测试场时,曾用其作为研制F-117A的测试场。

图3-10 格雷巴特RCS测试场

在20世纪90年代,波音公司收购麦克唐纳道格拉斯公司以后,格雷巴特(Gray Butte)RCS测试场被出售给通用原子航空系统公司(GA-ASI),用于设计和制造无人机(UAV),如MQ-1捕食者,MQ -9收割机等。通用原子公司拆除了RCS系列设备,升级了跑道,并于2001年开始将该地点用作其飞行运营设施。

波音公司选择出售格雷巴特(GrayButte)RCS测试场的重要原因,是其已经在俄勒冈州的波德曼(Boardman)附近拥有一个强大的RCS测试外场。而格雷巴特(Gray Butte)RCS测试场的许多设计理念,结构布局等也在波德曼(Boardman)测试场被使用、被继承。

    3.3.2 波德曼测试场

波德曼(Boardman)RCS测试场位于俄勒冈州波德曼(Boardman)以西的一个偏僻区域,作为波音公司的大型室外测试场,与加利福尼亚州莫哈维沙漠附近的洛克希德?马丁公司海伦达尔测试场、诺斯罗谱?格鲁曼公司的泰昂测试场一起构成了最有名的美国大型军工企业大型测试

图3-11 1965年波音技术人员在波德曼

1963年,波音公司在俄勒冈州租用了大约94,000英亩的土地,用于航空航天开发和测试。这项为期77年的租约将于2040年到期。2001年,科曼奇直升机在波德曼测试场完成了RCS测试,验证了其设计特性。

图3-12波德曼测试场天线阵列

图3-12 2018年卫星拍摄波德曼测试场

4. 结束语

国外对测试外场的建设起步早,并广泛应用于各兵种武器目标特征信号的测试,同时还在不断地改进和完善。建设RCS测试外场,不仅推进了测试技术的发展,而且还带动了武器装备隐身设计。验证以及隐身材料应用等其它方面的发展,在高新武器的研发及改进方面具有不可替代的作用。

 
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