一种舰船隐身装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号特征控制领域，尤其涉及一种舰船隐身装置及方法。
【背景技术】
[0002] 海面作战舰船是海上可移动作战平台，它攻防兼备，具有强大的打击力量，在现代 战争中起着无可比拟的作用。但是海面舰船容易被雷达发现而受到空中、海上及水下多方 面的攻击。隐身性能较好的舰船可以大大降低被雷达发现的概率和被敌方武器击中的概 率。
[0003]目前，舰艇雷达隐身主要包括：外形隐身、采用雷达吸波材料和实施电子对抗。其 中，外形隐身是指通过对舰艇外形进行设计来减小雷达散射截面（RadarCrossSection， RCS)，这是雷达隐身的主要措施；采用雷达吸波材料是指通过在舰艇外部某些大面积散射 雷达波的部位上采用雷达吸波材料来吸收雷达波，减少雷达波的散射；实施电子对抗是指 通过采用无源电子干扰和有源电子干扰两种方式来改变舰艇雷达特征，从而达到欺骗敌方 探测系统和武器制导系统的目的。
[0004] 外形隐身的设计方法是首先找出舰船外形主要的RCS贡献源，之后针对上述贡献 源对舰船外形进行改进。一般来说，舰船外形主要的RCS贡献源包括：甲板面散射、甲板与 上层建筑形成的二面角散射、上层建筑间的二面角散射及侧舷与海平面形成的二面角散射 等。其中，侧舷与海平面形成的二面角散射是重要的RCS贡献源，尤其在侧舷与海平面垂直 时，雷达波经过上述直二面角后，沿入射方向返回，使得舰船极易被雷达发现，本发明即是 针对侧舷与海平面形成的二面角散射进行的创造性设计。
[0005] 现有技术在解决侧舷与海平面形成的二面角散射的问题时，采用改变侧舷与海平 面夹角的方法，即将舰船侧舷设计为内倾或外倾，使侧舷与海平面的夹角为锐角或钝角，避 免雷达波沿入射方向反射。但是，经上述设计后的侧舷与海平面仍然形成一个较大夹角，仍 然极强地散射雷达波；同时，由于舰船在大海中行驶会频繁地颠簸抖动，造成舰船侧舷与海 平面形成瞬时直角而导致暴露的问题。
[0006] 因此，亟需一种舰船隐身装置及方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种舰船隐身装置及方法，将现有技术中舰船侧舷与海平面形成的 强散射结构转换为弱散射结构，减小侧舷与海平面的耦合，降低在威胁方向的雷达散射截 面，从而实现舰船隐身的效果。
[0008] 根据本发明的一个方面，本发明提供一种舰船隐身装置，其特征在于，包括：曲面 板、第一固定装置、及第二固定装置；其中，
[0009] 曲面板固定地设置于舰船侧舷外表面并向外凸出，用于减少雷达波的散射；
[0010] 第一固定装置与曲面板上端相连，用于从舰船上方固定曲面板；
[0011] 第二固定装置与曲面板下端相连，用于从舰船下方固定曲面板。
[0012] 优选地，所述曲面板的表面形状为以下任一：圆柱面、椭圆柱面、圆锥面、椭圆锥 面、球面、椭球面或抛物面。
[0013]优选地，当曲面板的表面形状为圆柱面时，圆柱面半径是侧舷出水高度的5. 7到 6. 2倍，圆柱面与侧舷外表面的最大距离是侧舷出水高度的2%到2. 2%。
[0014]优选地，第一固定装置的一端与曲面板上端连接，第一固定装置的另一端与舰船 甲板，和/或舷窗连接。
[0015]优选地，第二固定装置的一端与曲面板下端连接，第二固定装置的另一端与舰船 底面相连。
[0016]优选地，所述曲面板外表面涂敷雷达吸波材料。
[0017]优选地，所述曲面板覆盖整个侧舷外表面。
[0018]根据本发明的另一方面，本发明提供一种舰船隐身方法，其特征在于，将曲面板安 装在舰船侧舷外表面，并使曲面板的凸出面背离侧舷外表面；其中，所述曲面板用于减少雷 达波的散射；
[0019]利用第一固定装置将曲面板上端与舰船甲板、和/或舷窗相连，利用第二固定装 置将曲面板下端与舰船底面相连。
[0020] 优选地，所述曲面板的表面形状包括：圆柱面、椭圆柱面、圆锥面、椭圆锥面、球面、 椭球面或抛物面；当曲面板的表面形状为圆柱面时，圆柱面半径是侧舷出水高度的5. 7到 6. 2倍，曲面板与侧舷外表面的最大距离是侧舷出水高度的2%到2. 2%。
[0021] 优选地，所述曲面板外表面涂敷雷达吸波材料。
[0022] 本发明通过改变舰船侧舷与海平面形成的强散射结构，实现较好的隐身效果，有 效降低舰船被敌方雷达发现及被敌方武器击中的概率，提升舰船的生存能力、突防能力及 作战能力。
【附图说明】
[0023] 图1是海平面舰船散射示意图；
[0024] 图2是加装本发明的舰船隐身装置前舰船侧舷的示意图；
[0025] 图3是加装本发明的舰船隐身装置后舰船侧舷的示意图；
[0026]图4是未采用本发明的舰船隐身方法的RCS上半球空间分布图；
[0027] 图5是采用本发明的舰船隐身方法的RCS上半球空间分布图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实 施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为 了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以 实现本发明的这些方面。
[0029]雷达在探测舰船目标时，除了接收舰船散射波及海平面散射波外，还接收舰船与 海平面耦合形成的散射波；其中，舰船侧舷与海平面形成的二面角是重要的散射源。海平面 目标散射模型如图1所示。图1(a)表示舰船自身的反射；图1(b)表示从舰船到海平面的 二次反射；图1(c)表示从海平面到舰船的二次反射；图1(d)表示从海平面到舰船再到海 平面的三次反射。可以看到，舰船与海平面以二次反射及三次反射的方式极强地反射雷达 波。特别地，当舰船侧舷与海平面垂直，雷达波会沿入射方向反射，使得舰船极易被雷达发 现。而现有技术通常对侧舷进行内倾或外倾设计以避免上述缺点，但仍存在散射较强、舰船 海面行驶中侧舷与海平面频繁形成瞬时直角的问题。
[0030] 本发明的设计思路是通过舰船隐身装置将舰船侧舷转换为曲面，从根本上避免了 侧舷与海平面形成平面二面角的可能，将上述二次反射及三次反射减小到最低；同时，舰船 在海面行驶中，侧舷与海平面也无法形成直角，从而实现较好的隐身效果，有效降低舰船被 敌方雷达发现及被敌方武器击中的概率，提升舰船的生存能力、突防能力及作战能力。
[0031] -方面，本发明提供一种舰船隐身装置，包括：曲面板、第一固定装置及第二固定 装置。如图2、3所示。（图2是安装本发明的舰船隐身装置前舰船侧舷的示意图，图中1是 现有技术中的平面板侧舷；图3是安装本发明的舰船隐身装置后舰船侧舷的示意图，图中2 是本发明的曲面板。）
[0032] 曲面板固定地设置于舰船侧舷外表面并向外凸出，用于减少雷达波的散射。曲面 板的外表面是向外凸出的曲面，避免了与海平面形成平面二面角，进而减小了侧舷与海平 面的耦合散射。
[0033] 本发明优选实施例中，曲面板的表面形状为以下任一：圆柱面、椭圆柱面、圆锥面、 椭圆锥面、球面、椭球面或抛物面。与平面相比，上述曲面是较弱的电磁波反射面，能够实现 较好的雷达隐身效果。
[0034] 本发明优选实施例中，曲面板的表面形状为圆柱面，圆柱面半径是侧舷出水高度 的5. 7到6. 2倍，圆柱面与侧舷外表面的最大距离是侧舷出水高度的2%到2. 2%。侧舷出 水高度是指主甲板与侧板连接处到海平面的高度。
[0035] 上述设计是基于：为了保证舰船隐身装置具有较好的隐身性能，曲面板的表面形 状为圆柱面时，圆柱面半径应较小，圆柱面与侧舷外表面的距离应较大，以实现更佳的RCS 弱化效果；同时，若圆柱面半径太小，圆柱面与侧舷外表面的距离太大，则增加舰船在海中 行进的阻力，且影响舰船的外观。因此，本发明设置圆柱面半径是侧舷出水高度