曹进 沈卫东 宋思洪 王建立

摘 要：野战条件下小型发电机组供电产生的红外和声振容易暴露目标，对重要目标的安全构成了严重的威胁，本文主要研究小型发电机组的红外辐射特性和声振特性，以此制定相应的隐身方案建议，希望能对其提高战场生存能力有一定帮助。

关键词：小型发电机组；红外特性；声振特性；隐身方法

一、小型发电机组隐身方法研究的重要意义

野战条件下或者模拟实战演习时，电源扮演了十分重要的角色，某种意义来说，没有电源战争将没法进行下去，尤其是对于指挥所、医疗队等重要目标的保障非常关键，现条件下运用比较普遍的是小型发电机组，但是在作战时由于红外、噪声等特征比较明显，也是敌方根据此侦查指挥所等重点目标的依据，所以对于小型发电机组的隐身方法研究迫在眉睫，进而采取相应应对措施提高其战场生存能力，从而有效保护指挥所等重要目标的安全。

二、小型发电机组红外特性及相应隐身方法建议

（一）小型发电机组红外辐射特性

从红外物理学可知，物体红外辐射能量由斯蒂芬-玻尔兹曼定律决定。

（1）

式中：E 为物体在温度T 时的辐射能量；σ 为玻尔兹曼常数；ε 为物体的发射率；T 为物体的绝对温度。物体辐射红外能量不仅取决于物体的温度，还取决于物体的发射率。辐射能量与温度的四次方成正比，温度的变化对辐射能量的影响尤为巨大，而温度相同的物体，由于发射率的不同，而在红外探测器上也会显示出不同的红外图像。

红外侦察系统能探测目标的最大距离R为

（2）

式中：J 为目标的辐射强度；τα 为大气透过率；NA 为光学系统的数值孔径；τ0 为光学系统的透过率；D0 为光学系统的接收孔径；D* 为探测器的探测率；ω 为瞬时视场；△f 为系统带宽；Vs 为信号电平；Vn 为噪声电平。

在（2）式中，第一项反映了目标的红外辐射特性和大气传输特性，第二项反映了红外探测系统中光学系统的特性，第三项反映了红外探测系统中探测器的特性，第四项反映了红外探测系统的系统特性和信号处理特性。红外隐身的目的主要是减少公式中第一项的各项取值。

通过上面对红外隐身技术原理的介绍，我们可以将小型发电机组的红外特性可以分为静态和动态两个状态来研究，在静止不启动的状态时，由于阳光的照射使得发电机组表面温度升高较快，而且表面主要是铁皮涂了一层绿漆，轮胎也是由塑胶制成，这样发动机组的温度及发射率与背景之间就形成了明显的对比。而在动态也就是工作状态时，由于现在大量（或者说基本上）的野营供电装备的发电机组仍然是以内燃机为原动力的。因此，发电机组工作时将发出大量的热。内燃机的排气温度一般为 500～600oC，排气压力为0.3～0.4MPa，流速为50～80m/s。这样的热源很容易给敌方以侦视信号。尽管战时可以采取一些干扰措施（例如，施放大量的红外弹，以临时制造大面积的热云以搅乱敌方的侦察），但必竟是治标之术，只有尽量减少红外信号源才是好办法。

（二）小型发电机组红外隐身方案建议

根据以上对红外技术原理的介绍和小型发电机组红外隐身特性分析，可以提出以下红外隐身技术设计方法：

1、采用热屏蔽技术，以隔阻目标内部发出的热量，使之难以外传。可以采用多级引射，一是在整机布局上考虑热屏蔽手段，以求降低目标的红外辐射强度；二是对发动机、喷管等重要部位进行红外遮挡。

2、空气对流散热技术，空气的辐射集中在大气窗口以外的波段上，是一种能对红外辐射进行自遮蔽的散热器，红外探测系统只能探测热目标，而不能探测热空气。空气对流散热技术充分利用空气的这一特性，将热能从目标表面或涂层表面传给周围空气。

3、废气冷却技术，为降低发动机排气管的温度，通常采用隔热层和空气对流。排气管外的隔热层能使排气管的红外辐射大大降低，在隔热层上进行空气对流冷却也能使排气管外表面的红外辐射特征进一步降低。

4、模拟背景的红外辐射特征或进行红外辐射变形，模拟背景红外辐射特征是通过改变目标的红外辐射分布状态，使目标与背景的红外辐射分布状态相协调，从而使目标的红外图像成为整个背景红外辐射图像的一部分。红外辐射变形就是通过改变目标各部分红外辐射的相对值和相对位置，来改变目标易被红外成像系统所识别的特定红外图像特征，从而使敌方难以识别。目前主要采用涂料来达到此目的。

三、小型发电机组声振特性及相应隐身方法建议

（一）小型发电机组声振特性

对于军事目标的声、振探测主要是通过声响、震动传感器来实现的。声响传感器的最大优点是分辨力强，因为它发出的目标信号为一个电模拟信号，被接收处理后能重现目标运动时所发出的声响特征。如果目标是车辆，则可根据声响判断车辆的种类，所以根据小型发电机组发出的声响便很容易判断出它的类型，进而判断出指挥所等重要军事目标位置。震动传感器是使用最普遍的一种地面传感器，它通过震动探头拾取地面震动波来探测目标。震动传感器的主要优点是探测距离远，灵敏度高。通常可探测到30米以内运动的人员和300米以内的车辆。一般来说小型发电机组工作时的震动强度远远大于车辆，因此也很容易被探测到。

对于小型发电机组的声振特性，我们可以通过仪器测从不同角度测出它的噪声大小及振动频谱，包括前后左右上下等各方向位置，并计算出不同距离被探测的可能性，然后根据其特性有针对性地设计隐身方案。

（二）小型发电机组声振隐身方案建议

1、对于振动信号的处理。为了防止发电机组发出的震动信号被敌探测设备发现和识别，可对发电机组采取隔振处理或更换使用振动频率低的发电机组，也可以进行多级减震，避免传到底座。

2、可以采取隔声降噪。比如加装一定厚度的罩子，比如钢板，设计时应在罩壁和设备之间留有较大空间，必要时采取双层薄金属板的罩壁结构，双层间填充多孔材料，罩内壁仍应设置吸声层和护面穿孔板。

3、可以采取吸声降噪。比如隔板内侧贴吸声材料，采用多孔材料、柔性材料、膜状与板状材料等，设计共振吸声结构，采用微穿孔板及吸声体等技术，增加反射、绕射面积。

4、可以采用消声降噪，在风机后面及通风管道内安装专门的消声器，合理选择阻性消声器以及阻抗复合型消声器，使尾气消声，达到降噪目的。

四、红外及声振兼容性考虑及建议

在设计过程中还应考虑红外、声振隐身的兼容性，降噪和通风散热往往存在矛盾，可以考虑在开口处做个消声结构，将进、排风口进行拐弯处理，并贴上吸声材料，达到二者兼顾的目的，这是从结构和材料两方面综合考虑的简要建议，实际中可能还会面临很多技术上的难题需要处理，这里就不做过多说明。

五、结束语

小型发电机组在野战条件下的作用是非常关键的，本文着重对其战场生存的隐身方面进行了简单讨论和介绍，特别是声振和红外两方面的特征暴露尤为明显，所以有针对性地对这两方面的特征暴露进行了简要分析和相应的对策建议，希望对隐身电站的研制起到一定的作用，并希望隐身电站在未來战场上得到应用，提高战场生存能力，有效保障电源的供给。

参考文献：

[1]沈卫东.军事目标隐身技术[M].重庆：中国人民解放军重庆通信学院出版社，2006.

[2]杨照金，崔东旭.军用目标伪装隐身技术概论[M].北京：国防工业出版社，2014.

[3]袁春.军用动力发电装备[M].重庆：陆军工程大学通信士官学校出版社，2015.

[4]张卫东，张友荣，姚晓山. 雷达移动电站红外隐身技术[J].空军雷达学院学报.2003.