载自拙作部分内容\"

所谓等离子体是指当任何不带电的普通气体在受到外界高能作用后（如对气体施加高能粒子轰击、微波/激光照射、气体放电、热致电离、高超音速飞行器的激波，燃料中掺有铯、钾、钠等易电离成分的火箭和喷气式飞机的射流等方法），部分原子中电子吸收的能量超过原子电离能后脱离原子核的束缚而成为自由电子，同时原子因失去电子而成为带正电的离子，这样原中性气体因电离将转变成由大量自由电子、正电离子和部分中性原子组成的与原气体具有不同性质的新气体，且在整体上仍表现为近似中性的但却具有良好导电能力的气体。这种气体又被称为物质的第四态或等离子态。任何物质只要加热到足够高的温度，均能电离而成为等离子体。宇宙中99\\%以上的物质都是由等离子体形态存在的，我们只是很侥幸地生活在宇宙的一个固体、液体、气体构成的小角落里——地球上。天上的太阳，宇宙中无计其数的恒星，都是等离子体，我们之所以能够通过射电望远镜看到上百亿光年的恒星，就是用射电天线接收恒星上等离子体发射的电磁波而来的，此外，我们身边的等离子体随处可见，日光灯是低压水银蒸气放电形成的等离子体；霓虹灯是氖气等惰性气体辉光放电产生的等离子体；闪电是大气压下放电形成的等离子体；看到燃烧蜡烛的火焰也是等离子体发光的结果，等离子体的行为十分复杂，人类对等离子体的研究已经开展了半个多世纪，形成了一个独立的学科“等离子体物理学”，是物理学的一个重要分支。
等离子体的频率：
是等离子体的重要特征。等离子体频率是等离子体的一种电子的集体振荡频率。频率的大小表示等离子体对电中性破坏反应的快慢。由于某种扰动，形成等离子体内部电子的集体振荡。在振荡过程中，不断进行着粒子热运动的动能和静电位能的转换，最后将由于碰撞阻尼或其他形成的阻尼而把能量耗散，使振荡终止。例如在一般气体放电条件下，得到的等离子体密度约为每立方米1018个粒子，相应等离子体频率约为 1010 Hz，即处于厘米波的范围。
等离子体对电磁波的作用机理：
　　等离子体对电磁波的作用机理主要表现在以下三个方面：
1、电磁波的吸收衰减
　　等离子体对电磁波的吸收机理可分为正常吸收和反常吸收。正常吸收是指电子通过碰撞将所吸收的电磁波能量传给离子或其他粒子，即电子对电磁波的碰撞吸收。反常吸收指雷达电磁波与离子体集体相互作用，在等离子体中形成等离子体波动，从而导致雷达电磁波的吸收或部分吸收，达到对雷达隐身效果。反常吸收的种类很多，主要有：
　　（1）衰变模及振荡双流不稳定性吸收，即电磁波的能量在临界密度附近能被全部吸收，变成等离子体波和离子声波的能量；
　　（2）双等离子体模不稳定性吸收，即是电磁波的能量在四分之一临界密度处可能被全部吸收，变为二个等离子体波的能量；
　　（3）共振吸收，即当雷达波的入射方向与等离子体的密度梯度方向不一致时，在临界密度附近，对P极化部分有强的共振吸收；
　　（4）受激喇曼散射和受激布里渊散射，由于散射波不仅会向其他方向散射掉，而且与入射波的频率不同，因此也是一种吸收机制；
　　（5）湍流吸收机制等。
2、 对电磁波的作用反射损失
　　等离子体对入射电磁波的斜反射，类似于反射电磁波的外形技术。等离子体会将入射电磁波向密度低的地方折射，并从其他方向飞出，从而达到隐身效果。
3、 给出致错信息
　　由于等离子体是宏观呈电中性的良导体，极易用磁的办法加以控制，只要控制得当，就有可能破坏敌方雷达波的编码或使其给出错误信息，达到隐身的效果。）

　4、等离子体隐身技术
等离子体隐身技术是指利用等离子体回避雷达探测的一种技术。与常规被动隐身反雷达技术不同。等离子体是依靠自身特殊的物理性质以及对电磁波的特殊效应来达到隐身目的。
等离子体隐形基本原理：
（1）、等离子体能够吸收雷达电磁波（EMW）。当外界雷达波的频率高于目标等离子的本底频率时，高频雷达的波信号进入等离子体，会通过波与带电粒子的相互作用，把波的能量转移到等离子体的带电离子上，从而减少反射回雷达站的电磁波信号。
（2）、当外界的雷达波的频率低于目标等离子的本底频率时，电磁波具有绕过等离子体的倾向。这是因为等离子体对电磁波来说相当于一个凹面镜，电磁波进入等离子体后会偏折方向，自然饶过等离子体，从而饶过被等离子体包裹的物体。
（3）、等离子体能够使反射的电磁波失去原有的频率和相位特征。入射的雷达电磁波信号在等离子体中会通过散射而发生频谱展宽、频移、相移，甚至通过激发不稳定性而发生模式转化，使得出射电磁波完全丧失入射电磁波的特征。即使雷达站截获反射信号，也无法计算得到目标的准确位置和速度信息。13000
目前生成隐身等离子体的方法种类很多：如脉冲放电式、电子束式、微波/激光激发式、碱金属燃料燃烧、放射性同位素涂层等等。
脉冲放电式：即在低温下，通过电源以高频和高压的形式提供的高能量产生间隙放电、沿面放电等形式，将气体介质激活，电离形成等离子体；
电子束式：一种仿照老的电视发射机的阴极电子束产生的装置，在真空中产生电子束。将气体介质激活，电离形成等离子体。
碱金属燃料燃烧：在燃料中掺有铯、钾、钠等易电离成分的火箭和喷气式飞机的燃气射流，都可以形成弱电离等离子体。
微波激发式：采用了微波与自转磁体的组合方法激发易电离气体介质，生成了等离子体。
激光激发式：采用了激光激发易电离气体介质，生成了等离子体。
放射性同位素涂层：在飞行器的特定部位（如强散射区）涂一层放射性同位素对雷达波进行吸收。与前者相比，放射性涂料对其成员和维护保障人员十分危险，维护困难且维护成本极高。（注：在这里有必要说明一下，被动隐身技术与主动隐身技术有时难以截然分开，例如在被动隐身技术中采用放射性同位素涂层产生等离子隐形的功能也包含了积极的隐身技术成分）。
隐身等离子体存在方式
目前相对于飞行器表面产生隐身等离子体的存在方式分为外部开放式（开式）和封闭循环式（闭式）以及二者混合式。
外部开放式（开式）
所谓的外部开放式（开式）就是用于隐身的等离子气体是覆盖在飞行器体表上的，根据产生等离子体物质的来源不同又分为大气电离式和携带工作气体介质等离子体发生器。其中大气电离式就是采用各种激发方法（脉冲放电式、电子束式、微波/激光激发式、放射性同位素涂料）将飞行器外表面的大气电离而形成等离子体，通过大气等离子体来吸收反射干扰雷达波而达到隐身目的或者在气动上达到减阻目的。而携带工作气体介质等离子体发生器是利用放电、微波等各种激发方式将工作气体在发生器内电离，然后利用压力差释放到飞行器外面形成等离子体层，从而达到隐身或者减阻目的。显然，这种发生器相对于大气放电形式具有结构简单、工作可靠、维护便利、成本低廉等优点。
外部开放式（开式）等离子体隐身技术的优缺点：
外部开放式等离子体隐身技术与传统的被动隐身技术相比具有很多优点：如吸波频带宽、吸收率高、隐身效果好（尤其对长波）、对飞机的外形没有特殊的要求、无须改变飞机的气动外形设计，此外在气动上利用等离子体隐身技术还可以大大减少飞行器飞行阻力等，距试验减阻可达30%。但是其缺点也不少主要有：
(1)、一是对电源要求高，电源要有较高的功率在大气压下电离工作气体；大气压放电需要超过万伏的高压、要覆盖整个飞行器的表面，必须大功率电源才能产生足够量的低温等离子体，能耗太大，电源和燃料都太重。因此要用大气压放电的方法产生包覆整个飞行器的等离子体层，似乎不太现实，只能用在重点强反射部位。而等离子发生器也是如此。要想覆盖飞行器表面，需要许多的等离子发生器，所需电源功率很高，发生器设备体积庞大、重量较高，必然又导致飞行器质量和能耗加大，影响飞行器飞行性能。
（2）、外部开放式等离子体流场难稳定维持，很难形成大面积均匀等离子体覆盖层。在大气中高速运动的飞行器表面低温等离子体极难控制。磁约束系统太重，能耗太大，不可行。要在飞行器表面形成长时间稳定的大面积均匀等离子体更非易事。飞行器要在空中不断变换姿态（转弯、俯冲等），难以想象怎样才能在各种情况下保持等离子体云的均匀性和稳定性。大气是复杂的，飞机不可避免穿越各种气流，等离子体云必然会受到周围气流的影响。飞机要在不同海拔高度飞行，而不同海拔的气压是不同的、大气成分也不同，所以大气压放电必须具有自动适应不同气压和气体成分的功能。弹道导弹要飞出大气层，在稀薄空气的条件下如何维持稳定放电？（除非使用等离子体发生器，携带工作气体）。一言蔽之，别说在超音速飞行的战机上，就是在地面上，要在飞行器表面形成长时间稳定的大面积均匀等离子体也决非易事，吹来一阵风都可能增大雷达反射截面。在复杂大气环境下大气压放电难以稳定控制是限制其实用的最大障碍。
（3）、等离子体产生器对于机载弹药极端危险。产生等离子体通常需要高压，甚至高频微波来电离气体。有引爆机载弹药的潜在危险。
（4）、等离子体屏蔽雷达探测信号的同时也屏蔽了飞行器自身的导航、通讯、火控等电磁系统。使飞行器和外界失去了联系。
（5）、此外，而其最致命的缺点是等离子体自身也辐射一定频率的电磁波（尤其是本底频率），及容易被敌方采用无缘被动雷达所探测，另外开式等离子体有强烈的可视和红外信号源，及易被目视（夜间）和红外探测所发现和攻击，固应用前景受到很大限制，不容乐观。
因为开式等离子技术存在上述的种种缺点，因此限制了其在飞行器上广泛的采用，顶多用在重点强反射部位，其它部位还得使用常规隐形方法。目前已知只有美国的“三叉戟”型潜射弹道导弹装备采用了开式等离子隐身技术；在1999年早些时候，俄罗斯克尔德什研究中心开发出此类的等离子体发生器，并在飞机上进行了试验。
封闭循环式（闭式）
为了解决外部开放式等离子体隐身存在的在大气中高速运动时飞行器表面等离子体难控制、流场难维持稳定以及降低可视和红外信号等等问题。科学们自然就想到了采用向日光灯那样将等离子体密封屏蔽在透波的材料中这个办法。例如美国早在上世纪80年代初就实验了将等离子发生片布置在以酚醛树脂为透波封闭材料的隐身无人机技术，其基本原理就是将等离子发生装置产生的等离子体封闭在酚醛树脂为表面透波材料密闭的空间内，这样做不仅能减小发生器的体积重量、发射功率、还节约了能量，等离子发生器的开闭可自由控制，以实现飞机的隐身或不隐身状态，
除了在气动上不能减阻外，相对于开式等离子技术，采用各种透波材料制作的真空腔体内放电激发等离子体的封闭循环式（闭式）具有的优点是：控制简单，类似控制日光灯，可以解决屏蔽自身通讯问题，激发功率小得多，最简单的直流辉光放电就能满足要求、消耗能量少，等离子的密度高，对电源的要求低，重量轻，用透波材料制造瓦片覆盖飞行器表面，非常容易实现长时间稳定的大面积均匀等离子体，因为是在腔体内放电，不受外界气流的影响，无论周围大气多复杂、气压变化多大、空气成分如何、飞行器运动多快、飞行姿态如何、甚至在空气稀薄的大气层之外也没有任何影响。
采用闭式等离子隐身的最大难点在装配制造上，如果将飞机的所有表面上铺设闭式等离子材料，其一是结构重量增大（重量更轻、强度刚度更大的材料还在研制中），影响机动性能，另外最难的是飞机机身与机翼接合处、进气道、座舱、起落架,尾喷口等外形复杂的过度如何加工制造及铺设（这就要求飞机有向B-2那样简单一体化的外形设计），因此将闭式等离子体隐身装置瓦片覆盖整个机身表面不太现实,还是向B-2那样将将闭式等离子体隐身装置瓦片覆盖在飞机的局部的雷达回波强反射区内的位置上。此外另一个缺点是载机雷达如何在被动工作状态工作以及主动工作时隐身的问题。
世界各国发展概况
自20世纪60年代以来，美国、前苏联等国就开始研究等离子体吸收电磁波的性能。据报道，美军早在80年代就秘密的掌握了等离子隐身技术，并成功的应用在弹道导弹和B-2大型隐身战略轰炸机上。近年来，等离子体隐身技术在俄罗斯也取得了突破性进展。1999年初，俄罗斯的克尔德什研究中心就已研究开发出第一代和第二代等离子体发生器（其实这两种都属于外部开放式等离子体隐身技术）并在飞机上进行试验获得了成功。据悉，其第一代产品是等离子体发生片（高频大气放电式），其厚度为0.5～0<chmetcnv wst=\"on\" tcsc=\"0\" numbertype=\"1\" negative=\"False\" hasspace=\"False\" sourcevalue=\".7\" unitname=\"mm\">.7mm</chmetcnv>，将该发生片贴于飞机的强散射部位，电离空气即可产生等离子体。第二代产品是等离子体发生器，在等离子体发生器中加入易电离气体，经过脉冲放电，对电离介质的电离，即可在发生器安置部位周围产生等离子体云层。经飞行试验证明（在高空低速下），它不仅能减弱雷达的反射信号，还能通过改变发射信号频率实现隐身。目前，克尔德什研究中心正在应用新的物理知识研制效果更好的第三代产品，据称第三代产品可能利用飞行器周围的静电能量来减小飞行器的雷达截面。不过笔者认为，俄罗斯遮遮掩掩所谓第三代产品也不过是向B-2那样采用的是封闭循环式（闭式）等离子隐身技术罢了。另外英、法等国在等离子体研究领域的某些方向上也取得了突破性的成果。如法国航空航天研究院成功地研制了完全隐身的等离子体雷达天线。这种等离子体天线将首先用于反导弹防御系统的预警及跟踪，海军则用于对远程超声速反舰导弹的防御。另据报道法M-51弹道导弹可能也将采用等离子隐身技术。
综上所述，无论是外部开放式（开式）和封闭循环式（闭式）等离子主动隐身技术相对于传统的被动隐身技术具有优点是：吸收、反射、干扰的频带宽、效率高、隐身效果好（尤其对长波）、其中外部开放式（开式）对飞行器的外形没有特殊的要求、无须改变飞机的气动外形设计，还可以大大减少飞行器飞行阻力等，但也存在着许多缺点和不足：要想实现飞行器整体隐身，就得使等离子体层覆盖整个飞行器表面，导致所需电源功率很高，整体设备体积庞大笨重，严重的影响飞行器的机动性能，另外等离子体屏蔽雷达探测信号的同时也屏蔽了飞行器自身的导航、通讯、火控等电磁系统。使飞行器和外界失去了联系，还有对机身机翼的除冰问题难以解决，另外开式等离子体有强烈的可视和红外信号源，极易被目视（夜间）和红外探测所发现和攻击。此外，而其最致命的缺点也向其他主动雷达隐身技术一样，等离子体自身也向外界辐射大量的电磁波（尤其是本底频率），极容易被敌方采用无缘被动雷达所探测，如捷克的“维拉”、美国的“寂静哨兵”反主动隐身雷达或者利用F-16在2003年就实现先进的AT30战术目标定位技术（实际上该技术就是利用三角定理与多普勒原理实现对包括地面、海上和空中目标的辐射源测距定位，以及对敌方与空防有关的射频辐射源进行快速和精确定位。3架飞机联网，并共享精确信号测量的结果，在不使用任何外界硬件的情况下，能够覆盖从360度方向上任何角度来的敌方辐射源进行快速精确定位）。我国在无缘被动探测领域上也有很大的进步，如应用在航天领域的无缘被动反射式雷达，在甘肃的安西无缘被动反射式雷达就能远在上千公里的距离上跟踪探测到通过大气层进入黑障时神六产生的等离子外壳。正是因为如此，那种奢望将等离子体覆盖整个机身表面而实现全面主动隐身的想法还不太现实，只能应用在某些局部的雷达强反射区（B-2就是将封闭式等离子隐身技术用在机翼前缘、翼尖等雷达强回波处，目的是对付远程长波雷达探测），所以笔者认为只有等离子隐身技术（尤其是用于在远程对长波段雷达隐身）和其他隐身技术综合互补，才能取得更好的效果。

国外还正在研制含有放射性同位素的涂料（又称有源吸波材料或主动等离子隐身材料），放射性同位素型吸波材料是以钋-210、锔-242、锶-90等放射性同位素为原料，其原理是通过放射性同位素衰变辐射的高能粒子，轰击周围空气分子，使目标表面外周围空气电离形成等离子屏，等离子密度随着空气与涂层表面的距离增加而使电离度下降，离子在这个条件下与雷达的电磁波相互作用，对高于自己频段的电磁波吸收，对低于自己频段的电磁波产生绕射、散射、反射而造成雷达的测量误差。因此其特点是吸收频带宽，反射衰减率高，使用寿命长。但是放射性同位素的涂料也有其很大的缺点：首先，由于等离子体本身也向外界辐射大量的电磁波，极容易被敌无缘被动探测系统发现而暴露自己，其次等离子体屏蔽雷达探测信号的同时也屏蔽了飞行器自身的导航、通讯、火控等电磁系统。使飞行器和外界失去了联系，自己也成了聋子和瞎子。此外最要命的是放射性涂料对其成员和维护保障人员十分危险，维护困难且维护成本极高，因此少有采用。