科学技术前沿在中学物理中的应用-隐形飞机如何隐形

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科学技术前沿在中学物理中的应用-隐形飞机如何隐形
人教版八年级下册《探索物理》栏目里的动手动脑学物理中有一个问题是:现在有一种叫做“隐形飞机”的军用飞机，雷达不能发现它.根据雷达的工作原理想一想，隐形飞机的形状应该有什么特征?机身材料应该有什么特征?
一、  隐身飞机的原理：
隐身飞机并不是人的肉眼看不到，而是让雷达探测不到飞机的信号，即为“隐身”。雷达如何探测不到飞机的信号得从雷达的工作原理入手，它和声呐的工作原理是一样的。它有一个电磁波发射装置，通过这个装置，雷达发射出高频电磁波（雷达波）。雷达波在传播过程中，如果碰到了像飞机、导弹等飞行目标时，一部分雷达波就会被反射回来。雷达还有一个可以接受雷达波的接收装置，这些接收装置接收到雷达波后，就可以根据接受到的反射雷达波的时间和方位计算出飞行目标的位置。即为雷达发现飞行目标。基于此，要“隐身”就是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等特征信息，使敌方探测系统不易发现到飞机。

二、  隐身飞机外形设计与材料技术：
飞机的外形设计必须要达到降低目标的RCS,要获得低的RCS，飞机应具有光滑平坦的外形，机头截面要小；机身应尽量减少有垂直于入射波的平面和圆筒式锥形表面；应避免尖锐边缘、陡角(如机身和机翼转折点)和看得见的腔体(如发动机进气道)；发动机应埋入结构内部，进气口和尾口必须经特殊设计；采用大后掠角机翼、V形双垂尾以及翼身融合的外形布局；尽量减少外挂设备等等。

根据隐身飞机设计原理，它的材料需要是吸波材料，能使飞机不反射或少反射雷达波，降低其RCS，“迷盲”对方雷达，从而提高飞机的生存能力和突防能力的。这里所说的吸波材料包括铅铁金属粉、不锈钢纤维、石墨粉、铝箔、炭黑、陶瓷电解质和铁氧体等，它们可以以添加剂的形式引入飞机的表面涂层中，也可以直接加入到橡胶、树脂等高分子粘合剂中，制成具有隐身性能的复合材料板材或飞机结构。
三、  隐身飞机的现状：
隐身飞机的最大特点是能降低飞机在航行过程中的目标特性，以提高它的突防能力和攻击能力。在世界范围的近几次的局部战争中，依靠隐身飞机作战的，都取得了惊人的效果。隐身飞机逐渐成为出其不意、克敌制胜的法宝。隐身飞机的出现是对各种防空探测系统和防空武器系统的严峻挑战，也是电子战领域的一大突破，必将对军用航空装备和空中作战方式产生重大影响，它是“竞争战略”的基本要素。
隐身飞机是一种敌方利用常规防空探测设备难以探测到目标的电磁特征和飞行轨迹的飞机。飞机隐身有六大要素：雷达、红外、视觉、噪音、烟雾、凝迹。国外隐身技术的研究始于第二次世界大战期间，起源于德国，发展于美国，并扩展到英国、法国、俄罗斯及日本等发达国家。目前美国的隐身飞机处于国际领先地位，中、俄、德、法、英、瑞典、加拿大、日本等国家对隐身飞机的研究也在紧锣密鼓地进行着。
隐形飞机在现阶段能够尽量减少或者消除雷达接收到的有用信号，虽然是最为秘密的军事机密之一，隐形技术已经受到了全世界极大关注。
三、科普现代科学技术前沿对中学生的重要性
根据人教版课程的标准，物理课程旨在提高学生的科学素养。所以该课程的教学要求教师不仅传授理论知识给学生,还应当在教学中注重结合学生的思维特点和认知特点加强课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系，关注技术应用带来的社会进步和问题，培养学生的社会责任感和正确的世界观。让学生了解自然界事物的相互联系，注意学科间的联系与渗透，关心科学技术的新进展，关注科技发展给社会进步带来的影响，调动学生对科学前沿知识的了解的积极性。增强学生振兴中华的使命感与责任感。