引言

  随着世界各国探测技术的不断提高，防空力量的不断增强，对于深入敌后进行特殊战略任务而又缺乏大规模火力支援的飞行器来说，良好的隐身能力可提高其战场生存能力和突防能力。在未来日趋激烈的空战中，隐身性能好的飞机将占据压倒性的优势，可实现先敌发现、先敌攻击、从而首先消灭敌人。在1991 年海湾战争中，美军派出了42 架F-117A 隐身战斗机，出动1 300 余架次，投弹约2 000 t,在仅占2% 架次的战斗中攻击了40% 的重要战略目标，自身却没有受到任何损失。从F-117 隐身飞机的优异表现可以看出，隐身武器在未来战争中将发挥重要的作用。

  进入21 世纪，世界各军事强国已研制出自己的隐身飞行器，隐身技术的发展也进入了新的阶段。美国在隐身技术的发展上起步最早，并处于世界领先水平，其中F-117 战机和B-2 轰炸机已在实战中显示出了优良的性能。而紧随其后，俄罗斯的第五代战机也拥有良好的隐身性能。此外，世界各军事大国都在进行该方面的研究，如法国研制的幻影战斗机，阿帕奇隐身导弹； 日本的ASM-1型，ASM-2 型反舰隐身导弹等。

  隐身技术有哪些？

  隐身技术按是否需要消耗能量来区分，可以分为有源隐身技术和无源隐身技术。有源隐身技术，即在进行隐身的过程中需要消耗能量，主动采取措施降低武器系统自身的声音信号、可见光信号、雷达信号、红外信号等的一种隐身技术，故也称为主动隐身技术。是指无需消耗能量而进行武器系统隐身的传统式隐身技术，包括雷达隐身、红外隐身、可见光隐身和声音隐身等。材料则在无源隐身技术中发挥着至关重要的作用。接下来，我们一起去看看最新材料隐身技术都有哪些新动向。

（一）仿生技术

  除了进行雷达隐身外，飞行器的可见光隐身也可以通过仿生技术来实现，例如加装迷彩涂层进行伪装，正是从飞蛾，蝴蝶的伪装色而得到的启发。

  而智能变色材料，则是借鉴了变色龙随环境颜色不同而改变自身颜色进行伪装的机理进行研发的。目前阶段，世界各国进行仿生隐身技术研究，其重点主要是隐身材料的研制。美国已制出了模拟"变色龙"特点的变色薄膜，其实是一种电致变色材料，通过控制电压的不同，该材料会发出蓝、灰、白等不同颜色光，还能出现浓淡不同的色调。将其制成飞行器蒙皮，只要电压控制合适，就可以改变飞行器的颜色与背景色相仿，达到视觉隐身的效果。

  （二）智能隐身技术

  智能隐身技术是指隐身目标对环境具有自动感知功能、信息处理功能、自主响应，自动、实时调节自身特征信号实现隐身的一种技术。目前智能隐身技术的研究集中在智能隐身材料研制方面，智能隐身材料主要有可见光智能隐身材料，红外智能隐身材料，智能蒙皮等。

  美国已研制出多种智能隐身材料，例如一种能吸收雷达波的聚苯胺基复合材料，可用于调节飞机蒙皮的亮度和颜色； 采用导电高分子电致变色涂层（ 聚苯胺/聚二苯胺涂层） 能使武器装备表面涂层呈现不同的可见光迷彩伪装，同时也可利用其红外发射率不同而达到夜间或白天红外伪装的目的；Clemson 大学和Geogia 理工学院等单位研发了一种利用光导纤维与变色染料相结合的智能伪装技术。

  此外，美国还研制了多种智能蒙皮，智能变色布料等。除美国外，英、日、俄等国都研制出自己的智能材料： 俄罗斯研制了电致变色吸波薄膜，该薄膜对视频和雷达都有隐身作用。英国科学家也研制出了一种新型热敏化学隐身材料，该材料能在28 ℃时变成红色，33 ℃时变为蓝色，低温时变为黑色，在20 ℃ ~ 100 ℃条件下具有色彩的全光谱变化性能，可用来实现智能可见光隐身。

  此外，还研制出自适应的雷达吸波结构，能够自动调节对雷达波的吸收。日本使用导电玻璃纤维制成高频高效吸波涂料，它具有由电阻抗变换层和低阻抗谐振层组成的两层结构，其中谐振层是由铁氧体、导电短纤维与树脂组成的复合材料。该材料对1 GHz ~ 20 GHz 的雷达波具有智能吸收作用，吸收带宽达50%,吸收率达20 dB以上。

  （三）雷达隐身材料技术

  材料隐身技术是雷达隐身技术的重要组成部分，在外形隐身技术将飞行器的RCS 做到最优的情况下，采用雷达吸波材料（ RAM） 可以进一步降低飞行器的RCS.材料隐身技术的隐身机理是应用吸波材料的某些特性，如电感应、磁感应、电磁感应、电磁散射等，将入射电磁波能量转化为其它形式的能量而耗散掉，从而减小雷达回波强度，降低飞行器的RCS.

  从成型工艺区分，吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构性吸波材料。涂敷型吸波材料通常是在飞行器的外表面制成吸波涂层，不起承载作用； 而结构型吸波材料，不仅具有吸波作用，还具有承载作用。美国研制的F-117 隐身战机、B-2 隐身战略轰炸机以及F-22 隐身战斗机，法国的阿帕奇隐身导弹，英法合作研制的风暴前兆隐身导弹等，都大量使用了雷达吸波材料，用来减小机体对雷达波的反射。

  目前在雷达吸波材料研制中，美国处于领先地位，已研制成多种涂敷型吸波材料和结构型吸波材料，涂敷型吸波材料主要有：

  （1） 铁氧吸波材料，可以用于制作飞机、导弹表面的涂料，铁氧吸波材料包括锂-镉氧体、镍-镉氧体和陶瓷铁氧体等；

  （2）非铁氧体为基底的涂料，该涂料可使飞机的雷达散射波衰减80%,而质量只有铁质体材料的1 /10;

  （3）"铁球"涂料，该涂料包含大量极微小的铁球，能将雷达波能量分散到整个飞机表面，在飞机蒙皮上产生弱电流，使雷达接收机收不到回波，这种铁球吸波涂料已在多种飞机上使用；

  （4）"超黑粉"涂料，它具有超强的雷达吸波能力，可以涂敷在飞行器蒙皮上；

  （5）核放射性同位素涂料，用于形成等离子体。

  结构型吸波材料主要有：

  （1）雷达波层板材料，是利用新型热塑性和固性树脂及一些陶瓷基材料的介电性能，再添加具有较高电磁透射率的玻璃纤维、芳纶纤维等材料制作而成的吸波层板结构材料。该材料具有透波吸波性能好、强度高和韧性好的特点，主要用在飞机机身、机翼和导弹壳体上。

  （2） 吸波夹层材料，此类材料夹芯层采用透波和吸波性能好的蜂窝、波纹、角锥或其它类型芯材，夹芯壁和夹芯填充各种吸波介质，而反射背衬采用碳纤维复合材料。美国已成功研制出由七层吸波材料构成的蜂窝结构材料，此类材料可用于飞机蒙皮、发动机进气道和排气管衬里的制造。

  （3）高温隐身复合材料，主要用氧化铝、硼酸铝、碳化硅和氮化硅纤维制成。目前发展最快的是碳化硅纤维和陶瓷纤维复合材料。

  （四）红外隐身材料技术

  红外隐身材料技术主要分为添加剂技术和红外隐身涂料技术两个方面。

  1、添加剂技术

  添加剂技术主要是指通过添加剂或特殊燃料等改变红外辐射波频带。例如可以将含金属化合物微粒的环氧树脂、聚乙烯树脂等可发泡高分子物质随气流一起喷出，利用其在空气中遇冷便物化成悬浮泡沫塑料微粒性质，屏蔽尾焰的红外辐射； 在降温的设计中，还可以主动释放液体氮环绕尾焰的冷却雾以达到快速冷却的目的； 在排气口注入吸收剂或悬浮物，可以吸收红外辐射。添加剂技术已得到较广泛的运用，如美国的F-117A 战斗机采用的新型燃料，在燃料中加入钠、钾、铅等元素的添加剂，这样既能高速燃烧，又可急速冷却，同时还能抑制和改变尾焰的红外辐射频带，避开探测器的敏感波段。

  2、红外隐身涂料

  红外隐身涂料可以分为三类： 迷彩涂料、隔热涂料、降温涂料。红外隐身涂料由粘合剂和颜料组成。其中，颜料对红外辐射的吸收起主要作用，可以分为三类： 金属颜料，着色颜料和半导体颜料； 而粘合剂可分为红外透明有机粘合剂、导电或半导体聚合物、无机粘合剂。粘合剂主要起粘合颜料以及隔热作用。按作用机理区分，红外隐身涂料可分为降温隔热型和改变红外辐射特性型。降温隔热型涂料可起到隔热和降低机体自身向外辐射的信号的作用，减少被敌方红外探测器发现的概率。改变红外辐射特性型涂料主要是通过改变目标红外辐射波段实现隐身。红外隐身涂料通常情况下涂敷在飞行器蒙皮上，由于飞行器各部位红外辐射不同，所以对不同部位的隐身涂料红外发射率要求也不同。此外还要求红外隐身涂料与其它隐身技术兼容，具有较低的阳光吸收率，避免过大的光照加热等。

  目前已研制出掺有钛、铁、铬等氧化物的氧化钴涂敷掩饰涂料，该涂料兼有降温隔热、改变红外辐射波段以及减小对背景辐射反射的作用。美国在红外隐身涂料上进行了大量的研究，目前，已有美国学者将直径为70 靘 的片状铝（ 质量比为38%）掺杂到无机磷酸盐粘合剂中，制成在10. 6 靘 频谱区发射率为0. 18 的红外隐身涂料。在2010 年，又研制出能自动对背景和威胁做出反应的自适应涂层。此外，世界各大国都在进行红外隐身涂料的研究。

  （五）可见光隐身技术

  可见光隐身技术，又称为视频隐身技术。目前，世界各军事大国在视频隐身方面的研究主要是进行视频隐身材料的研制。在此方面，美国和俄罗斯处于世界领先水平。新型的视频隐身材料主要是智能变色材料。智能变色材料可分为三类： 光致变色材料，热致变色材料和电致变色材料。美国在这三种材料中均有大量的研究成果，而其余国家主要是进行光致变色材料的研究。

  美国的食肉鸟隐身战机和法国的海天一色幻影-2000 战机都是具有优秀视频隐身性能的飞行器。其中幻影-2000 战斗机属于传统型视频隐身，其在飞机外表面涂装了迷彩形成伪装色，飞机背部迷彩图案与自然环境色彩相似，底部色彩与天空背景相似，从而使其在飞行过程中，不易被光学设备观测到，如图3 所示。

  美国的肉食鸟隐身战机属于新型的视频隐身战机，如图4 所示。其蒙皮使用光致色变材料制成，同时在进气道周围采取了特殊的反阴影设计。

  由于光致变色材料的反应灵活性，该机能自动感知所处环境背景色并快速改变自身的颜色，调节自身的视觉色彩达到与背景颜色自然和谐的融为一体的视觉效果，减小对比度，从而降低了被敌方视频观察设备发现的概率。此外，美国正在研究一种兼有雷达隐身和可见光隐身的主动反照射复合材料。它对雷达波有一定的衰减作用，同时还能根据飞行器所处的环境自动改变自身的色彩，达到视频隐身的效果。

  （六）声音隐身技术

  声音隐身技术采用吸声材料、声阻尼材料，如发动机外壁使用陶瓷复合材料、吸声材料等，对飞行器产生的噪声进行吸收；通常需要进行声音隐身的主要是舰艇，尤其是潜艇。

  （七）等离子隐身技术

  等离子体可以通过核放射性元素法和等离子体发生器形成。通过核放射性同位素方法形成等离子体较易实现。由于雷达隐身设计主要是降低飞行器前向和侧向强散射源的RCS, 等离子体对入射的电磁波有吸收、衰减和折射的作用，所以，在进行设计时，可以在强散射源部位形成等离子体层而实现隐身。

  目前，俄罗斯的47 金雕隐身战机，主要运用等离子隐身和材料隐身的复合隐身技术。而其外型上并未进行特殊的隐身设计，这样保证了其优良的气动隐身性能。此外，美国在20 世纪末也研制出了等离子隐身天线。鉴于等离子隐身技术的潜在优良性能，英、日、法、德等国在20 世纪初也开始大力研究等离子隐身技术。

  （八）全频谱隐身技术

  全频谱隐身技术是指飞行器同时具有雷达隐身、红外隐身、视频隐身等多种隐身性能的一种技术，目前，研究的重点是全频谱隐身材料的研制。

  美国是开展全频谱隐身技术研究最早的国家，已制出一种新型涂层，该涂层由三种不同的吸波材料组成，底层为雷达吸波材料，中层为红外吸波材料，外层为可见光迷彩涂料。该涂层在整个电磁波段都具有良好的吸波作用，这样使飞行器在电磁波段、红外波段、可见光波段都具有良好的隐身性能，实现飞行器的全频谱隐身。要做到全频谱隐身其实不易，但是目前已研制出兼顾多种隐身的隐身材料，如前所述的电致变色材料，是兼有红外隐身和可见光隐身的隐身材料。

  有理论分析认为，纳米复合材料隐身性能覆盖厘米波、毫米波、红外线、可见光等波段。掺杂半导体在红外波段有较低的红外发射率，在微波和毫米波段有较高的吸收率，同时也不防碍可见光伪装，是今后研究的重点。目前，美、德、瑞典等国正在积极研制多波段隐身材料，可实现可见光、近红外、中远红外和雷达毫米波四个波段兼容的隐身。

  延伸阅读

  隐身技术也称隐形技术或低可探测技术。其目的是通过各种隐身手段，降低武器系统的雷达、红外、激光、电视、可见光及声音等己方目标的各种可探测特征信号，从而降低目标被敌方探测系统侦查、跟踪的概率，降低被敌方武器击中的概率，提高飞行器的战场生存能力。