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“世界最先进隐身材料”在这里
2016-05-13 11:32:46 作者:本网整理 来源:中国科学探索中心

  对空中飞行物的识别并不是用人的肉眼,因此“隐身”的概念也略有不同,那么空中的战斗机都是怎么做到“看不见”的呢?答案是隐身涂料。

 

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  简单地说,隐身涂料并不能像哈利波特的隐身衣一样让飞机真正隐身。所谓的隐身涂料,多数只是一种吸波材料的特殊油漆,可以吸收一部分的雷达波。飞机、导弹等武器的主要特征信号有:可见的几何形状信号、机载雷达特征信号、热力学上的红外特征信号、磁特征信号、声频特征信号和电磁辐射等方面的特征信号等。其中雷达波是最常见的。相应的,隐身涂料也从这些方面着手达到使目标的特征信号减弱以至消失在敌方的监控机制上。


  在初中的课堂上,物理老师讲到声音的反射通常会提到蝙蝠,蝙蝠生活在黑暗的洞穴里,它们没有眼睛,而是靠发出此声波之后物体反射回来的声波而确定物体的准确位置的。飞机也是如此,发出特征信号(通常是雷达波),根据收集到的反射回来的信号,经过计算机处理,从而确定障碍物的准确位置。


  随着电子信息技术高速发展及其在军事领域中的广泛应用,军事侦察技术手段已经实现了高技术化。精确制导武器的广泛应用,意味着战场目标“发现即可命中”,使武器装备系统、军事设施、作战部队生存能力及作战效能受到严重威胁。隐身技术作为反侦察手段已成为战场上必不可少的部分。


  在各种隐身技术中,雷达隐身涂料技术是最成熟的。歼20和歼31上所应用的就是传统的雷达隐身技术。雷达隐身涂料实质上是一种高分子复合涂料,其中包含有效吸波剂成分。按吸波剂的不同,吸波涂料有铁氧体系列、视黄基席夫碱盐、导电高分子、放射性同位素、纳米吸波涂料等。


  当雷达隐身涂料施工到各种武器装备上时,涂层厚度需在1毫米以上,每平方米重量在3~5千克以上,不仅施工周期长,而且因涂层厚,容易开裂脱落,维修困难,加之隐身频带窄等。这些不足之处多年来没有明显改进,使得飞行器及许多先进武器装备无法采用。


  红外隐身材料是采用屏蔽、低发射率涂料、红外抑制等措施来改变目标的红外辐射波段或降低红外辐射强度,以隐蔽目标的红外辐射特征信息,从而实现目标的低可探测性。很明显隐身不隐身,主要取决于涂料中的吸波剂,换句话来说,吸波材料的发展才是隐身涂料发展变革的关键。下面动图中黑色的材料是经过处理之后的石墨烯,红色的激光在经过石墨烯材料之后,几乎被完全吸收,石墨烯也因此成为隐身涂料中的潜力股。


  2015年11月,我国华中科技大学研制的一种新型隐身材料成为了热点。它被冠以“世界最先进隐身材料”的称谓,它实际上是一整套的“自适应隐身”技术,属于智能材料的范畴。它的原理是,飞机即时感受到环境背景、以及照射到自己身上的雷达/光学(比如激光)变化;然后根据预先设计好的规律,分析这些变化并向隐身材料给出指令;最后飞机上各个地方的隐身材料会各自根据需要,改变自己的吸波特性(吸收哪些波段的雷达波,吸收多少、反射多少),让飞机总体特征极难以和四周环境区分。


  但尽管这个隐身材料和技术听起来性能优势很强大,存在极大的军事需求,但目前在应用上还有很大局限,有许多问题有待解决,产业化应用的难度还很大。当然,任何技术都要经历产生、发展和成熟的过程。相信经过科研工作者和产业化技术人员的不懈努力,我国的隐身材料和技术终能达到与美国抗衡,甚至挑战和超越美国的水平。

 

 

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