纳米技术-军事隐形要点
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一直以来,人们为了提高生存能力,就在苦思冥 想,寻求“隐形术”,这就使得高技术武器里出现了采 用隐身技术的隐形武器。它的问世在军事领域引起极 大轰动。武器装备隐身化能够打破现有的攻防格局, 提高战略武器系统的突防能力,提高战术武器的生存 能力和作战效能。
(1)军用隐身技术(stealthy technique)的基本概念 军用隐身就是使敌方的各种探测系统( 如雷达、红 外、电子、可见光及声波等探测系统等)发现不了我方 的武器,无法实施拦截和攻击。 隐身技术的专业定义是:在兵器研制过程中设法 降低其可探测性,使之不易被敌方发现、跟踪和攻击 的专门技术。 隐身技术是一项高技术综合体,目的是使敌方探 测器接收到的信号降低到零。它主要包括两个方面, 即外形设计技术、隐身材料的使用,并使这两种技术 有机结合。
纳米技术在军事中的应用
一、纳米技术应用于军事领域的科学依据 纳米技术的出现,标志着人类从微米层次深入到 原子、分子级的纳米层次,使人类最终能够按照自己 的意愿操纵单个原子和分子,以实现对介观世界的有 效控制。 纳米技术将开发物质潜在的信息和结构潜力, 使 单位体积物质储存和处理信息的能力实现一次飞跃, 在信息、材料、生物、医疗等方面导致人类认识和改 造世界能力的重大突破,从而给国民经济和军事能力 带来深远的影响。
纳米技术作为21 世纪一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ关键技术,虽然目前 应用研究尚不成熟,但由于其具有明显的军事潜力,
因此极大地刺激着人们寻求纳米技术在军事上的应用
。 纳米技术应用于军事领域的科学依据有如下几点:
1、纳米微粒尺寸小,从而增加化学反应的接触面。 纳米材料可作为催化剂被广泛应用提高军事能源 的使用效能。 纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂,可使燃 烧效率提高100倍; 纳米炸药比常规炸药性能提高千百倍;
纳米材料制成的燃油添加剂,可节省燃油,降低 尾气排放。
2、提高常规武器的打击与防护能力。 运用纳米技术在产品中添加特殊性能的材料或在 产品表面形成一层特殊的材料,能产生出新的性能。 可以使易碎的陶瓷变得具有韧性,达到类似于铁的 耐弯曲性,或具有特殊的刚性。 把纳米技术用于武器制造,可大大提高武器弹头对 目标的穿透力和破坏力,也可提高武器装备的防护 能力,未来防弹装甲车可能产生使导弹滑落或弹回 去的奇迹。
隐身材料
可见光隐身材料一般采用颜色与环境一致的保护色材料, 形成与背景颜色接近的迷彩图案,用于战斗机、坦克、 装甲车等军用装备。
激光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达等, 这些材料对激光的反射率低而吸收率高。
雷达隐身材料(也称吸波材料)能吸收雷达波,使反射波 减弱甚至不反射雷达波,从而达到隐身的目的。
5、用于制造微型卫星和纳米卫星。
由于纳米技术、微电机技术的发展,一些国家发 射的卫星正向小型化方向发展。
1993年,美国航空航天公司就提出了纳米卫星(重 约0.1—10千克)的概念。 1999年,英国、美国、瑞典各发射了一颗纳米卫星。
专用微型集成电路取代现在卫星上使用的有关系统, 微型卫星、纳米卫星体积小、重量轻; 生存能力强,即使遭受攻击也不会丧失全部功能; 研制费用低,不需大型实验设施和跨度大的厂房; 易发射,不需大型运载工具发射,一枚小型运载火箭 即可发射千百颗,再按不同轨道组成卫星网,即可实 现对地球表面的覆盖。
4、 用于制造微型武器。 利用纳米技术可以把传感器、电动机和数字智能 装备集中在一块芯片上,制造出几厘米甚至更小的微 型装置。 在未来战场上,将出现能像士兵那样执行军事任 务的超微型智能武器装备。
美国研制的小型智能机器人,大的像鞋盒子那么大 ,小的如硬币,它们会爬行、跳跃甚至可飞过雷区 、穿过沙漠或海滩,为部队或数千公里外的总部收 集信息。 微型机电武器还可用于敌我识别、探测核污染和 化学毒剂、无人侦察机等。
铁氧体是一种粉末材料,成本低,吸波性能好,它主要依靠 自身自由电子的重排来消耗雷达波的能量,是隐身飞机上使用最 多的吸波涂层。 F-1l7、B-2、F-22 隐身飞机主要采用了铁氧体 吸波涂层。
涂覆型 雷达吸波材料 结构型
涂料(如铁氧体) 贴片(塑料、橡胶和陶瓷)
可用在飞机蒙皮,雷达天线罩等结构。碳纤维是最常用的结 结构型吸波材料具有承载和吸波的双重功能,这种复合材料 密度低,力学性能好,耐高温,比强度高,既能吸收红外信号又 构型吸波材料,它由碳纤维骨架和碳基体(碳粒、碳化硅粉等) 能吸收雷达波信号,具有隐身功能。 组成。 F-117的V形垂尾、F-22的机身和机翼蒙皮采用了此吸波材 料。
3、提高武器装备的隐身性能。 某些纳米固体在较宽的频谱范围对电磁波有均匀 的吸收性能,几十纳米厚的固体薄膜的吸收效果与比 它厚1000倍的现有吸波材料相同,美国研制的纳米隐 身涂料超黑粉对雷达波的吸收率达99%。
用纳米吸波材料涂在战略轰炸机、导弹等攻击性飞 行器的表面,能有效地吸收敌方防空雷达的电磁波 (B-2隐身轰炸机表面的涂层中就含有纳米材料); 将纳米粒子添加于发烟剂中,能对阵地起到很好的 屏蔽作用,与土壤混合可遮蔽地下指挥所等重要军 事设施。
纳米技术在隐身武器方面的应用
保存自己,消灭敌人 “保存自己,消灭敌人”这个古今中外军事家 们共同遵循的军事法则,在现代化战争中显得尤其 重要。最大限度地隐藏自己,同时又千方百计地寻 找和发现敌人,出奇制胜先发制人,给予敌人突然 的沉重的打击,取得战争的胜利。
被发现就等于被消灭 海湾战争、科索沃战争和阿富汗反恐战争 完全改变了人们对战争的作战观念。重创性威 胁已不是来自两军对叠的地面战,而几乎完全 来自远程空中打击。全球卫星定位系统技术和 精确制导武器的发展水平,使高技术战争中攻 击武器对目标的命中率几乎由目标被发现概率 所决定。被发现就等于被消灭已成为现代军事 家们的共识。
(2) 隐身材料
隐身材料是隐身技术最重要的一个方面,是实 现武器隐身的物质基础。 隐身材料隐身材料按波谱范围可分为声、红外 、可见光、激光、雷达隐身材料。
声隐身材料:包括吸声材料,隔声材料,消声材料等, 主要用于潜艇的螺旋桨和外壳的消声瓦,避开敌方 的声纳系统。
红外隐身材料就是要降低物体的红外辐射或者使物体的 红外辐射与背景基本达到一致,难以被敌人的红外探测 器发。红外隐身材料主要用于飞机蒙皮,坦克外壳等部位。