隐形飞机的材料
隐身技术——柔性吸波材料的作用
隐身技术——柔性吸波材料的作用
东莞市万丰纳米材料有限公司为您介绍柔性吸波材料是如何使飞机避免雷达的侦查，从而起到隐身的作用。
在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上面涂复吸收材料，就可以吸收侦察电波、衰减反射信号，从而突破敌方雷达的防区，这是反雷达侦察的一种有力手段，减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。
如美国B－1战略轰炸机由于涂复了吸收材料，其有效反射截面仅为B－52轰炸机的1/50；在0H－6和AH－1G型眼镜蛇直升机发动机的整流罩上涂复吸收材料后可使发动机的红外辐射减弱90％左右。
在1990年的海湾战争中，美国首批进入伊拉克境内的F－117A飞机就是涂复了吸收材料的隐形飞机，它们有效避开了伊拉克的雷达监测。
据悉，瑞典海军近年来研制成功的世界上第一艘隐形战舰已投入使用，美、英、日、俄等国均已研制出自己的隐形坦克和其他隐形作战车辆。
此外，电磁波吸收材料还可用来隐蔽着落灯等机场导航设备及其它地面设备、舰船桅杆、甲板、潜艇的潜望镜支架和通气管道等设备。
隐身材料
甚低频 (超长波)
低频 (长波)
中频 (中波) 广播段
高频 (短波)
甚高频 (超短波)
特高频 (分米波) 雷达频率
超高频 (厘米波)
极高频 (毫米波)
亚毫 米波 红外线
音频 视频 微波段
频率 3 kHz 30 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz
F-117A
F-117A
F-117A是美国前洛克希德公司研制的隐身攻 击机。是世界上第一种可正式作战的隐身战斗 机。设计始于70年代未，1981年6月15日试飞 成功，次年8月23日开始向美国空军交付，共向 空军交付59架。F-117A服役后一直处于保密之 中，直到1988年11月10日，空军才首次公布了 该机的照片，1989年4月F-117A在内华达州的 内利斯空军基地公开面世。F-117A自装备部队 以来参加了入侵巴拿马、海湾战争、科索沃战 争、阿富汗战争、伊拉克战争等多次实战行动， 战果显著。2008年退出现役。
就是“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能 力”和“超视距打击”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ J-20
J-20
F-22
F-22
F-35
F-35
F-35b
T-50
T-50
RQ-170无人侦察机
X-47b
B-2
法国 神经元
2013年11月21日，中国“利剑”隐身无人 作战攻击机成功进行了首次试飞.
RAH-66隐身武装直升机
2006年，Pendry在Science 上发文指出，可 以利用负折射材料可以设计出“隐形斗篷”。 在负折射率材料中，折射率的材料入射到具有 负折射率材料的界面时，光的折射与常规折射相 反，入射光线和折射光线处在于界面法线方向同 一侧，也就是说，在这种材料中，光出现了异常 传播，出现了扭曲的现象。要实现材料的隐身， 最关键的技术就是制造出能扭曲可见光波的材料， 只要制造出性能合适的材料，“隐形斗篷”将可 能实现。而这种材料，正是具有负折射率的超材 料。
初中九年级物理：雷达和隐形飞机
雷达和隐形飞机一、雷达雷达是利用电磁波发现目标，并测定其位置的电子设备。
发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。
雷达由天线系统、发射装置、接收装置、防干扰设备、显示器、信号处理器和电源等组成。
其中，天线是雷达实现天空域、多功能、多目标扫描的技术关键；信号处理器是雷达的核心组件。
雷达发射出的无线电波碰到飞机会被反射，并重新被雷达接收，通过处理即可显示飞机的方位。
二十世纪五十年代，国际上便研制出脉冲多普勒雷达，可以探寻超音速飞机。
其中用到的一个重要原理就是多普勒效应，即反射回来的无线电波的频率会随飞机移动状态而变化。
二、隐形飞机的原理隐形飞机被形象地喻为“空中幽灵”，它们行踪诡秘，能有效地躲避雷达跟踪。
从原理上来说，隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到，它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。
隐形飞机之所以能“隐身”，主要是通过降低飞机的电、光、声这些可探测特征，使雷达等防空红外探测器不能够早期发现来实现的。
采用两种技术，便能够减少雷达接收到的有效信号。
隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。
1．外形设计上隐形首先，隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面，最好采用凹面，这样可使散射的信号偏离力图接收它的雷达。
飞机在外形设计上采用了非常规布局，消除小于或等于90°的外形夹角，发动机进气口置于机身背部或机翼上面，采用矩形设计并朝上翻。
2个垂直尾翼均向外斜置，机身与机翼融为一体，使飞机对所有雷达波形成镜面反射，减小雷达回波。
例如，SR-71“黑鸟”飞机和B-1隐形轰炸机采用的弯曲机身；贝尔AH-1s“眼镜蛇”直升机最先采用的扁平座舱盖；在海湾战争中发挥重要的F-117A“大趋势”隐形战斗机采用的多面体技术；美国波音F-111实验机上的任务自适应机翼等。
这些飞机的造型之所以较一般飞机古怪，就是因为特种的形状能够完成不同的反射功能。
飞机隐身涂层ppt课件
激光隐身技术采取的主要手段
•
实现激光隐身技术的途径主要有外形技术和
材料技术，其中外形技术是通过目标的非常规外形
设计降低其雷达散射截面（LRCS）；而材料技术
是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂层
使其对激光的吸收率大，反射率小，以达到隐身的
目的。因为外形设计只能散射30%左右的雷达波，
且很难找到LRCS与气动力学俱佳的外形，因此要
14
• 隐身涂层要求在尽量宽的频带内，用尽量 薄的涂层，尽量轻的材料，所得到涂层的 吸雷达波能力最强，即追求薄涂层、宽频、 强吸收的效果。
15
• 按材料损耗机理，吸波材料可分为电损耗 型和磁损耗型。电损耗型包括电阻型和电 介质型两种。
• 按吸收机理，吸波材料可分为吸收型和干 涉型两类。
• 按化学成分，吸波材料可分为无机吸波材 料和有机高分子吸波材料。
22
• 材料的红外辐射特性决定于材料的温度和 发射率。红外隐身材料也可相应分为两类： 控制发射率的材料和控制温度的材料。
• 红外隐身涂层具有低发射率，高反射率， 在红外线辐射频段才有良好的隐身效果。
23
• 红外隐身涂料的构成一般由填料和黏结剂两部分 组成。
• 目前用于热红外隐身涂料配方中的填料大致分为 如下几类:金属填料、着色填料、半导体填料等。
41
测试方法
42
红外隐身涂层隐身测试 雷达波反射率测试
激光后向散射特性测试
43
一 红外隐身涂层隐身测试
• 我们主要从三太方面检验红外隐身涂层隐 身效果:
• 1是可见光和近红外波段反射率检测 • 2是8～14μ m波段发射率的检测 • 3是材料的导热系数测量
7
隐身技术
pi材料在战争的应用
pi材料在战争的应用
在战争中，pi材料可以应用于许多领域，如军事工程、航空航天、战术装备等。
以下列举了一些可能的应用：
1. 护盾：pi材料可以用于制造防弹护盾或防弹车辆车体，能够有效抵挡子弹、炮弹等来自敌方的威胁。
2. 隐身技术：pi材料具有良好的隐蔽性能，可以用于制造隐形飞机、隐形战舰等军事装备，减少雷达信号的反射和被探测的可能性。
3. 装甲材料：pi材料可以用于制造坦克、装甲车等军用车辆的装甲板，提供更高的抗爆炸和抗冲击能力。
4. 无人机：pi材料可以用于制造无人机结构，减轻飞行器的重量，提高其机动性和航程。
5. 能源储存：pi材料可以用于制造高性能电池材料，提供给军事装备、通信设备等高能耗设备供电。
6. 伪装：pi材料可以用于制造伪装服和伪装网等军事用品，使士兵更好地隐蔽自己的位置。
7. 通信设备：pi材料具有较低的电磁波反射特性，可以用于制造无线电天线和隐蔽通信设备，提高军方的通信安全性。
总之，pi材料在战争的应用范围广泛，能够为军事领域提供更高的安全性、隐蔽性和战斗效能。
纳米作业一
一、纳米材料用于隐形飞机的隐形原理：雷达和通信设备工作时会发出电磁波，表面会反射电磁波，运转中的发动机和其他发热部件会辐射红外线，以及物体（如飞机）会反射照射向它的雷达波，这样，就使武器装备与它所处的背景形成鲜明对比，容易被敌人发现。
通过多种途径，设法尽可能减弱自身的特征信号，降低对外来电磁波、光波和红外线反射，达到与它所外的背景难以区分，从而把自己隐蔽起来。
这就是“低可探测技术”。
吸波材料是指能吸收投射到他表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，一般由基体材料与吸收介质复合而成。
其中，纳米吸波复合材料具有吸波频带宽、兼容性好、质量轻、厚度薄等特点，是一种很有发展前景的吸波材料。
纳米吸波复合材料可分为结构性和涂覆型两种。
1.结构型纳米吸波复合材料：原理：是将吸收剂分散由特种纤维（如石英纤维、玻璃纤维）增强的结构复合材料中所形成的结构符合材料，以具有承载和吸收雷达波的双重功能，从而体现隐身。
2.涂覆型纳米吸波复合材料：原理：是将吸收剂与粘合剂混合后涂敷于目标表面形成吸波复合涂层，将这种涂层涂敷于表面即制成涂覆型纳米吸波复合材料。
现在的隐形飞机已开始有选择的采用纳米吸波材料，即将纳米粉均匀的分散到飞机表面涂料当中，增强吸收雷达电磁波的效率，利用吸波材料吸收大部分的雷达波。
二、什么是量子遂穿效应?按照经典理论，总能量低于势垒是不能实现反应的。
但依量子力学观点，无论粒子能量是否高于势垒，都不能肯定粒子是否能越过势垒，只能说出粒子越过势垒概率的大小。
它取决于势垒高度、宽度及粒子本身的能量。
能量高于势垒的、运动方向适宜的未必一定反应，只能说反应概率较大。
而能量低于势垒的仍有一定概率实现反应，即可能有一部分粒子(代表点)穿越势垒(也称势垒穿透barrier penetration)，好像从大山隧道通过一般。
这就是隧道效应。
量子隧穿效应 (Quantum tunnelling effect) ，是一种衰减波耦合效应，其量子行为遵守薛定谔波动方程。
“隐形飞机”是指什么样的飞机
“隐形飞机”是指什么样的飞机
1、隐形飞机是指一些通过低可侦测性技术而难以被雷达侦测的军用航空器（亦称“军用飞机”，简称“军机”）。
这种说法是对具备低可侦测性军机的泛称，并非严格的军事学分类，其指涉范围包括但不限于战斗机。
典型的隐形飞机机身涂有雷达波吸收材料（Radar-Absorbing Material，RAM），能吸收雷达信号，且通过特殊的外型设计来降低雷达反射。
此外，设计时也考虑到抑制飞机本身所发出电子信号、热能和噪音。
2、隐形飞机所运用的基本原理
用雷达寻找飞机有点像在黑夜里用手电筒找人。
这个人如果想要不被找到，有三个方法：
1、穿上反射光波能力较差的衣服，比如粗糙的黑布衣服。
2、，把身体变得透明。
3、他可以躲在一面和地面呈一定角度的大镜子后面，镜子把手电筒的光反射到“天上”去，拿手电筒的人就看不到了。
飞机要躲避雷达的探测，也主要有三种方法：
1、采用反射雷达波较少的材料涂在飞机的表面。
2、可以采用“透波材料”，也就是对雷达波“透明”的材料。
3、方法就是躲在“倾斜的镜子”下面，飞机通过特定的外形设计，可以让多数雷达波反射不到雷达接收机的位置。
揭秘“铁球漆”：美军极密磁性隐身涂料，半世纪前乌龙式送进中国
揭秘“铁球漆”：美军极密磁性隐身涂料，半世纪前乌龙式送进中国D-21残骸在北京小汤山的中国航空博物馆内，有一件神秘的飞机残骸。
这件残骸，是1970年代初期在云南缴获的一架美军坠毁的无人侦察机。
当年，中国空军曾经多次击落美军“火蜂”无人机，然而这架无人机的先进性却远远超过“火蜂”。
这就是美国当年高度保密的D-21高空高速侦察机。
D-21无人机是美军给中国送来的大礼，其中最有价值的就是隐身技术。
这时候，甚至连F-117A“夜鹰”隐身战机还没首飞，但“夜鹰”关键的隐身黑科技却提前好几年就给中国送来了一手样品。
这个黑科技，就是F-117A使用的隐身涂料——“铁球漆”。
F-117A“夜鹰”美国隐身科技在半世纪前就获大量成果F-117A“夜鹰”是人类名义上第一种隐身战机，原型机YF-117A 在1981年才首飞。
然而事实上，美国军方很早就已经将隐身技术用于飞机设计，最典型的就是U-2、A-12和SR-71侦察机，以及D-21无人侦察机。
早在1960年代，美国就已经在隐身研究方面获得了许多成果，包括折线式外形、隐身涂料甚至离子隐身技术。
这些技术概念经过几十年发展，至今仍应用在新一代隐身飞机上。
其中最重要的一项，就是用于飞机外表的隐身涂料。
M-12（A-12变型机）搭载的D-21无人机隐身涂料，人类在雷达应用于战争后不久就开始研制了。
最早的隐身涂料是纳粹德国发明的，是一种含有石墨颗粒的外层涂料。
这种涂料在外表形成的涂层，可以在一定程度上吸收雷达波，减少自身的反射信号。
这种隐身涂层最早应用于德国潜艇的通气管外壳，以规避英军雷达的搜索。
后来，隐身涂料也被用于德国Ho-229飞翼式战斗轰炸机，这种飞机酷似当代的B-2轰炸机。
这些相关技术在二战后后来都流向了美国军方。
在1960年代问世的A-12和SR-71高空高速侦察机，首先应用了一种新式隐身涂料。
这种隐身涂料在美国空军一直处于保密状态，直到本世纪初才解密。
这种涂料就是“铁球漆”，将二战德国涂料中的石墨颗粒，换成了铁制微粒，不过其中的技术含量却远远不止于此。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
所谓材料技术，就是采用吸波材料，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。
这里所说的吸波材料是靠雷达波在材料中感生的传导电流，产生磁损耗或电损耗，以衰减雷达波，进而减少目标的RCs。
这些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。
据报道，美国F-117A飞机的表皮涂层中就使用了至少6种以上的吸波材料；而B-2隐形轰炸机的机身和机翼则都直接采用了吸波材料结构。
所谓阻抗加载技术，就是根据电磁波干涉原理，产生以附加波来抵消入射波，以实现隐身的一种技术。
最常见的一种方法是在机身上适当地“开口子”或“拉槽”，人为地产生一些“谐振腔”，这些谐振腔会在入射波的激励下自动产生以抵消入射波的附加波：另一种做法是通过飞机内部的专门装置来产生附加波，该附加波的空间分布与飞机周围散射(反射)电磁波的分布相同，幅值相等，但相位相反，因而附加波和散射电磁波可以相互抵消。
等离子体是由电子、正负离子、中性气体分子和原子等粒子混合而成的物质。
是继固体、液体、气体三种形态之后的第四态物质。
等离子可以通过专门的等离子体发生器来产生，也可以通过物体表面涂敷放射性同位素来产生。
不管何种产生方式，只要飞机表面形成一层具有足够电离密度和厚度的等离子体，雷达辐射的电磁辐射就会有一部分被等离子体吸收，另一部分则在等离子体层中发生绕射，或改变传输方向，而不产生有效反射。
这就是所谓的等离子体隐身技术。
近年来，等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。
为了对付性能越来越高的雷达侦察系统，除了上述几种技术以外，最近两年，一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。
该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法，来抑制飞机本身的电磁辐射，降低被雷达侦察到的概率。
采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。
红外隐身技术，降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。
这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现，或者被红外制导导弹“盯梢”，从而给飞机招来灭顶之灾。
红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射，减小飞机与背景之间的温差，使红外探测系统看不见或看不清。
现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右，是飞机上最强的热辐射源。
降低尾喷管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。
为此，飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管，加大尾喷管和冷空气的接触面，以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合，．降低红外幅射。
这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B-2隐形轰炸机上。
除了使用矩形二元尾喷管外，有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力，加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。
飞行员在使用飞机发动机加力时，高温燃气中普遍缺氧，加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧，常常随燃气射流排到大气中去。
剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧，形成高温尾焰，其红外特征异常明显。
因此，可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机，如，美国的F-117A、B-2隐形等离子体隐身技术在俄、美等国已取得了突破性进展。
为了对付性能越来越高的雷达侦察系统，除了上述几种技术以外，最近两年，一种被称作“电子隐身”的反雷达探测技术也应运而生。
该技术通过减少飞机上的无线电设备、减小电缆的电磁辐射、对机载电子设备进行屏蔽等办法，来抑制飞机本身的电磁辐射，降低被雷达侦察到的概率。
采用这种技术的有美国的第四代战机F-22等。
红外隐身技术，降低飞机热辐射发动机尾喷管、尾气和飞机表面气动加热是现代作战飞机的三大热辐射源。
这些热辐射源产生的热(红外)辐射常常使得飞机很容易被红外探测系统发现，或者被红外制导导弹“盯梢”，从而给飞机招来灭顶之灾。
红外隐身技术的实质就是想方设法降低飞机的热辐射，减小飞机与背景之间的温差，使红外探测系统看不见或看不清。
现代飞机喷气发动机尾喷管排气的温度大约在1000℃左右，是飞机上最强的热辐射源。
降低尾喷
管热辐射的根本措施是降低发动机的排气温度。
为此，飞机可以采用一种所谓的矩形二元尾喷管，加大尾喷管和冷空气的接触面，以利于尾喷管散热以及燃气射流与冷空气的混合，．降低红外辐射。
这种技术已经应用在美国的F—117A、F-22战斗机和B - 2隐形轰炸机上。
除了使用矩形二元尾喷管外，有效控制发动机加力(飞机在使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机后面的加力燃烧室所获得的附加推力，加力能提高飞机航速)也可降低飞机尾喷口的热辐射。
飞行员在使用飞机发动机加力时，高温燃气中普遍缺氧，加力燃料室中喷出的油料不能充分燃烧，常常随燃气射流排到大气中去。
剩余燃料遇到充足的氧气后会继续燃烧，形成高温尾焰，其红外特征异常明显。
因此，可以考虑使用不带加力燃烧室的涡扇发动机，如，美国的F-117A、B-2隐形轰炸机就采用了这种发动机。
此外，用机身、机翼或尾翼遮挡尾喷管，让尾喷管的红外辐射更具方向性，使红外探测器不能从地面探测到飞机，也不失为一种红外隐身的有效方法。
当飞机以超音速飞行时，其表面因受到空气强烈摩擦而发热，使飞机表面温度急剧升高。
这种现象叫做空气动力加热。
有资料表明，当飞行速度达到3倍音速时，飞机表面温度可达到300℃。
在作战飞机表面涂敷红外隐身涂料，则可以有效地降低机体的红外辐射强度，进而提高飞机的红外隐身特性。
如美军的A-10等战斗机、攻击机的表面就都涂有这种红外隐身涂料。
声波隐身技术。
让耳朵难以觉察低空飞行曾一度被认为是飞机实施突防的重要手段，然而，飞机在飞行过程中，发动机通常会发出130～160分贝的轰鸣声。
不见其人，先闻其声，这也往往使得飞机过早地被发现。
因此，声波隐身技术对于低空突防的飞机来讲是一个十分重要的问题。
事实上，飞机的噪声源除了发动机外，还包括机体附面层气流起伏引起的结构振动等。
要降低这些噪音，飞机声波隐身技术目前采用的主要措施有两项，一是采用低噪声发动机，如，F—117在跑道上滑行时，600米以外的人几乎听不到它的声响：二是采用像B-2轰炸机那样的锯齿形后缘，降低飞机在高速飞行时引起的轰鸣声。
可见光隐身技术，让肉眼不易发现在“二战”初期，德军战斗机的标志十分醒目，色彩鲜艳，可是他们很快意识到这并非明智之举。
因为他们发现，盟军的飞机大多采用深绿、褐、灰或蔚蓝色，这些颜色常常和蓝天、大地等背景混为一片，找起来着实费劲，于是，德军战机很快改为由四五种颜色组成的密集网伪装图案，这就是早期的飞机可见光隐身技术。
可见，迷彩油漆是飞机上使用最早的可见光隐身材料。
事实上，很多情况下，人们在寻找空中飞机时，首先见到的往往不是机身，而是拖在飞机后面长长的尾迹——“拉烟”。
拉烟是喷气燃料燃烧后的残渣与水蒸气的混合物。
解决拉烟问题的有效办法是采用新型燃油喷嘴，使燃油充分燃烧，或在燃料中添加氯氟黄酸等抗凝剂，消除或减弱飞机的冷凝尾迹，这些技术已被美国B-2隐形飞机使用。
此外，改善飞机外形的光反射特征也可提高可见光隐身性能。
如，将座舱罩设计成多面体，用小平面多向散射取代反射效果与镜面反射相差无几的大曲面反射，从而将太阳光向四周散射出去。
这种技术多用于直升机，最典型的是美国陆军的AH-1S'“眼镜蛇”直升机，该机的座舱为由7个小平面组成的多面体，其隐蔽性明显得到增加。