隐形飞机材料

隐形飞机材料
所谓飞机隐形，并不是像中国古代神话中描绘的隐形草一样，只要拿在手中，别人就看不见了。

它是指通过各种手段，尽量降低飞机被敌方雷达、红外辐射等探测系统发现和跟踪的可能性。

其中吸波涂料在飞机隐形功能上起到的作用仅次于飞机的外形结构，按其功能又可分为雷达吸波涂料、红外吸波涂料、可见光吸波涂料、激光吸波涂料、声纳吸波涂料和多功能吸波涂料。

目前的隐身飞机都是对雷达和红外探测具有一定的隐身性。

至于光学方面，无非是通过机身尺寸，体积以及颜色的一些设计来进行，最多只是让你发现距离稍微近一点罢了。

隐形对于一般人来说都不陌生，虽然这些说法大多数来自小说和神话，但是在现实生活中也不乏隐形的例子。

比如说变色龙就能够通过改变自己的颜色来进行隐形。

人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上也实现了隐形。

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的极大关注。

让我们看看隐形飞机在设计上遵循的规律。

隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。

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，这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。

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。

其次，隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料，吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。

雷达吸波材料分两大类，一类是谐振型，一类是宽频带型。

其中谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。

宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成，它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。

把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合，形成雷达吸波结构材料，这种材料还属于保密的吸波材料之一。

运用最新的材料，隐形飞机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相同，仅仅通过雷达就想分辨出隐形飞机是非常困难的。

另外，应尽量减少机身的强反射点或者说是“亮点”、发动机的噪声以及机体本身的热辐射等，因为这些方面的存在也容易“出卖”飞机的存在。

例如，SR-71黑鸟飞机就采用闭合回路冷却系统，把机身的热传给燃油，或把热在大气不能充分传导的频率下散发掉。

隐形飞机在现代战争中发挥着重要的作用。

例如，在1991年的海湾战争中，美军派出了42架F-117A隐形战斗机，出动1300余架次，投弹约2000吨，在仅占2%架次的战斗中去攻击了40%的重要战略目标，自身没有受到任何损失。

随着材料技术和更新的技术的出现，隐形飞机的隐形能力会越来越强，在未来战争中的作用会越来越突出。

有隐形就有反隐形，随着对隐形技术的不断了解，各个国家同时也在不断寻求反隐形的技术。

虽然隐形飞机的材料和形状十分巧妙，但是还是不可避免地在雷达上会留下一点痕迹。

而且，隐形飞机为了隐形，牺牲了另外的一些技术性能，比如F-117A
这种先进的战机的速度就远远低于普通的战机，而且飞行高度甚至在肉眼观察范围之内，这样地面发现成为了这种隐形战机的敌人，而且已经有通过地面火炮成功击落F-117A的战例。

目前，隐形飞机从最早的美国20世纪60 年代的TR-1型飞机，发展到20世纪90年代的F-117“夜鹰”隐形战斗机、F-22型先进战术战斗机和A-12“复仇者”海军舰载隐形攻击机等，隐形和反隐形的不断较量将使未来飞机的结构设计和性能进一步优化。

隐形技术是一种综合的高技术,它包括飞机和导弹的外形、动力装置、材料、涂层和燃料等方面都具有隐形特性,以达到不被敌方的雷达和红外探测器发现和捕获的目的。

本文仅介绍涂层技术之一—能防止被雷达探侧导电表面的吸波涂层技术。

1.涂层结构概述为了防止在反射体(如导电表面)入射高的无线电微波技术之一,是在被防护表面增加一层高损耗介电材料,这种能吸收入射无线电微波辐射涂层的截面结构如下图所示。

导电表面1复上一复合层2,该层由分散在不导电的粘结体3的导电纤维4(以前用导电薄片)所组成.这种导电纤维最好是铝,亦可以采用其他导体,如铜、铁、钢、钦、坡莫合金或石墨。

纤维应切成入/2长,即探测雷达工作时,雷达频率波长的一半。

该雷达波长可按下式计算; 入f一C式中f 为雷达频率;C为光速。

典型的雷达波长为5厘米.每根纤维的典型直径t为10微米。

预先将纤维4切成所要求的长度,并沿着纤维长表面薄薄浸涂一层高介电、低损耗材料,如未加填料的纯环氧树脂或清漆5。

然后,将纤维4不规则分散在含有陶瓷、白土或石墨填料的树脂材料牢固基体3中。

材料3具有高损耗正切并能够吸收大量的电磁能。

自从歼-20首次试飞被曝光以来，中国的新一代战机便成为全世界关注的焦点。

人们首先发现，不仅歼-20炫酷的外形让人眼前一亮，而且其机身一改以往颜色，变成了灰黑色。

这几乎可以确定，中国新一代战机为隐形飞机。

国内外分析家普遍认为，这说明中国歼-20成为继美国的F-22、俄罗斯的T-50之后的又一个隐形战机家族成员，说明中国已跻身第四代隐形飞机行列
雷达吸波涂料是目前吸波涂料的主要应用种类。

雷达吸波涂料就是对雷达波具有低反射的涂料。

其作用方式有两种：一是涂料吸收雷达波，转换为热能；二是当涂层厚度等于雷达波长的1／4时，通过谐振作用减少雷达波的反射。

目前，应用于飞机的雷达吸波涂料比较多，如铁氧体吸波涂料，其价格低廉，吸波能力强，应用广泛；羰基铁吸波涂料吸收能力强，应用方便，但面密度大；陶瓷吸波涂料密度低，吸波性能好；放射性同位素吸波涂料，涂层薄且轻，具有吸收频带宽、耐用性好、能承受高速空气动力等优点；导电高分子吸波涂料涂层薄且易维护，吸收频带宽。

近年来，纳米吸波涂料成为吸波涂料新的亮点，其机械性能好，面密度低，是高效的宽频带吸波涂料，可以覆盖电磁波、微波和红外，并能增强腐蚀防护能力，耐候性好，涂装性能优异。

另外手征吸波涂料是近几年来吸波涂料领域研究的热点，与一般吸波涂料相比，具有吸波频率高、吸收频带宽的优点，并可以通过调节旋波参量来改善吸波特性，在提高吸波性能、扩展吸波带方面具有很大潜能。

红外吸波涂料是指用于减弱武器系统红外特征的信号以达到隐形技术要求
的特殊功能涂料。

红外吸波涂料的主体树脂是单组分橡胶树脂，其与过氯乙烯涂料、环氧铁红底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。

可见光吸波涂料又称视频隐形技术，可以弥补雷达隐形和红外隐形的不足。

它针对人的目视、照相、摄像等观测手段，通过降低飞机目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征，达到降低目标被发现的概率。

据坊间猜测，中国的歼-20可能部分采用了等离子吸波涂料。

等离子体吸波涂料是将放射性物质涂覆在目标上，使目标表面附近的局部空间电离，形成等离子体来吸收电磁波的能量。

早在20世纪60年代，前苏联就开始了等离子体吸收电磁波性能的研究。

20世纪80年代初开始了等离子体的实验，重点研究等离子体在高空超声速飞行器上的潜在应用。

此技术最大的特点就是不用改变装备的结构，只需利用等离子体发生器就可以实现隐身目的，且隐身效果非常好。

有意思的是，以上内容基本上是CCIN记者通过各种资料“恶补”来的。

虽然吸波涂料也是涂料的一种，但当CCIN记者就此按常规采访国内涂料企业时，大部分被访者对此一无所知。

显然，吸波涂料是涂料家庭中最神秘的成员，它本身就隐形了。

大国竞相开发且硕果累累
正是这个涂料家庭中的神秘成员，代表了一个国家政治、经济、军事的实力。

美、英、俄、法等军事强国无一不投入巨资加大吸波涂料的开发力度，其中美国始终居于前列。

从20世纪50年代起，美国开展了较为系统的飞机隐形技术的研究，经过20多年的发展，20世纪70年代开始研制隐形飞机，80年代装备部队并投入使用。

美国研制的最早一款真正意义上的隐形战斗机F-117，机身表面包覆了红外与微波隐形材料，其对不同波段的电磁波有强烈的吸收能力，可以逃避雷达的监视。

其后的B2轰炸机，据说机身覆盖了一层极其复杂的机身蒙皮，由300多种环氧树脂和填充材料组成。

现在正在服役的F-22和F-35战斗机的隐形材料则主要来自吸波涂料。

据欧洲复合材料机构消息，美国已经研究出新型耐高温吸波涂料。

近年来，纳米材料作为新一代隐形材料成为各国新宠。

据报道，法国也已经研制出一种宽频隐形涂层，是由黏合剂和纳米级微填充材料构成。

据业内人士介绍，其实，国外吸波涂料的发展起初并不是用在飞机上，而是用在舰艇和陆地武器装备上。

比如美国早期研制过一种防辐射涂料布，是用橡胶和塑料填充导电的鳞片状铝粉、铜粉或铁磁材料制成。

这些早期材料主要通过增加厚度来提高吸波性能，一般较重，所以用于舰船和陆地武器装备。

美国花费
巨资研制的纳米雷达波吸波涂料技术，可使坦克获得涂层薄、吸收率高、吸收波带宽的隐形涂层。

它采用金属、铁氧体等纳米微粒与聚合物形成的复合涂层，能吸收和衰减电磁波和声波，达到电磁隐形和声隐形，有很高的军事价值。