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隐身技术与新型吸波材料

2016-11-17 来源:[db:来源] 浏览:
  隐身技术已广泛应用于发达国家的武器系统中,并已作为军事领域中首要的高技术被列为“竞争战略”的基本要素。近年来,国外在研究并改进传统吸波涂料(如铁氧体、羰基铁等)的同时,进行了卓有成效的新材料研制。 
  有前途的新型吸波涂料 
  纳米吸波材料 纳米材料对电磁波的透射率及吸收率比微米粉要大得多。纳米材料具有极好的吸彼特性,同时具备宽频带、兼容性好、质量小和厚度簿等特点,美国、俄罗斯、法国、德国、日本等国家都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。目前世界军事发达国家正在研究覆盖厘米波、毫米波、红外、可见光等波段的纳米复合材料。 
  多晶铁纤维隐身涂料 20世纪80年代中后期,美国和日本等国家大力开展多晶铁纤维吸波涂料的研究。研究表明,这种涂料具有吸收频带宽、密度小、吸收性能好等优点。 
  据称,该涂料已用在法国战略导弹与再入式飞行器上。美国3M公司研制的吸波涂料中使用了直径为0.26μm,长度为6.5μm的多晶铁纤维。多晶羰基铁纤维吸收材料已获得应用,且耐腐蚀多晶羰基铁纤维吸收涂料已在F/A-18E/F和A/F-117X飞机上使用。 
  导电高聚物吸波涂料 研究具有微波电、磁损耗性能的高聚物越来越引起世界各国的重视。目前,美国Hunstvills公司研制出一种苯胺与氰酸盐晶须的混合物透明吸波涂料。这种涂料的特点是吸收材料在涂层内分布均匀,不必增加厚度来提高吸波的频带宽度,特别适合对老飞机的隐身改装。此外,这种吸波涂层透明,适用于座舱盖、导弹透明窗口及夜视红外装置电磁窗口的隐身,减少雷达回波。 
  耐高温吸波材料 通常,飞行器和武器某些特殊部位如头锥、发动机进气道和喷嘴等部位需要耐高温、耐高速热气流的冲击,为满足这些特殊部位的隐身要求,目前国内外正在积极开发耐高温吸波材料。 
  近几年,国外先后开发了一系列陶瓷纤维,主要有碳化硅纤维、三氧化二铝纤维、四氮三硅和棚硅酸铝纤维,其中发展最快的是碳化硅纤维。 
  据报道,美国用陶瓷基复合材料制成的吸波材料和吸波结构,加到F-117隐身飞机的尾喷管后,可以承受1093℃的高温。法国Alcole公司采用由玻璃纤维、碳纤维和芳酰胺纤维组成的陶瓷复合纤维制造出无人驾驶隐身飞机。 
  碳-碳材料也是优良的耐高温吸波材料,且具有优良的吸波性能,能减少红外和雷达波信号。用碳-碳材料制造发动机进气道,可以吸收进入进气道的雷达波。 
  可见光、红外及雷达兼容隐身涂料 随着先进红外探测器、米波雷达、毫米波雷达、激光雷达等先进探测设备的相继问世,隐身材料正朝着能够兼容米波、厘米波、毫米波、红外、激光等多波段电磁波隐身的多频谱方向发展。 
  国外先进的多功能隐身材料在可见光、近红外、远红外、8mm和3mm五波段一体化方面已取得较大进展。 
  材料和武器统一化发展方向 
  手征吸波涂料 手征吸波涂料是近年来开发的新型吸波材料,是由基体和掺入其中一种或多种不同特征参数的手征媒质构成。美国、法国和俄罗斯非常重视手征材料研究,在微观机理研究方面已取得较大进展,并通过实验证实了旋波特性。目前实验室内已能制出面积为0.1μm2、厚0.005mm的薄膜样品,薄膜厚度均匀,目前正在尝试制造面积更大的薄膜。 
  智能吸波材料与结构 智能吸波材料与结构是20世纪80年代发展起来并备受重视的新型高技术材料,能感知和分析从不同方位到达飞行器表面的各种主动式探测信号,瞬时调节该表面的电磁波与光学特性,以获得隐身效果。美国空军最近提出将不同导电率的多层薄膜连结在一起,获得在功能上与分层介质吸波涂层类似的蒙皮结构,并将各种机载电子装置、传感器等嵌入蒙皮内以取代传统的雷达天线,从而构成智能蒙皮。这样飞机表层不仅能承受载荷和维持外形,而且具有通讯、隐身、电子对抗、火控、飞控等功能,部分或全部替代原来离散的电子设备,增加功能,减轻质量,提高生存能力。 
  航天武器系统新技术 
  等离子体隐身技术 等离子体隐身技术是将隐身技术应用于航天武器系统中的新型技术之一。俄罗斯20世纪90年代中期开始研究等离子体减阻技术。通过在飞机机体周围布设等离子发生器,飞行中释放出等离子体不仅能使飞机减小阻力30%以上,而且能起到显著的隐身作用。90年代末期该项技术完成实验,目前正在加紧发展第三代等离子发生器系统。 
  等离子体的隐身效果随雷达波波长的增加而增加,而涂层隐身材料的隐身效果随波长的增加而降低。这种隐身技术不仅解决了吸波涂层厚度和质量方面的局限性,具有吸波频带宽、吸收率高、使用简单和时间长等优点,而且能满足高反射局部需求,尤其适用于导弹的隐身。
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