激光與紅外隱身技術(shù)的發(fā)展＊

(東北電子技術(shù)研究所 錦州 121000)

1 引言

隱身技術(shù)是指減小目標(biāo)的各種可探測特征,使敵方探測設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)或使其探測能力降低的綜合性技術(shù)。隱身技術(shù)可分為光學(xué)隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)、激光隱身技術(shù)、雷達(dá)隱身技術(shù)等。本文就激光隱身、紅外隱身、兼容性、發(fā)展動(dòng)向、發(fā)展分析等,作進(jìn)一步的研究和探討[1]。

2 激光隱身

激光作為一種主動(dòng)探測信號(hào)有許多優(yōu)點(diǎn),它具有亮度高、方向性好、單色性好、相干性好等優(yōu)點(diǎn)。作為雷達(dá)使用時(shí),與普通微波雷達(dá)相比,它又具有分辨力高、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)勢[2]。

1)激光隱身的原理主要是基于激光測距機(jī)的測距方程。由脈沖激光測距機(jī)的測距方程可知,對于漫反射大目標(biāo),激光測距機(jī)的最大測程與目標(biāo)反射率的二分之一次方成正比;對于漫反射小目標(biāo),激光測距機(jī)的最大測程與目標(biāo)反射率的四分之一次方成正比。因此,要實(shí)現(xiàn)激光隱身,消弱激光測距機(jī)的測距能力縮短其最大測程,必須降低目標(biāo)對激光的反射率。當(dāng)前,利用激光隱身除了要對抗各種軍用激光測距機(jī)以外,最主要的是要對抗激光制導(dǎo)武器,主要是半主動(dòng)激光制導(dǎo)武器,包括激光半主動(dòng)制導(dǎo)導(dǎo)彈、激光半主動(dòng)制導(dǎo)炸彈和激光半主動(dòng)制導(dǎo)炮彈等,目標(biāo)實(shí)施激光隱身以后可使目標(biāo)指示器照射到目標(biāo)上的激光產(chǎn)生弱的回波,不能被彈上的激光接收器所接收,從而不能實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的攻擊。除了激光半主動(dòng)制導(dǎo)武器以外,激光隱身還要對抗的就是激光成像雷達(dá),這時(shí)激光隱身的目的將是使目標(biāo)的激光反射特性與背景一致,但目前還未考慮這種情況。通常使用的激光隱身技術(shù)手段主要有兩種：隱身外形技術(shù)和隱身材料技術(shù)。其中隱身外形技術(shù)主要是設(shè)計(jì)和改變目標(biāo)的幾何外形,使目標(biāo)的激光散射截面盡量減小;隱身材料技術(shù)則主要是設(shè)計(jì)和采用對激光低反射率的材料。而在諸多的隱身材料中,涂料隱身以其施工方便、成本低廉、性能優(yōu)越等特點(diǎn)而一直是隱身技術(shù)的研究重點(diǎn)。

2)激光隱身涂料。目前,常用激光探測器的探測頻率主要集中在1.06μ m和10.6μ m兩個(gè)頻段。在此頻段激光隱身涂料具有高的摩爾吸收率,其化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能等綜合性能優(yōu)良,所以其應(yīng)用范圍很廣。然而,值得注意的是,對某種探測、制導(dǎo)手段具有單一隱身作用的材料,也可能對另一探測、制導(dǎo)手段毫無作用,甚至反而具有“顯形”作用。激光隱身涂料應(yīng)用還必須要考慮的一點(diǎn)是和其他隱身技術(shù)兼容的問題,如激光隱身涂料與可見光、紅外以及雷達(dá)波隱身技術(shù)的兼容問題,需要通過復(fù)合技術(shù)將不同波段的吸波劑及低紅外發(fā)射材料有效耦合在一起,將其做成涂料等,以實(shí)現(xiàn)對多種探測手段的復(fù)合隱身。

3 紅外隱身

紅外隱身技術(shù),就是利用屏蔽、低發(fā)射率涂料、熱抑制等措施,降低或改變目標(biāo)的紅外輻射特征,即降低目標(biāo)的紅外輻射強(qiáng)度與特性,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的低可探測性。這可通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用紅外物理原理來衰減、吸收目標(biāo)的紅外輻射能量,使紅外探測設(shè)備難以探測到目標(biāo)。例如,抑制飛行器紅外輻射的方法主要有以下三個(gè)方面[3]：

1)要改變飛行器本身的紅外輻射特征,即改變本身的紅外輻射波段,使飛行器輻射波段處于紅外探測裝置的探測頻段之外,使其失效以達(dá)到隱身目的。

2)模擬背景的紅外輻射特征,使飛行器與背景的紅外輻射分布狀態(tài)相協(xié)調(diào),成為整個(gè)背景紅外輻射圖像的一部分。或采用紅外輻射變形技術(shù),通過改變飛行器各部分紅外輻射的相對值和相對位置,來改變飛行器易被紅外成像系統(tǒng)所識(shí)別的特定紅外圖象特征,從而使敵方難以識(shí)別。

3)降低飛行器紅外輻射強(qiáng)度,即降低其與背景的熱對比度。其主要是通過降低輻射體的溫度和采用有效涂料來降低飛機(jī)的輻射功率,使敵方紅外探測器接收不到足夠的能量,減少被發(fā)現(xiàn)、識(shí)別和跟蹤的概率。

目前,飛行器采用的紅外隱身技術(shù)主要有：在飛機(jī)表面涂覆紅外涂料,在涂料中加隔熱和抗紅外輻射成份,以抑制飛機(jī)表面溫度和抗紅外輻射。采用閉合回路冷卻系統(tǒng),這是在隱身飛機(jī)上普遍采用的措施。它能把座艙和機(jī)載電子設(shè)備等產(chǎn)生的熱傳給燃油,以減少飛機(jī)的紅外輻射。此外,還可采用局部冷卻或隔熱的方法來降低蒙皮溫度,或采用蒙皮溫度預(yù)熱燃油的方法,如美國SR-71高空偵察機(jī),在馬赫數(shù)大于3時(shí),其壁面溫度高達(dá)300多度,通過鈦合金表而對內(nèi)部燃油進(jìn)行預(yù)熱并通過機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻,從而降低了飛機(jī)蒙皮溫度。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)的尾噴管和排氣尾焰是紅外探測器的主要紅外源,因此要減小發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管或排氣口的紅外輻射。目前已采用或正在研究的措施有以下幾種：采用散熱量小的發(fā)動(dòng)機(jī)和紅外特征小的結(jié)構(gòu)布局。現(xiàn)代隱身飛行器大多采用無加力后燃室的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),相對于渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)具有噪音小、排氣溫度低、尾焰紅外輻射強(qiáng)度低、節(jié)約能耗等優(yōu)點(diǎn)。在燃燒室設(shè)計(jì)上要不斷完善燃燒技術(shù),采用高效節(jié)能燃燒室(如分級(jí)燃燒室、旋流燃燒室和變幾何燃燒室等)、采用燃燒充分、霧化良好的氣動(dòng)噴嘴或蒸發(fā)式噴嘴。采用金屬石棉夾層材料以及鋁塑紙等各種隔熱材料對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行隔熱。采用全長加力筒體隔熱屏及延長發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管并采用熱保護(hù)層、或者發(fā)動(dòng)機(jī)深埋入機(jī)腹內(nèi)等等,如美國B-2隱身轟炸機(jī)采用50%～60%的降溫隔熱復(fù)合材料,F-117則采用了超過30%的新型降溫隔熱復(fù)合材料。采用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣出口遮蔽法,如纖維增強(qiáng)的碳/硼復(fù)合材料或陶瓷復(fù)合材料噴口,噴口安放在機(jī)體上方或噴管向上彎曲,用機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙遮蔽紅外輻射,或用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口周圍的環(huán)形罩遮蔽紅外輻射;在噴口附近安裝排氣擋板或紅外吸收裝置,或使飛機(jī)采用大角度傾斜的尾翼遮擋紅外輻射等。

4 兼容性

目前,可見光、紅外、雷達(dá)、激光波段兼容,并且均能達(dá)到良好隱身性能的多功能材料是研究的重點(diǎn),紅外與激光復(fù)合隱身中紅外隱身需要低發(fā)射率的材料,激光隱身需要低反射率的材料[4]。

1)激光隱身涂料與可見光隱身的兼容。可見光一般指波長為0.4～0.78μ m的光線,可見光隱身涂料也稱為迷彩涂料,它的作用是使目標(biāo)與背景的顏色協(xié)調(diào)一致,使敵方難以辨識(shí),故選用適當(dāng)?shù)拿圆暑伭线M(jìn)行配色是可見光隱身涂料的關(guān)鍵。激光隱身涂料主要是以降低激光反射率為目標(biāo),其對光的作用范圍和可見光隱身涂料不同,因此需要對激光隱身涂料進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渖幚?以使得其同時(shí)實(shí)現(xiàn)可見光隱身的兼容。

2)激光隱身與雷達(dá)波隱身的兼容。雷達(dá)波長范圍很寬,從100MHz～3000GHz都是雷達(dá)波的范疇,其中2～18GHz的雷達(dá)應(yīng)用比較廣泛,然而由于30～300GHz的毫米波雷達(dá)在大氣中存在幾個(gè)損耗較小的“窗口(35GHz、94GHz、140GHz、220GHz)”,所以其在軍事上的應(yīng)用正越來越受到重視。雷達(dá)波隱身技術(shù)主要有兩個(gè)方面,一是外形技術(shù),二是雷達(dá)隱身材料,目標(biāo)通過合理的外觀設(shè)計(jì),并應(yīng)用雷達(dá)波隱身材料便可達(dá)到目標(biāo)對雷達(dá)波隱身的目的。就雷達(dá)波隱身涂料來說,其目的就是降低目標(biāo)表面的雷達(dá)波反射率。激光隱身涂料的目的是降低目標(biāo)在1.06μ m以及10.6μ m處的反射率,因此激光隱身涂料與雷達(dá)波隱身涂料并不矛盾。可采用多頻段吸收劑應(yīng)用于涂料中解決,其難點(diǎn)在于尋求具有寬頻帶吸收的涂料用吸收劑,如能制得寬頻帶吸收劑,激光隱身與雷達(dá)隱身的問題就可迎刃而解。對于近紅外激光隱身涂料,可利用近紅外激光隱身涂料對毫米波的透明性,將激光隱身涂料涂敷到毫米波隱身涂層表面,制備毫米波與激光復(fù)合隱身涂層。

3)激光隱身與紅外隱身的兼容。紅外探測指的是利用波長在3～15μ m的紅外輻射特征進(jìn)行探測的方法,考慮到大氣層對紅外線的吸收,紅外探測器的實(shí)際工作波段為3～5μ m和8～14μ m,其熱成像技術(shù)在軍事領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。隨著紅外偵察、探測、制導(dǎo)和熱成像處理技術(shù)的發(fā)展,反紅外探測隱身技術(shù)也越來越重要,它是通過抑制目標(biāo)的紅外輻射,或改變目標(biāo)的熱形狀,從而達(dá)到目標(biāo)與背景的紅外輻射不可區(qū)分的一門技術(shù)。

激光/紅外隱身涂層在1.06μ m和10.6μ m具有極低的反射率,而在其他紅外波段則具有盡可能高的反射率。

5 發(fā)展動(dòng)向

1)美國一家公司研制出廉價(jià)的隱身涂料。美國《防務(wù)新聞》1998年4月12日報(bào)道：這種新型涂料是在國防高級(jí)研究計(jì)劃局資助下,由光學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)公司研制的,可顯著降低坦克、裝甲車、導(dǎo)彈乃至士兵被雷達(dá)和紅外、激光探測器發(fā)現(xiàn)的可能性。例如,坦克用上這種涂料,激光制導(dǎo)的反坦克武器很難擊中它。美國三軍已與這家公司簽訂供貨合同,國防部把這項(xiàng)技術(shù)列為機(jī)密,禁止出口[5]。

2)新隱身涂料簡化B-2的維護(hù)。美國《航空與航天技術(shù)周刊》2000年9月12日報(bào)道：美國空軍已研制和試飛了一種新型磁性雷達(dá)波吸收材料(RAM),可大大降低B-2轟炸機(jī)隱身表面的維護(hù)量,飛行評(píng)價(jià)工作正在加州愛德華空軍基地進(jìn)行。這種新的代用高頻材料(AHFM)是噴涂在B-2飛機(jī)某些面板上的一種永久性涂料。經(jīng)過AHFM處理的大多數(shù)面板是在B-2機(jī)身下部和接近前后緣的地方。這種噴涂上的RAM消除了接頭和緊固件,目的是減低飛機(jī)的雷達(dá)可見特性。現(xiàn)在技術(shù)人員可以很容易地拆下緊固件和蒙皮壁板,接近飛機(jī)內(nèi)部的系統(tǒng)。新材料將這些系統(tǒng)的維護(hù)時(shí)間從數(shù)小時(shí)減少到幾分鐘[6]。

3)法國披露隱身坦克。英國《簡氏防務(wù)周刊》2002年3月27日報(bào)道：幾年前,法國Giat公司曾以法軍AMX-30主戰(zhàn)坦克(MBT)為基礎(chǔ)開發(fā)并制造出了隱身原型樣車。最近,法國武器裝備總署(DGA)已向Giat公司授予另一項(xiàng)合同,開發(fā)研制“勒克萊爾”(Leclerc)主戰(zhàn)坦克的隱身型,并將對其進(jìn)行全面測試[7]。

已制造出的隱身原型樣車AMX-30的車身涂有特別設(shè)計(jì)的雷達(dá)波吸收材料(RAM),炮塔和底盤在形狀設(shè)計(jì)上也力求將雷達(dá)信號(hào)反射降至最低。例如,其側(cè)面裝甲皆向內(nèi)傾斜,車身側(cè)面特制裙體的較底部分也帶有附加遮掩物,用以覆蓋車輪。炮塔設(shè)計(jì)向外側(cè)傾斜,為105毫米口徑炮設(shè)計(jì)和安裝了特別的表面保護(hù)物。

隱身設(shè)計(jì)旨在減少炮臺(tái)產(chǎn)生的紅外和雷達(dá)信號(hào)。在戰(zhàn)場環(huán)境下,即使使用在8～12微米波段工作的熱能裝置、雷達(dá)以及毫米波裝置,都很難探測到此種隱身型的坦克。另外,為減少M(fèi)BT的熱能信號(hào),設(shè)計(jì)時(shí)在其外部RAM及內(nèi)部夾層中都注入了冷空氣。與非隱身MBT不同的是隱身型MBT的炮塔及外殼都沒有外部堆裝物。

Giat公司還為法國陸軍的AMX-10RC 6×6裝甲車設(shè)計(jì)了紅外隱身裝置,并正在研制一種新型的主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。

4)EADS加強(qiáng)隱身技術(shù)研究。英國《簡氏防務(wù)周刊》2005年10月12日報(bào)道：為研制新一代大型隱身無人機(jī)/無人作戰(zhàn)飛機(jī)(UAV/UCAV),歐洲航空防務(wù)與空間集團(tuán)(EADS)將從11月開始在德國建立一座新的大型專用微波暗室[8]。

該暗室被稱為RaSigma 4(RaSigma表示“radar signature management”,雷達(dá)信號(hào)控制),位于德國不萊梅市北部的萊姆韋德區(qū),也是德國萊茵金屬防務(wù)電子公司的原址。RaSigma 4將是EADS在德國的第4座雷達(dá)隱身研究設(shè)施。此前的RaSigma 1、RaSigma 2也是微波暗室,RaSigma 3則是露天的隱身測試試驗(yàn)場。

RaSigma 4是專為EADS第2代隱身無人機(jī)的研制而建立的。EADS目前正對一種高度保密的“梭魚”(Barrakuda)隱身無人機(jī)進(jìn)行測試,并稱RaSigma 4是“梭魚”之后無人機(jī)開發(fā)計(jì)劃的一部分。據(jù)稱這些后繼無人機(jī)的任務(wù)設(shè)想包括偵察與偵察/攻擊,將要求具備可與有人機(jī)媲美的性能和續(xù)航能力。因此,它需要采用更大的發(fā)動(dòng)機(jī),容納更多的燃油和搭載各種載荷,這將使它比第一代的驗(yàn)證機(jī)大許多。

EADS聲稱,這些無人機(jī)的雷達(dá)截面積(RCS)將比目前的航空飛行器降低1個(gè)數(shù)量級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。若以美國F/A-22戰(zhàn)斗機(jī)作為參照,其RCS應(yīng)達(dá)到0.001～0.01m2。為達(dá)到這一目標(biāo)需要開發(fā)新的仿真技術(shù)和測試手段,而建立RaSigma 4就是這些工作的一部分。

RaSigma 4的測量支柱可容納尺寸達(dá)12×12m2、重2250kg的測試物,而EADS聲稱其承重能力最終將提高到5000kg。該暗室的尺寸為48×31×15m3,室內(nèi)的雷達(dá)天線的安裝高度為1～13m,工作頻段0.5～100GHz。盡管RaSigma 1/2的測試頻段范圍與RaSigma 4相同,但僅能容納尺寸5×5m2的測試物。RaSigma 4還將具備高分辨率三維雷達(dá)成像能力。

除了縮減RCS,EADS還投資研究其他信號(hào)特征控制技術(shù)。它宣稱正在研究從航空器發(fā)射可調(diào)制的光學(xué)和紅外信號(hào)來實(shí)現(xiàn)光學(xué)和紅外隱身,但拒絕透露任何技術(shù)細(xì)節(jié)。

EADS已大力開展了對“狂風(fēng)”(Tornado)戰(zhàn)斗機(jī)和未來A400M戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)等在內(nèi)的全機(jī)RCS測量與減縮研究。這些飛機(jī)都沒有采用隱身設(shè)計(jì)。EADS稱,若它們的全機(jī)RCS得以減縮,將呈指數(shù)級(jí)降低對其機(jī)載自防御電子戰(zhàn)系統(tǒng)的尺寸和能力要求。該公司已為德國空軍的“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗轟炸機(jī)開發(fā)了一套經(jīng)濟(jì)有效的RCS減縮組件,這是該機(jī)“防御輔助子系統(tǒng)”(DASS)升級(jí)工作的一部分。

EADS還新開發(fā)了一套用于制造大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的真空輔助成形(VAP)系統(tǒng),無需在熱壓罐中進(jìn)行固化。它可以生產(chǎn)具有多層雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)的部件,其效果遠(yuǎn)好于現(xiàn)有的任何雷達(dá)吸波材料。

EADS還將其在隱身方面的專門技術(shù)用于航空之外的領(lǐng)域。例如,它為德國U214常規(guī)潛艇制造了低可探測電子支援桅桿和通氣管。

5)蘇霍伊開始第二架PAK FA飛機(jī)的飛行試驗(yàn)計(jì)劃。俄羅斯《蘇霍伊公司》網(wǎng)站2011年3月3日報(bào)道：3月3日,俄羅斯第二架試驗(yàn)型第五代戰(zhàn)斗機(jī)(PAK FA)在阿穆爾共青城完成首飛。飛機(jī)由俄羅斯聯(lián)邦試飛員謝爾蓋-博格旦駕駛。飛機(jī)在空中飛行了44分鐘,在阿穆爾共青城航空工廠的機(jī)場上完成了著陸。飛機(jī)成功完成了各項(xiàng)飛行任務(wù)。在飛行的過程中通過了飛機(jī)穩(wěn)定性檢驗(yàn)和動(dòng)力系統(tǒng)工作評(píng)估。飛機(jī)在擬定的飛行計(jì)劃所有階段都較好地展示了自身的性能[9]。

PAK FA項(xiàng)目的試驗(yàn)與批準(zhǔn)的計(jì)劃完全相符。當(dāng)前初步的地面和飛行試驗(yàn)工作已經(jīng)完成,所有三架試驗(yàn)樣機(jī)都進(jìn)行了臺(tái)架強(qiáng)度試驗(yàn)、燃油系統(tǒng)的地面調(diào)試和其他工作。PAK FA于2010年1月29日在阿穆爾共青城首飛,3月底完成樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)收。4月份,第一架飛行樣機(jī)和設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試綜合地面臺(tái)被送到蘇霍伊公司在莫斯科州茹科夫斯基城的飛行試驗(yàn)基地。在完成一定量的系統(tǒng)、部件地面調(diào)試之后,4月29日又開始根據(jù)預(yù)先計(jì)劃飛行。第一架飛行樣機(jī)完成了36次飛行。

與上一代戰(zhàn)斗機(jī)相比,PAK FA有很多獨(dú)一無二的特點(diǎn),結(jié)合了攻擊機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)的功能。第五代飛機(jī)安裝了新型航空電子系統(tǒng),有源相控陣?yán)走_(dá),大大降低了飛行員操作負(fù)荷,使其更專注地完成戰(zhàn)術(shù)任務(wù)。飛機(jī)的機(jī)載設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)與地面控制系統(tǒng)和航空編隊(duì)的實(shí)施數(shù)據(jù)交換。復(fù)合材料和創(chuàng)新工藝的應(yīng)用、飛機(jī)的氣動(dòng)布局、發(fā)動(dòng)機(jī)隱身措施等都降低了飛機(jī)的雷達(dá)散射面積,確保了光學(xué)隱身和紅外隱身。這大大提升了飛機(jī)全天候空中和地面作戰(zhàn)的效能。

6 發(fā)展分析

激光與紅外隱身技術(shù)的發(fā)展趨勢：寬頻化、新型化、低維化、智能化、復(fù)合化[10]。

1)寬頻化。目前的反雷達(dá)探測隱身技術(shù)主要是針對厘米波段雷達(dá),覆蓋的頻率段有限。例如,諧振型吸波材料只能吸收一種或幾種頻率的雷達(dá)波,介電型吸波材料與磁性吸波材料主要覆蓋范圍大致分別在厘米波段的低端和高端。而近年來隨著先進(jìn)紅外/紫外探測器,米波段雷達(dá),毫米波段雷達(dá)等新型先進(jìn)探測器的相繼問世,以及隨之而來的裝備部隊(duì)使用,給原有的隱身手段提出了新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這就要求隱身材料具備寬頻帶吸波特性,即用同一種隱身材料對抗多種波段的電磁波源的探測。

2)新型化。開發(fā)新型隱形材料：一是研制開發(fā)手性材料(chiralmaterial)。手性是指一種物體與其鏡像不存在幾何對稱性且不能通過任何操作使物體與鏡像相重合的現(xiàn)象。研究表明,具有手性特性的材料,能夠減少入射電磁波的反射并能吸收電磁波。用于微波波段的手性材料都是人造的。目前研究的雷達(dá)吸波型手性材料,是在基體材料中摻雜手性結(jié)構(gòu)物質(zhì)形成的手性復(fù)合材料。二是納米隱形材料。近幾年來,對納米材料的研究不斷深入,證明納米材料具有極好的吸波特性,因而引起研究人員的極大興趣。目前,美、法、德、日、俄等國家把納米材料作為新一代隱身材料進(jìn)行探索和研究。三是導(dǎo)電高聚物材料。這種材料是近幾年才發(fā)展起來的,由于其結(jié)構(gòu)多樣化、高度低和獨(dú)特的物理、化學(xué)特性,因而引起科學(xué)界的廣泛重視。將導(dǎo)電高聚物與無機(jī)磁損耗物質(zhì)或超微粒子復(fù)合,可望發(fā)展成為一種新型的輕質(zhì)寬頻帶微波吸收材料。四是多晶鐵纖維吸收劑。歐洲伽瑪(GAMMA)公司研制出一種新型的雷達(dá)吸波涂層,系采用多晶鐵纖維作為吸收劑。這是一種輕質(zhì)的磁性雷達(dá)吸收劑,可在很寬的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)高吸收效果,且重量減輕40%～60%,克服了大多數(shù)磁性吸收劑所存在的過重的缺點(diǎn)。

3)低維化。人們?yōu)樘剿餍碌奈諜C(jī)理和進(jìn)一步提高吸波性能,已經(jīng)日益重視研究納米顆粒、纖維、薄膜等低維材料。研究對象集中在磁性納米粒子、納米纖維、顆粒膜與多層膜等方面,這些低維材料具有吸收頻帶寬、兼容性好、吸收率高、比重輕等多方面優(yōu)點(diǎn),是隱身材料發(fā)展中極具潛力的一個(gè)方向。

4)智能化。所謂智能型材料是指具有感知功能、信息處理功能、自我指令并能對信號(hào)作出最佳響應(yīng)功能的材料與結(jié)構(gòu)。目前在航空航天領(lǐng)域內(nèi),這種材料正得到越來越廣泛的應(yīng)用,如現(xiàn)在正處于實(shí)驗(yàn)室研究階段的飛行器自適應(yīng)蒙皮技術(shù),就要求蒙皮材料對氣流的流態(tài)做出響應(yīng),以自身形變調(diào)整與氣流接觸面的形狀,達(dá)到最適應(yīng)當(dāng)前氣流流態(tài)的效果。此類的材料的潛在價(jià)值不可估量,其已經(jīng)成為材料科學(xué)研究中一個(gè)主要方向。

5)復(fù)合化。目前,隱形技術(shù)正向著綜合運(yùn)用、權(quán)衡隱形性能和其他性能、擴(kuò)展頻率范圍和應(yīng)用范圍、降低成本等方向發(fā)展。根據(jù)目前吸波材料的發(fā)展?fàn)顩r,一種類型的材料很難滿足日益提高的隱身技術(shù)所提出的“薄、輕、寬、強(qiáng)”的綜合要求,因此需要將多種吸波材料進(jìn)行多種形式的復(fù)合來獲得最佳隱身效果,如鐵磁性Mn-Zn、Ni-Zn鐵氧體與鐵電性BaTiO3復(fù)合,能夠極大地提高吸波性能;也可以采用有機(jī)-無機(jī)納米材料復(fù)合技術(shù),這種方法能很方便地調(diào)節(jié)復(fù)合物的電磁參數(shù)以達(dá)到阻抗匹配的要求,而且可以大大減輕質(zhì)量,可望成為今后吸波材料研究與發(fā)展的重點(diǎn)方向。

7 結(jié)語

隨著光電探測技術(shù)的迅速發(fā)展,武裝目標(biāo)將不得不同時(shí)面對激光測距與制導(dǎo)以及紅外、雷達(dá)、可見光成像的探測與制導(dǎo)的威脅,單一的激光、紅外、雷達(dá)、可見光隱身材料都已很難起到真正的對抗作用。因此,研制和開發(fā)紅外、雷達(dá)與激光復(fù)合隱身技術(shù),使隱身涂料向新型化、多頻譜、寬頻帶方向發(fā)展,達(dá)到保護(hù)自身目標(biāo)的安全[11]。

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[2]錢海霞,熊惟皓.納米復(fù)合隱身材料的研究進(jìn)展[J].宇航材料工藝,2002(2)：8～10

[3]韋第升,王小群,杜善義.復(fù)合材料在紅外隱身技術(shù)中的應(yīng)用[J].2009(12)：2462～2468

[4]徐杰.艦船隱身技術(shù)[J].艦船電子工程,2010,30(6)：6～8

[5]美國一家公司研制出廉價(jià)的隱身涂料[N].每日防務(wù)快訊,1998-04-29

[6]新隱身涂料簡化B-2的維護(hù)[N].每日防務(wù)快訊,2000-09-22

[7]法國披露隱身坦克[N].每日防務(wù)快訊,2002-04-24

[8]EADS加強(qiáng)隱身技術(shù)研究[N].每日防務(wù)快訊,2005-10-21

[9]蘇霍伊開始第二架PAK FA飛機(jī)的飛行試驗(yàn)計(jì)劃[N].每日防務(wù)快訊,2011-03-09

[10]張維俊.艦船隱身面臨的挑戰(zhàn)及技術(shù)發(fā)展展望[J].中國艦船研究,2007(6)：46～49

[11]林惠祖.艦船隱身技術(shù)及艦船等離子體隱身技術(shù)淺談[J].船艇,2006(8)：22～25