隱身材料是降低被探測(cè)率,提高自身生存率,實(shí)現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎(chǔ),是隱身技術(shù)的重要組成部分。針對(duì)不同的探測(cè)波頻譜,隱身材料可分為聲、雷達(dá)、紅外、可見光、激光隱身材料。按材料成型工藝和承載能力,可分為隱身涂層材料和隱身結(jié)構(gòu)材料。

隱身材料隱身涂料按其功能可分為雷達(dá)隱身涂料、紅外隱身涂料、可見光隱身涂料、激光隱身涂料、聲納隱身涂料和多功能隱身涂料。隱身涂層要求具有:較寬溫度的化學(xué)穩(wěn)定性;較好的頻帶特性;面密度小,重量輕;粘結(jié)強(qiáng)度高,耐一定的溫度和不同環(huán)境變化。 (一)雷達(dá)隱身涂料 雷達(dá)隱身材料是指能夠吸收衰減入射的電磁波,并通過(guò)吸收劑的介電振蕩、渦流以及磁致伸縮,將電磁能轉(zhuǎn)化成熱能而耗散掉或使電磁波因干擾而消失的一類材料。 雷達(dá)隱身涂料就要最大限度消除被雷達(dá)勘測(cè)到的可能性,雷達(dá)隱身技術(shù)的研究主要集中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和吸波材料兩個(gè)方面。目前,應(yīng)用于飛機(jī)吸波涂料比較多,如鐵氧體吸波涂料價(jià)格低廉;羰基鐵吸波涂料吸收能力強(qiáng),但面密度大;陶瓷吸波涂料密度較低;放射性同位素吸波涂料涂層薄且輕、能承受高速空氣動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn),是飛機(jī)用理想的吸波涂料;導(dǎo)電高分子吸波涂料涂層薄且易維護(hù)等。還有成為隱身涂料新亮點(diǎn)的納米吸波涂料,以覆蓋電磁波、微波和紅外,并能增強(qiáng)腐蝕防護(hù)能力,耐候性好,涂裝性能優(yōu)異。 (二)紅外隱身涂料 紅外隱身的目的是降低或改變目標(biāo)的紅外輻射特征從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的低可探測(cè)性。通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用紅外物理原理來(lái)衰減、吸收目標(biāo)的紅外輻射能量,可使紅外探測(cè)設(shè)備難以探測(cè)到目標(biāo)。 材料的紅外輻射特性決定于材料的溫度和發(fā)射率。紅外隱身材料也可相應(yīng)分為兩類:控制發(fā)射率的材料和控制溫度的材料。 紅外隱身涂層具有低發(fā)射率,高反射率,在紅外線輻射頻段才有良好的隱身效果。 紅外隱身涂料的構(gòu)成一般由填料和黏結(jié)劑兩部分組成。目前用于熱紅外隱身涂料配方中的填料大致分為如下幾類:金屬填料、著色填料、半導(dǎo)體填料等。 黏結(jié)劑分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類,其中以有機(jī)黏結(jié)劑種類最多,目前可用于紅外隱身涂層的黏結(jié)劑有氯化聚苯乙烯、丁基橡膠等。從發(fā)展趨勢(shì)看,實(shí)用性能較大的是以聚乙烯為基本結(jié)構(gòu)的改型聚合物。 紅外隱身涂料工藝簡(jiǎn)單,施工方便,堅(jiān)固耐用,成本低廉,是目前隱身涂料中最重要的品種。它是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號(hào)已達(dá)到隱身技術(shù)要求的特殊功能涂料,其主要針對(duì)紅外熱像儀的偵查,旨在降低飛機(jī)在紅外波段的亮度,掩飾或變形裝備在紅外熱像儀中的形狀,降低其被發(fā)現(xiàn)和識(shí)別的概率。紅外隱身涂料的主體樹脂是單組分橡膠樹脂,其與過(guò)氯乙烯涂料、環(huán)氧鐵紅底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。 (三)激光隱身涂料 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái),隱身技術(shù)特別是雷達(dá)和紅外隱身技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平。如美國(guó)研制開發(fā)的低可探測(cè)飛機(jī)(Low ObservableAircraft)F-117隱身攻擊機(jī),B-2隱身轟炸機(jī)在雷達(dá)隱身和紅外隱身方面已經(jīng)做得非常好了。 但是隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展,激光技術(shù)在武器裝備等方面的應(yīng)用日益增多。激光隱身過(guò)程與雷達(dá)隱身過(guò)程相類似,主要是降低目標(biāo)表面的反射系數(shù),減小激光探測(cè)器的回波功率,降低激光探測(cè)器的性能,使敵方不能或難以進(jìn)行激光探測(cè),以達(dá)到激光隱身的目的。 從微觀能量上看,物質(zhì)對(duì)激光的吸收過(guò)程是物質(zhì)與電磁波的作用過(guò)程,在此過(guò)程中,光子的能量轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能、勢(shì)能,或分子(原子)的振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能。實(shí)現(xiàn)激光隱身技術(shù)的途徑主要有外形技術(shù)和材料技術(shù),其中外形技術(shù)是通過(guò)目標(biāo)的非常規(guī)外形設(shè)計(jì)降低其雷達(dá)散射截面(LRCS);而材料技術(shù)是采用能吸收激光的材料或在表面上涂覆吸波涂層使其對(duì)激光的吸收率大,反射率小,以達(dá)到隱身的目的。因?yàn)橥庑卧O(shè)計(jì)只能散射30%左右的雷達(dá)波,且很難找到LRCS與氣動(dòng)力學(xué)俱佳的外形,因此要徹底解決隱身問(wèn)題,還是要靠隱身材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。 激光隱身材料主要包括激光吸收材料、導(dǎo)光材料、透射材料三大類型。其中透射材料是讓激光透過(guò)目標(biāo)表面而無(wú)反射。從原理上,透光材料后應(yīng)有激光光束終止介質(zhì),否則仍有反射或散射激光存在。導(dǎo)光材料是使入射到目標(biāo)表面的激光能夠通過(guò)某些渠道傳輸?shù)狡渌较蛉ィ詼p少直接反射回波。這兩種隱身功能材料作為激光隱身材料,實(shí)現(xiàn)難度較大。 隨著多波段探測(cè)和制導(dǎo)技術(shù)的不斷發(fā)展,隱身技術(shù)對(duì)涂料的要求除了紅外與雷達(dá)外,還應(yīng)包括涂料的可見光性、激光波吸收性能等。因此,探索新技術(shù)、新方法、積極開展新的隱身機(jī)理和新型多功能隱身材料的研究,特別是新型涂敷行多功能、多頻譜兼容的隱身材料是新的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 (四)可見光隱身涂料 可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術(shù),彌補(bǔ)了雷達(dá)隱身和紅外隱身的不足,它針對(duì)人的目視、照相、攝像等觀測(cè)手段而采取的隱身技術(shù),其目的是降低飛機(jī)本身的目標(biāo)特征,減少目標(biāo)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動(dòng)的對(duì)比特征,達(dá)到對(duì)目標(biāo)視覺信號(hào)的控制,以降低可見光探測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。 可見光隱身涂料通常采用迷彩的方法使飛機(jī)隱身,如保護(hù)迷彩、仿造迷彩、變形迷彩。一種可見光隱身是偽裝遮障,遮障可模擬背景的電磁波輻射特性,使目標(biāo)得以遮蔽并與背景相融合,是固定目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)停留時(shí)最主要手段,而迷彩涂料是這種技術(shù)應(yīng)用的重要組成??偠灾?,可見光隱身涂料應(yīng)用廣泛,使用方便、經(jīng)濟(jì),是飛機(jī)隱身涂料發(fā)展中比較成熟的技術(shù)。
