隐身飞机的神秘外衣——隐身涂料

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隐身涂料是固定涂覆在武器系统结构上的隐身材料，按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。隐身涂层要求具有较宽温度的化学稳定性；较好的频带特性；面密度小，重量轻；粘结强度高，耐一定的温度和不同环境变化。

由于雷达侦察是目前世界上用得最多、最有效的侦察手段之一，因此雷达隐身技术自然也就成为一种最重要的隐身技术，国内外有关部门都进行了大量的研究。在雷达隐身与反隐身对抗中，为了防止漏掉最危险的“目标”，必须对每个识别的可信度和威胁级进行综合考虑，因为这涉及到干扰对象的确定和干扰资源的分配，所以只能给出每个识别的可信度和威胁级，才能不贻误战机。而雷达隐身涂料就要最大限度消除被雷达勘测到的可能性，雷达隐身技术的研究主要集中在结构设计和吸波材料两个方面。目前，应用于飞机吸波涂料比较多，如铁氧体吸波涂料价格低廉，吸收能力强，应用广泛；羰基铁吸波涂料为磁损耗型吸波材料，吸收能力强，应用方便，但面密度大；陶瓷吸波涂料，密度较低，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，是飞机用理想的吸波涂料；导电高分子吸波涂料涂层薄且易维护，吸收频带宽，是一个较新的研究领域。近年来，纳米吸波涂料成为隐身涂料新的亮点，它是一种极具发展前景的涂料。其一般由无机纳米材料与有机高分子材料复合，通过精细控制无机纳米粒子均匀分散在高聚物基体中，以制备性能更加优异的新型涂料。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。基于以上优点，各国竞相在此领域投入人力、物力开发研制。

红外隐身涂料是指用于减弱武器系统红外特征的信号已达到隐身技术要求的特殊功能涂料，其主要针对红外热像仪的侦查，旨在降低飞机在红外波段的亮度，掩饰或变形装备在红外热像仪中的形状，降低其被发现和识别的概率。实现红外隐身最有效的途径是控制目标的表面温度，尽量减小目标与背景的偏差。用于热红外隐身的材料应具有符合要求的热红外发射率或较强的控温能力；具有合理的表面结构；具有较低的太阳能吸收率；能与其它频段的隐身涂料兼容。红外隐身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。

红外隐身涂料工艺简单，施工方便，坚固耐用，成本低廉，是目前隐身涂料中最重要的品种。

可见光隐身涂料又称视频隐身技术，弥补了雷达隐身和红外隐身的不足，它针对人的目视、照相、摄像等观测手段而采取的隐身技术，其目的是降低飞机本身的目标特征，较少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征，达到对目标视觉信号的控制，以降低可见光探测系统发现目标的概率。它要求目标的反射率尽可能与周围环境的反射率一致，因此，可见光隐身涂料通常采用迷彩的方法使飞机隐身，如保护迷彩、仿造迷彩、变形迷彩。保护迷彩适合于单色背景上的固定目标和小型目标；仿造迷彩用于多色背景上的相对固定的目标；变形迷彩用于多色背景上的活动目标。另一种可见光隐身是伪装遮障，遮障可模拟背景的电磁波辐射特性，使目标得以遮蔽并与背景相融合，是固定目标和运动目标停留时最主要手段，而迷彩涂料是这种技术应用的重要组成。总而言之，可见光隐身涂料应用广泛，使用方便、经济，是飞机隐身涂料发展中比较成熟的技术。

多波段、多功能兼容隐身涂料的研制具有广阔的应用前景，必须采用新型的吸波材料并改进传统的吸波材料，如铁氧体、羰基铁等。国内外进行了卓有成效的新材料的探索，目前有望成为研究热点的吸波材料主要是纳米吸波材料。多波段、多功能兼容隐身涂料能同时吸收和衰减电磁波和声波，减少反射和散射，从而达到电磁隐身和声隐身的作用。自20世纪90年代初以来，纳米材料和纳米技术的兴起和发展，给隐身涂料带来了突破性进展，已成为当前隐身技术领域研究的热点之一。

纳米材料具有极好的吸波特性，同时具有兼容好、质量小和厚度薄等特点，由它制成的涂料在很宽的频带范围内可以降低探测器的探测距离，同时也有可见光、红外和声隐身作用。因此，一些西方国家都在加速发展纳米隐身涂料，把纳米隐身涂料作为新型隐身手段进行研究和探索。经过几十年的发展，隐身涂料已不仅仅用于飞航等飞行器上，几个主要工业化国家和军事强国已开始将隐身涂料技术应用于各种技术装备上。

美国在隐身技术基础理论和实际应用研究方面始终居于前列。其f-117a机身表面包覆了红外与微波隐身材料，这种隐身材料中含有多种超微粒子特别是纳米粒子，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。美国花费巨资研制的纳米雷达波吸波涂料技术，可以使每辆坦克花5000多美元，就可获得涂层薄、吸收率高、吸收波带宽的隐身涂层，它采用金属、铁氧体等纳米微粒与聚合物形成的复合涂层和采用多层结构的复合涂层，能吸收和衰减电磁波和声波，达到电磁隐身和声隐身，有很高的军事价值。法国研制成功的一种宽频纳米隐身涂料，由粘合剂和纳米级微填充材料（含、ni合金和i纳米颗粒）构成。这种涂层具有超薄电磁吸收夹层结构，有很好的微波磁导率和红外辐射率，吸波涂层在50～50ghz频率范围内有良好的吸波性能。

我国纳米科技研究始于20世纪80年代末，目前的研究主要集中在纳米材料的合成和制备、扫描探针显微学、分子电子学以及极少数纳米技术的应用方面。国内一些研究机构，在隐身方面取得了一定的突破，在某些方面达到了较高水平。由于科研条件的限制，我国与一些工业发达国家仍然存在很大差距。纵观国内外纳米隐身涂料的应用研究，可以认为纳米科技的发展程度及纳米材料的制备技术制约和影响着纳米隐身涂料在军事上的应用，随着纳米科技的快速发展，纳米材料将为纳米隐身涂料提供更坚实的物质基础，促使纳米隐身涂料向更高层次发展。目前，一些发达国家已实现纳米隐身涂料在装备上的应用，国内一些企业和研究机构利用纳米技术在民用涂料的生产和研制方面取得了可喜的进展，其研制和开发思路对我国纳米隐身涂料的发展有很大的参考价值。

从国内外隐身技术发展的现状看，“薄、宽、轻、强”是隐身技术的发展方向。因此，研制和发展宽频带兼容性好、成本低廉、多功能的纳米隐身涂料是必然趋势。首先，军事侦察的斗争越来越需要性能更好的隐身材料；其次，纳米科技的发展为纳米隐身涂料提供了技术基础与物质储备，这两种因素将促使纳米隐身涂料向更高的水平发展。随着各国对隐身技术的日益重视，对纳米隐身涂料的研究将更加深入，各种军事装备大量应用纳米隐身涂料必然成为可能。随着科学研究的不断深入，新的隐身涂料将不断问世。由于高度的军事敏感性和技术保密性，使得隐身涂料的发展与应用处于迷雾中，同时，各种反隐身技术和手段正在积极发展之中。隐身和反隐身技术的竞争必将成为新世纪军事斗争的亮点。

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