自從殲-20于2月11日首次試飛被曝光以來,中國的新一代戰機便成為全世界關注的焦點。與此同時,由于中國殲-20成為繼美國的F-22、俄羅斯的T- 50之后的又一個隱形戰機家族成員,隱形涂料也成為大家津津樂道的話題。而媒體也不斷抓住新聞熱點:大陸臺灣兩岸隱形戰機涂料研制均獲進展、韓媒稱朝鮮研制出吸波涂料等相關新聞也一再成點擊的焦點。
揭秘隱身涂料
隱形涂料是涂料家族的神秘一員。
這里所說的隱形并不是科幻作品中的“隱身”,而是軍事術語中指控制目標的可觀測性或控制目標特征信號的技巧和技術的結合。目標特征信號是描述某種武器系統易被探測的一組特征,包括電磁(主要是雷達)、紅外、可見光、聲、煙霧和尾跡等6種特征信號。因為據統計,空戰中飛機損失80~90%的原因是由于飛機被觀測。降低平臺特征信號,就降低了被探測、識別、跟蹤的概率,因而可以提高生存能力。降低平臺特征信號不僅僅是為了對付雷達探測,還包括降低被其它探測裝置發現的可能性。隱身是通過增加敵人探測、跟蹤、制導、控制和預測平臺或武器在空間位置的難度,大幅度降低敵人獲取信息的準確性和完整性,降低敵人成功地運用各種武器進行作戰的機會和能力,以達到提高己方生存能力而采取的各種措施。
隱形涂料是用于飛機、軍艦、坦克等裝備外表,做反雷達探測及防止電磁波泄漏或干擾的一種材料,隱身材料與隱身設計有機結合,形成一門新技術,即隱身技術。隱身技術要求隱光、隱電、隱磁、隱聲、隱紅外,是一門綜合技術。
隱身涂料分類
隱身涂料按其功能可分為雷達隱身涂料、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:較寬溫度的化學穩定性;較好的頻帶特性;面密度小,重量輕;粘結強度高,耐一定的溫度和不同環境變化。
雷達隱身涂料就要最大限度消除被雷達勘測到的可能性,雷達隱身技術的研究主要集中在結構設計和吸波材料兩個方面。目前,應用于飛機吸波涂料比較多,如鐵氧體吸波涂料價格低廉;羰基鐵吸波涂料吸收能力強,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、能承受高速空氣動力等優點,是飛機用理想的吸波涂料;導電高分子吸波涂料涂層薄且易維護等。還有成為隱身涂料新亮點的納米吸波涂料,以覆蓋電磁波、微波和紅外,并能增強腐蝕防護能力,耐候性好,涂裝性能優異。
紅外隱身涂料工藝簡單,施工方便,堅固耐用,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紅外特征的信號已達到隱身技術要求的特殊功能涂料,其主要針對紅外熱像儀的偵查,旨在降低飛機在紅外波段的亮度,掩飾或變形裝備在紅外熱像儀中的形狀,降低其被發現和識別的概率。紅外隱身涂料的主體樹脂是單組分橡膠樹脂,其與過氯乙烯涂料、環氧鐵紅底漆、聚氨酯涂料具有良好的配套性。
可見光隱身涂料又稱視頻隱身技術,彌補了雷達隱身和紅外隱身的不足,它針對人的目視、照相、攝像等觀測手段而采取的隱身技術,其目的是降低飛機本身的目標特征,較少目標與背景之間的亮度、色度和運動的對比特征,達到對目標視覺信號的控制,以降低可見光探測系統發現目標的概率。可見光隱身涂料通常采用迷彩的方法使飛機隱身,如保護迷彩、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,使目標得以遮蔽并與背景相融合,是固定目標和運動目標停留時最主要手段,而迷彩涂料是這種技術應用的重要組成。總而言之,可見光隱身涂料應用廣泛,使用方便、經濟,是飛機隱身涂料發展中比較成熟的技術。
許多隱身涂料往往只對一種電磁波起作用,而對其它波段毫無反應。隨著先進探測設備的相繼問世,這種單波段隱身涂料存在很大的局限性,兼容性好的多波段電磁波隱身涂料將具有廣闊的發展空間,如雷達/可見光/紅外多功能隱身涂料將得到廣泛的研究和應用。
隱身涂料的發展
隱身涂料的應用可以有效的降低飛機、軍艦等武器被雷達發現的概率,縮短被發現的距離;提高武器裝備的突防能力和生存能力,是國際上競相爭奪的一個制高點。所以,隱身涂料的發展不僅標志著一個國家科學領域的進步,而且關系到國防力量的鞏固,在現階段和未來都會有很大的發展空間。
據了解,現在隱身涂料中,雷達和紅外隱身技術是隱身領域中研究的重點。傳統的隱身涂料往往以特定的波段為對象,有些兼顧型隱身涂料則往往犧牲主要隱身方向的優越性能,或降低裝備的戰斗能力。而納米材料與有機涂料結合后,有如下特點:機械性能如粘結性、耐磨性等大大提高,可以減少其他助劑及填料的使用;高效的寬頻帶吸波性能可以覆蓋電磁波、微波、紅外等波段;能夠增強基體的防腐蝕能力;耐候性好;涂裝性能優良,施工性大為改善。
隨著科學研究的不斷深入,新的隱身涂料將不斷問世。由于高度的軍事敏感性和技術保密性,使得隱身涂料的發展與應用處于迷霧中,同時,各種反隱身技術和手段正在積極發展之中。隱身和反隱身技術的競爭必將成為新世紀軍事斗爭的亮點。