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中国即将量产的超材料有啥用?可让雷达对歼20失效

中国即将量产的超材料有啥用?可让雷达对歼20失效
2018年03月13日 08:39 新浪军事
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所谓超材料生产线所谓超材料生产线

  近日,媒体报道深圳正在建设全球第一条超材料的生产线,并称已经诞生了涉及到隐身、阻燃、抗结冰等多种超材料。超材料本身没有严格精确的定义,往往用来指代一些性能和特点与以往常规材料、传统理论出现巨大差异的新型材料。

  这类材料其实每年都会大量的出现,但是水很深,到底是什么情况不到大规模实际应用都难以定论。由于没有更详细的信息,因此这个超材料具体超到什么样是无法得知的。

歼20歼20

  但是就隐身来说,超材料这个方向确实是未来隐身能力实现大幅度进步的重要环节;因此我们可以脱开国内这个超材料本身,谈谈歼20理想的隐身材料是什么样的。

  在现阶段,战机的隐身性能主要是通过三个方面的能力综合实现的:

低可截获功能是隐身战机雷达的核心低可截获功能是隐身战机雷达的核心

  一:主动信号控制。战机对外发射的信号必须被难以发现,比如F22雷达采用的低可侦测模式,雷达波只以满足探测需求的最低功率发射,而且会尽量伪装成噪声信号;比如相互之间通信的数据链,采用非常窄的波束定向发射。F117由于设计年代太早,雷达都不能装就是因为这个。

  二:外形反射控制。这一点最容易理解,F22、B2、F35、歼20这些飞机,外观特征与传统战斗机轰炸机风格迥异,就是为了避免形成直角相交等各种强反射的外形特征,让照射的雷达波反射尽可能弱、而且反射向低威胁的方向。

F117F117

  三:吸波材料。雷达波照射到吸波材料上以后,会像微波炉加热食物一样,电磁波的能量被吸波材料吸收转变成热能。有些时候吸波材料要配合透波材料使用,因为飞机某些部位的物理外形,不能同时满足气动和隐身的需要,这时候就需要使用透波材料的辅助,在隐身外形的基础上做出气动外形的形状。

  而现在的吸波材料,主要在三个方面依然有待于改善:

  第一是高效率的吸波角度范围很有限。多数材料一旦雷达波的入射角度在30度左右或者更低,基本上就完全失去吸波效果,电磁波在材料上会形成光柱照镜子那样的镜面反射效果。

  第二是吸收电磁波的波段比较狭窄,往往只能针对一个特定的波段才有最好的效果。比如针对战斗机火控雷达的波段进行优化,往往就要一定程度上牺牲吸收波长更长的预警机雷达波的能力,隐身效果就会出现下降。

B2隐身涂层维护B2隐身涂层维护

  第三是笨重(好的效果往往需要较大厚度),而且耐受雨滴撞击、蒙皮反复变形的能力不佳,易于开裂剥落。这是B2等设计较早的隐身飞机维护难、维护贵的核心原因。

  就理论上说,人们期待的隐身涂料,是轻巧、附着牢固,能在极大角度范围以内,高效吸收各种波段电磁波的新型材料;这将使隐身飞机的战术使用限制得到极大的解放——强反射的角度范围更少、而且反射强度更低,雷达更难以发现。

现阶段反隐身雷达全都靠吹现阶段反隐身雷达全都靠吹

  比如一直被吹的非常厉害的长波雷达——实际上这类雷达探测精度差而且探测结果并不可靠,只能作为预警提示使用。它们被认为有反隐身潜力的原因,就是其波长与战斗机尺寸相近,能形成谐振而大大强化反射特征。同时战斗机的吸波涂料,往往对于这个波长的雷达波吸收能力很差。

  而在理想的吸波材料涂覆以后,包括这种类型在内的各种所谓反隐身雷达,都会因为雷达波在极大角度范围内被极高效率吸收而丧失作战能力——这并不直接违背已知的物理规律,因此理论上讲是完全可能的,只是我们仍然没有找到正确的途径、拥有足够的能力去将其实现。

  而深圳这个超材料生产线,到底是什么情况,还是有待于未来的见证吧。(作者署名:候知健)

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