隐身技能是当代武器装备发展中涌现的一项高新技能,是当现代界三大军事尖端技能之一,是一门跨学科 的综合技能,涉及空气动力学、材料科学、光学、电子学等多种学科。
天下军事强国已把隐身技能提升到与电 子信息战术同等地位来发展。
隐身技能又称为“低可探测技能”,是指通过弱化呈现目标存在的雷达、红外、声波和光学等旗子暗记特色,最 大限度地降落探测系统创造和识别目标能力的技能。

1.2 侦察手段愈发丰富,精确打击威胁巨大

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现有的侦察手段加倍丰富,从运用处景可以分为天基侦察、空基侦察、海基侦察和陆基侦察。

以常见的陆基侦察为例,其手段不仅有传统的各式雷达,还有将热成像、传感器、监视器等组成运用的各 式侦察手段。

综合全面的侦察手段让军队主要的武器装备、军事举动步伐和高等职员无处遁形,从而对沙场的场合排场形成了巨 大的威胁。
如此次俄乌战役中,虽然俄军拥有绝对的军事上风,但乌方却凭借美国声援的军事侦察手段多次对 俄方高等将领完成了“斩首行动”,对俄军士气和计策战术布局造成了严重打击。
除了侦察外,具有探测定位能力的精确打击技能构成的威胁也对主要的军事举动步伐和武器装备构成了巨大的 威胁,详细可分为两类,一类是精确制导导弹,另一类是末敏弹。
精确制导反坦克导弹均具有红外探测的能力,而美国的“陶氏”系列导弹乃至除了红外还配备毫米雷达波 探测的能力,威胁程度大大增加。

末敏弹全称为末端敏感弹药,是一种能够在弹道末端探测出目标的存在,并且让其战斗部指向目标,在接 触后引爆,这种弹药虽然装药量不大,可打击的正好是装甲车辆最为薄弱的顶部,以是很随意马虎就会被击穿,末 敏弹既可以用火炮发射,也能够作为火箭弹的战斗部,乃至由飞机来播撒,打击的范围非常广,因此,这种弹 药被称为装甲集群的噩梦,且非常难以防御。

精确打击技能可以准确地打击敌方主要目标,而防空系统的全面覆盖和完备拦截险些是不可能的,对战局 的旁边起到了巨大的影响。
这次俄乌战役刚打响时,俄罗斯导弹部队短韶光内瘫痪了乌空军力量。
通过摧毁防 空火力、精准摧毁机场等军事举动步伐,较短韶光中,乌克兰便损失了以空军编队对俄军进行高空打击的足够能力。
面对现有的侦察手段和精确打击技能,全天下尤其是军事强国对隐身技能加倍重视,从而希望在潜在的战 争中得到压倒性的上风。

1.3 详细运用:F-22 采取多项隐身技能,多种材料并举

1997 年,天下第一架进入服役的五代战斗机 F-22 进行了首飞,吸引了全天下的目光。
一样平常来说,第五代 战斗机应具备以下能力:超隐身能力、超机动能力、超音速巡航能力和超信息上风。
在当代空战中超视距作战 成为常态,而雷达与红外讯号探测是侦测飞机位置的最可靠方法。
那么减弱我方战机的雷达与红外旗子暗记强度便 成为了飞机设计中提高隐形能力的最关键和最主要的成分。

二、形状隐身技能:隐身首选手段,隐死后果最优

2.1 分类:先于常规隐身类型,整机隐身的根本

形状设计的目的是降落目标的旗子暗记的特色,紧张包括雷达特色旗子暗记、红外特色旗子暗记及可见光特色旗子暗记。
外 形隐身每每是武器装备最先考虑的成分,它贡献了最大的隐身性能,也因此旧式武器装备每每不会采取隐身涂 层来增加隐身性能,由于没有经由隐身设计的形状,仅通过隐身材料的效果很差。

2.2 雷达形状隐身设计:逐渐取代气动设计,主要性凸显

2.2.1 定义

在降落目标雷达特色旗子暗记中,利用形状隐身是最有效的。
在新式武器系统的研究过程中,首先是利用形状 隐身技能,然后才是依赖雷达吸波材料技能。
形状隐身具有运用范围广、效果显著及对高频雷达适用性更强的 优点,但也会对其他性能如翱翔器的气念头能、构造受力以及其他方向的雷达散热产生不利影响。
因此须要综 合考虑。

2.2.2 发展

投军器系统的隐身技能自 1917 年产生时,当时紧张以雷达吸波材料和电子对抗系统为主,直到 20 世纪 60 年年代,美国洛克希德公司研制出 SR-71“黑鸟”计策侦察机,才开始考虑从形状设计结合雷达吸波材料的综 合隐身技能。
20 世纪 70 年代初期,美国开始有操持地进行形状隐身设计的研究,如罗克韦尔公司研制的 B-1 型计策轰炸机。
而到了 20 世纪 80 年代,随着隐身需求的大大增加,电子工程师已逐渐取代航空工程师对翱翔 器形状进行设计,个中最著名的便是洛克希德公司设计的 F-117A 隐身战斗机。

2.2.3 常用技能

采取雷达形状隐身设计一样平常遵照以下几个原则: (1)避免涌现任何与边缘、棱角、尖端、缺口等垂直相交的接面,以肃清产生角反射器效应。
(2)避免涌现较大平面,用边缘衍射代替镜面反射,以肃清镜面反射光面。
(3)缩小翱翔储存,以减小雷达波的反射截面。
(4)合理设计发动机进、排气系统,采取平齐入口。
(5)肃清外露突出部分,使机身形成平滑过渡的曲线形体。

2.3 红外形状隐身设计:隐蔽高温源,重点针对尾部

2.3.1 定义

红外形状隐身设计是指通过目标的形状设计来遮蔽红外辐射或改变红外辐射的传输过程。

2.3.2 常用技能

(1)通过改进机身的形状以减少机体与空气的摩擦,可降落机壳的温度从而减弱机体的红外辐射。
(2)对翱翔器的尾部进行合理设计,用机身、尾翼或其他挡板遮挡尾喷管,可使尾喷管的红外辐射方向改 变,从而使红外探测器难以探测到翱翔器。
(3)在尾喷口安装鱼鳞门与旁路散热器,在尾喷口的扩散段安装空气冷却导流板。
(4)低空的飞机还可在发动机上部的上表面设盖板,以防止更高高度的红外传感器探测到这些红外辐射特 征。

2.3.3 运用

翱翔器方面,F-15 和 F-22 战斗机便采取了尾翼遮挡喷管,而 F-117A 和 B-2 隐形轰炸机则采取机身遮挡喷 管,YF-23 战斗机则同时采取机身和尾翼遮挡尾喷等。
RAH-66 直升机将两台发动机置在机身两侧,进气道则采 用埋入式放置在机身侧上方,并且利用了菱形的进气道口。
AGM-129 巡航导弹则将进气道口装在弹体中部、弹 翼后下方,尾喷口位于扁平尖楔尾部组件内部。

船舰方面,瑞典“维斯比”轻型护卫舰和德国“梅科”A-200 轻型护卫舰甲板和上部布局采取封闭构造, 去掉烟囱,采取横向运送管系统来代替烟囱用于排放热废气,将废气从舰尾排出至水线上冷却。

车辆方面,装甲车辆温度不高,但面积较大,因此紧张采取减小车体形状尺寸,降落车高和炮塔尺寸来减 小暴露给仇敌的目标面积,缩小被仇敌红外探测器创造的间隔。

三、雷达隐身:军民适用性最广,技能最成熟

3.1 观点:降落雷达反射,民用市场广阔

雷达吸波隐身材料是指能够通过自身的接管浸染,来减少目标雷达散射截面,使其难回收到雷达探测满意 的回波,从而起到隐身浸染的材料。
雷达吸波材料用于军事隐身只占个中较小的比例,其民用市场更加广阔, 可用于改进电磁兼容、RFID 天线抗金属隔离、安全保护等诸多方面,涉及通信、纺织、电力设备等多个行业。
当前雷达系统一样平常是在 1~18GHz 频率范围事情,但新的雷达系统在连续发展,接管体有效事情的带宽还将 扩大。
吸波材料要接管电磁波必须知足两个基本条件: 1.电磁波入射到材料表面时电磁波能最大限度地进入材料内部(匹配特性)。
2.进入材料内部的电磁波能迅速地险些全部衰减掉(衰减特性)。
雷达作为运用最广泛、技能最成熟的探测手段,是对主要军事目标最大的侦测威胁。
同时由于其技能事理, 正常目标只要有形体,均会反射雷达旗子暗记,因此雷达隐身是最主要也是最根本的隐身需求,干系技能丰富且相 对成熟,运用广泛。

3.2 分类:吸波剂+基体,涂层+构造

目前雷达吸波材料紧张由吸波剂与高分子材料(如树脂与橡胶及其改性材料)组成。
个中决定吸波性能优 劣的关键则是所选取的吸波剂的类型及含量。
根据吸波剂的接管事理不同,常日可分为电损耗型和磁损耗型两 大类。
按照吸波剂构造形态,可分为涂层型和构造型两类。
吸波材料可通过三种办法对雷达波进行接管,1 电导损耗、高频介电损耗、磁滞损耗或者将其转变成热能, 使电磁能量衰减。
2 将电磁波能量由一个方向分散到各个方向,从而使其强度锐减。
3 浸染在材料表面的第一电 磁反射波会与进入材料体内的第二电磁反射波发生叠加浸染,致使其相互滋扰,相互抵消。
基于上述三种吸波事理,可以将吸波材料分为三类,即吸波型、衰减型和谐振型。

3.2.1 涂层吸波材料

吸波涂料是把具有特定介电参数的粉末(接管剂)分散在基体(粘结剂)中形成的。
一样平常来说,基体起粘 结、强度和抗环境的浸染,接管剂起电磁损耗浸染。
雷达材料一样平常选择导电高分子材料作为基体,紧张由于导电高分子材料可对 80%电磁波进行反射,20%的 电磁波进行接管,而导电的金属材料则对电磁波进行全部的反射浸染,但由于高分子材料一样平常无法承受高温, 故高温下有时会选择耐高温的无机物。
接管剂选择范围较为广泛,从最早的铁氧体开始发展出了浩瀚适用于不同场景的吸波剂。
一样平常来讲常温领 域下常用材料为铁氧体、羰基铁等材料,而中高温领域则利用碳材料和陶瓷材料较多。
此外还有部分性能精良 的材料可适用于一些分外场合。

3.2.2 构造吸波材料

构造吸波材料是一种多功能增强塑料,既能承载作为构造件,又具有复合股料质轻的优点,同时也能接管 或透过电磁波,从第二次天下大战期间就受到广泛的研究和关注。
由于涂层每每具有吸波性能和重量这两个指 标的抵牾性,因此构造吸波材料目前已成为运用的主流。

3.3 未来发展重点:智能化+纳米吸波剂

3.3.1 智能吸波材料

智能化隐身材料具有局域敏感和相应功能的风雅微构造,能感知和剖析从不同方位角到达翱翔器表面的各 种主动式探测旗子暗记,瞬间调节表面区域的电磁波基本特色参量,以达到更好的隐死后果。
一种有源吸波材料即 基于此事理。
这种材料是由在基体中嵌入半导二极管或其他电磁敏感原件构成的。
在无外部勉励时(即没有雷 达波照射),它们不接管电磁波,而当受到外部勉励时,这些电磁装置自动开关,从而改变材料的接管/反射电 磁波特性)。

3.3.2 纳米吸波剂

纳米吸波剂材料是指材料组分的特色尺寸在纳米量级(1~100nm)的材料。
纳米材料在具备良好的吸波功 能的同时,兼备了宽频带兼容性好、质量轻和厚度薄、力学性能好等特点,英、美等首都将其列入新一代隐身 材料加以研究。
目前用于涂料的纳米颗粒有三类:一是金属氧化物;如 TiO2、ZnO2、Al2O3、Fe2O3 等;二是 纳米金属粉末,如 Al、Tl、Cr、Nd、Mo 等;三是无机盐类,如 CaCO3、层状硅酸盐以及一维的纳米级黏土等。

运用方面,美国研制出的“超黑粉”纳米吸波材料,对雷达波的接管率大于 99%。
法国研制的金属纳米微 屑作添补剂的吸波材料在 50MHz~50GHz 都有良好的吸波性能。
法国科学家研制出的纳米 CoNi 超微吸波材料, 大大超过金属微粉的吸波极限。

四、红外隐身:技能事理独特,隐身需求较大

4.1 事理:温度越高,红外隐身需求越大

统统高于热力学零度的物体都能发出红外辐射,红外辐射的光子能量能够使一些活泼金属产生红外光电效 应。
红外探测系统的事理便是通过上述红外光电效应把红外辐射特色旗子暗记转化为电旗子暗记。
红外探测的方法有两 种: 红外隐身的目的便是降落或改变目标的红外辐射特性,减小红外探测系统对目标的浸染间隔,从而降落目 标被探测的概率。
在实际的红外探测过程中,物体发出的红外辐射通过大气传输才能达到红外探测器。
大气传 输过程中红外辐射会因波长不同而有不同程度的衰减,常日把大气衰减较少的波长区域称为大气窗口。
大气的 红外窗口有以下 3 个波段:短波 1~2μm、中波 3~5μm、长波 8~14μm。
红外辐射在这 3 个波段以外基本上是 不透明的,目前利用的红外探测器大都事情在这 3 个波段内。
因此红外隐身材料也该当浸染在这个波段内。
由于红外辐射的特性,红外探测手段的运用非常广泛且廉价,尤其是高温物体,暴露的风险非常巨大,因 此红外隐身也是险些所有高温武器装备隐身所必须考虑的成分,而红外隐身由于须要考虑高温环境,因此其技 术难度每每大于雷达隐身,温度越高对技能哀求也越高。

4.2 研究进展:运用处景浩瀚,国外起步较早

红外隐身方法可分为隐身材料、隐身烟幕、红外诱饵和热红外隐身网。
由辐射定律可知,温度越高,红外辐射越大,因此飞机、导弹、战舰和坦克均是具有较强红外辐射的目标, 它们的任何部位都可能成为红外辐射源,他们自身的辐射和对环境的反射都可能成为红外辐射源,尤其是发动 机的高温喷气流、机体热部件、气动力加热和对阳光的反射与散射被认为是红外辐射源中的几个紧张方面。
而 红外隐身技能的是指便是抑制和缩减其红外辐射能力。

国外开展红外隐身技能的研究比雷达隐身技能大约要晚 10 多年。
目前,国内外红外隐身技能已经发展到实 用化阶段。
自 1988 年以来,除飞机之外,战舰、坦克、各种武器发射平台,乃至夜战士兵的服装均提出了要用 红外隐身技能来改进和提高其沙场生存能力。
红外隐身技能已从中、近红外波长扩大到超远波长的地低红外辐 射。

美国和前苏联就深入地研究了各种红外抑制技能,如红外辐射遮挡技能、高速气流引射冷却技能、对流气 膜冷却技能、隔热绝缘材料地运用以及减少羽烟中的碳粒、氮化物、未燃尽物地燃烧技能和添加剂等,并且始 终处于领先地位,现已在部分当代武器系统中得到运用。

4.3 运用:武器装备兼容,高温部件必需

4.3.1 飞机红外隐身技能

飞机的热辐射紧张产生于发动机、发动机喷口、排气气流、机体蒙皮等。
实现飞机红外隐身的紧张技能措 施包括:采取红外辐射较弱的涡扇发动机,并通过对发动机进行隔热,防止其热量传给机身;在喷管内部涂低 发射率材料;在燃估中加入添加剂抑制和改变尾焰的红外辐射频段;飞机表面涂红外隐身涂料;开释伪装气溶 胶烟幕;改进形状设计减小机体摩擦以降落蒙皮温度等。

4.3.2 坦克等地面武器的红外隐身技能

坦克的红外辐射紧张来源包括:发动机、烟囱、烟羽、表面辐射和对外界短波辐射的反射等。
紧张通过采 用效率高、热损耗小的发动机减少发热量,改变排气通道位置和形状并进行冷却,发热部位隔热,表面涂低发射率材料和迷彩伪装等方法来实现红外隐身。

4.3.3 舰艇等海上武器装备的红外隐身技能

舰艇的红外辐射源紧张是烟囱管壁,排气烟羽和舰体表面。
对舰艇进行红外辐射抑制的技能手段紧张分 3 中;降温、红外屏蔽和隐身涂料,个中降温是最常用和最有效的策略。
具有履行方法包括:改变烟囱的位置和 形状,对机舱水冷降温、高温表面涂绝热层、舰船表面喷淋海水和涂隐身材料等。

4.4 组成:填料决定性能、黏合剂决定运用

对付红外隐身涂料的研究可分为两方面,即优秀的红外透明胶黏剂和影响发射率的填料。
黏合剂是低发射 率涂层的紧张成膜物质,是涂层的主要组成部分。
低发射率涂层的黏合剂哀求具有较高的红外透过性,无机黏 合剂虽然具有较高的红外透过率,但其物理力学性能和成膜性较差,以是运用较少。
而有机黏合剂有更好的力 学性能和黏结力,以是运用较为广泛,但由于其无法耐高温,由于高温领域每每采取无机粘合剂。

4.4.1 填料

填料是影响低发射率涂层性能的主要成分,对涂层的红外隐身性能起调节浸染。
填料的选择要求在红外波 段接管率低,反射率低,发射率低。
金属填料方面,实际运用以性能优秀、廉价易得的铝粉和铜粉为主。
半导体填料方面,可以通过掺杂其他元素掌握红外发射率,且掺杂改性的半导体由于在微波段具有高接管率,可以用于制备多波段兼容隐身材料。

4.4.2 颜料

颜料是影响涂料隐身性能的基本成分之一,其选用应符合以下哀求:1 在红外波段有较低的发射率或较高 的透射率,其红外接管峰不能在大气窗口。
2 在近红外波段具有较低的接管率;3 能与雷达可见光和近红外等波 段的隐身哀求兼容。
目前颜料可大致分为金属颜料、着色颜料和半导体颜料。

4.5 其他技能:技能分支浩瀚,发展潜力巨大

4.5.1 低发射率薄膜

低发射率薄膜是一类极有潜力的热隐身材料,适用于中远红外波段,这种薄膜的浸染是填补目标与环境的 辐射温差。
最大优点是具有很低的发射率和良好的绝热浸染。
按其构造身分可分为:金属膜、电介质/金属多层复合膜 以及半导体掺杂膜和类金刚石碳膜类。

4.5.2 光子晶体红外隐身材料研究

光子晶体是非常前沿的红外隐身材料,其较宽的禁带是实现相应波段低的发射率,从而降落红外可探测性 的必备条件。
其优点在于易于与其他隐身材料兼容,实现多波段隐身兼容,同时由于其灵巧可调,因此可以作 为自适应红外隐身材料。

4.5.3 控温涂层材料

中空微珠作为隔热材料,由于其密度小、抗压能力强、导热系数低等优点,被广泛运用于隔热涂层。
通过 在红外隐身图层中添加中空微珠,涂层表面的温度有一定程度的降落。

4.5.4 智能隐身材料

智能隐身材料是一种新型隐身材料,是智能材料和隐身材料的有机结合,可分为电致变智能隐身材料和热 致变智能隐身材料。
电致变智能隐身材料是在电场或电流的浸染下,材料组分发生化学变革,进而影响材料的 红外发射率。
热致变材料通过感应目标的表面温度变革改变红外发射率。

4.5.5 生物仿生隐身材料

生物仿生红外隐身材料是基于生物的微不雅观构造特性、变色事理或者电磁波反射特点进行合成、制备的新型 红外隐身材料,如利用聚氨酯和片状铜粉仿生珍珠层构造。

五、可见光隐身技能:技能发展最早,智能化成为主流

5.1 简介:探测手段浩瀚,迷彩隐身为主流

随着科学技能的发展,光电探测技能和探测手段以及其他各种反伪装技能已经发展到了相称高的水平,目 前国外坦克、车辆、光学成像卫星和侦察飞机上安装的探测器材,如潜望镜、瞄准镜、多光谱摄影机、高分辨 率电视摄像机和微光夜视仪等,均能在 0.38~0.75um 的可见光波段内对地面进行侦察与探测。
为此国外加快了 可见光隐身技能的研究步伐,并取得了较大进展。
要实现可见光伪装,必须肃清目标与背景的颜色差别,只要伪装目标的颜色与背景色彩折衷同等,就能实 现伪装,这便是可见光伪装的事理。
可见光伪装采取的方法紧张是迷彩伪装,可分为保护迷彩、变形迷彩和仿造迷彩等。
个中保护迷彩属于单 一迷彩,适用于背景、色调比较单一的地区,当前运用最多的可见光伪装方法是变形迷彩和仿造迷彩。
可见光隐身便是无法被肉眼或事理和肉眼相似的设备如相机侦察到,最为靠近我们传统意义上的“隐身”, 因此其需求非常广泛,但由于现有技能条件无法做到真正的“消逝”,因此完备实现可见光隐身最为困难,只能 通过传统的迷彩或者更为前辈的智能可变迷彩使得其在一定间隔下难以创造。

5.2 发展状况:发展最早,潜力巨大

只管可见光隐身在各种隐身技能中发展最早,许多技能已经比较成熟,但可见光隐身仍有大的发展潜力。
如美国采取雷达隐身技能的 F-117A 战斗轰炸机,夜战时能避开敌方雷达的探测,但在白天,这种以天空为背景 的玄色翱翔物却逃不过肉眼或光学设备的不雅观察。
传统的可见光隐身便是通过减少目标的可视形状、涂覆伪装迷 彩和覆盖伪装网等手段,只管即便降落目标与背景之间的亮度和色度等可视比拟特色。
但仅在目标静止或者运动较 慢的情形下才能表现出较好的隐死后果。
为了战胜上述缺陷,军事专家积极研究能根据战地环境改变亮度、色 度的智能隐身材料,目前已经取得初步成果的有热致变材料、光致变材料和电致变材料。

隐身迷彩涂料一样平常由成膜物质、颜料、溶剂和助剂组成。
成膜物质决定迷彩是否能够牢牢粘住,早期一样平常选用醇酸树脂、丙烯酸树脂。
随着技能的发展,目前较多 选用聚氨酯树脂或丙烯酸聚氨酯稠浊树脂。
迷彩图案斑块的颜色和形状大小是影响隐死后果的关键。
须要根据场景和装备种类选择不用的颜色。
接管剂(染料)又称可见光接管染料,是近年来染料化学领域中研究得较多的功能染料之一。
隐身涂料最具代表性的是美国的耐化学毒剂渗透的聚氨酯伪装涂料。
这种涂料在碰着化学毒剂污染时易于 洗濯,尤其是改用三色迷彩和大斑点后在远近间隔上都有较好的伪装效果。

5.3 伪装遮罩:利用便捷,家当成熟度较高

伪装遮罩是一种设置在目标附近或外加在目标之一得防探测器材,紧张包括各种伪装网和伪装覆盖物等, 通过采取不同的伪装技能分别对抗可见光、近红外、中远红外和雷达波段地侦察与探测。
最具有代表性地伪装遮障是瑞典的热伪装网系统和美国的超轻型伪装网。

5.4 智能隐身材料:当前发展方向,逐渐成为主流

可见光“智能”隐身材料是一种具有“变色龙”特性的材料系统。
因此在坦克、装甲车、飞机等武器装备 上涂覆或掺杂智能隐身材料,其表面在光、电、热刺激下变色和改变亮度,使目标融入背景中,提高装备的隐 身和机动性能。

5.4.1 光致变隐身材料

光致变色材料在一定波长和强度的光浸染下,分子构造发生改变,引起材料对光接管峰的变革,终极导致 颜色改变,达到隐身的目的。
目前,美国、法国、日本等首都有此方面的研究成果。
如美国 2007 年研制成功的 的一种智能变色涂层,并申请了专利保护。
全体涂层由内到外分别为自修复层、视觉显示层、新型材料层、人 工智能网络层、传感组分层、能源层和抗堕落层。
当抗堕落层感想熏染到来自外界的毁坏或足够大的颜色或亮度改 变,传感组合曾可以将得到的旗子暗记数据传输给人工智能网络层,人工智能网络对旗子暗记进行处理,发送给视觉显 示层,视觉显示曾将改变自身的颜色或团,以达到与背景环境同等,实现视觉隐身。

5.4.2 热致变色材料

热致变色材料能在感知背景光的亮度和色度信息后,在温度掌握装置的掌握下,使材料温度发生改变,从 而呈现出与背景同等的亮度和色度。
热致变材料按物质组成还可分为无机热致变色材料和有机热致变色材料。
美国曾推出一种可以运用到坦克、车辆表面的热致变色伪装系统。

5.4.3 电致变色材料

电致变色材料在通电后可迅速改变其亮度和颜色,因而可用打算机掌握该材料,使其与目标所处环境的亮 度和颜色相匹配,达到可见光隐身目的。
如在装甲车辆的车体上涂一层经由改性的聚苯乙烯薄膜,然后将该薄 膜与一个智能处理和环境感知系统相连。
这样改性的聚苯乙烯薄膜能根据须要呈现各种颜色的光。

5.5 纳米隐身材料:长期发展目标,有望实现完备“隐身”

美国在此方面取得了一些进展,研制了纳米金属针隐身材料和纳米固体颗粒改性隐身织物。
纳米金属针由 美国普度大学设计,将直径约为 10nm、长度约为数百纳米的金属针装入到发刷形状的锥形物体之中,并以特定 角度和长度迫使光在年夜氅周围游走。
这样,锥心物体内的统统事物看上去会忽然消逝,缘故原由就在于光不在对其 产生反射。
美国海军陆战队和 Natick 士兵中央在尼龙 66 和尼龙 66Cordura 纤维挤出之前加入纳米或微米固体颗 粒,使织物的颜色分别变为土狼色或浅棕色,适用于沙漠和丛林环境。

六、激光隐身技能:光谱频率分外,常与其他隐身叠加利用

6.1 背景:激光探测装备逐渐列装,干系隐身路线浩瀚

随着激光技能的发展,激光测距机、激光制导武器、激光雷达等已研制成功并装备部队。
为了保护自身武 器平台(如飞机、坦克、兵舰)和主要军事举动步伐(如指挥中央)的安全,提高其沙场生存能力,研发目标的激 光隐身技能,已迫不及待。
激光隐身是通过减少目标对激光的反射旗子暗记,使目标具有低可探测性。
其紧张出发点为减小目标的激光雷 达散射截面和激光反射率。
由于现有的雷达探测、红外探测及可见光探测已经基本可以实现对所有目标的探测哀求,因此激光测探尚 未遍及,因此激光隐身也较为少见,但随着雷达、红外、可见光范围隐身的遍及,未来对激光探测的需求将大 大增加,从而催生激光隐身的广泛运用。

6.2 材料分类:材料跨度大,技能事理靠近

1.掺杂半导体。
以氧化锡为紧张质料,掺杂氧化铜、氧化锑、氧化钙等过渡元素氧化物。
并且该材料可实 现红外与激光复合隐身。
2.有机金属络合物。
将有机络合剂和有效接管 1.06μm 波长激光的金属离子进行结合,再经提纯可制备成 激光隐身薄膜的功能材料。
3.空芯微珠表面化学镀铜。
通过对陶瓷空芯微珠表面进行改性以达到接管和散射目的。
化学镀常以硫酸铜 微珠,以甲醛为还原剂。
4.纳米隐身材料。
具有了宽频带、兼容性好、质量小和厚度薄等特点,成为未来激光隐身的研究方向。

七、多频段隐身技能:隐身的发展方向,技能壁垒的根本

7.1 简介:探测设备纷繁繁芜,多频谱隐身成为刚需

随着探测技能的迅猛发展,武器装备在沙场上可能同时受到来自雷达、热红外、可见光剂近红外、激光等 多频谱、多波段侦察仪器的探测,因此适用于单一频段的隐身材料将很难得到进一步的实际运用,而多频谱兼 容隐身材料有希望知足武器装备在沙场繁芜电磁环境中的须要。
多频谱隐身须要同时考虑多个波段的隐身需求,因此技能难度非常高,但其需求却非常兴旺,因此成为隐 身行业壁垒最高也是最主要的市场。
现得到实际运用的隐身技能基本都实现了一定程度上的多频段兼容,但距 离实现所有频段的完备兼容仍有较大差距。
一样平常有两种思路,第一,将高性能微波接管材料、低红外发射率材料以及可见光伪装材料形成夹层或多层 膜等复合构造,如考虑把红外低发射率作为外层,雷达波高接管层作为内层形成一种雷达与红外兼容的双层复 合构造。
第二,研制一种微波高接管、红外低辐射,同时可见光近红外能伪装的一体化材料,如一些稀土纳米 材料、掺杂氧化物半导体、掺杂光子晶体等。

7.2 发展情形:频谱逐渐拓宽,技能难度较高

美国、德国、瑞典研制的多波段隐身材料已达到可见光、近红外、中远红外和雷达毫米波四波段兼容的水 平,所开拓的隐身涂料可以接管雷达、红外、毫米波,涂到被保护装备上之后,终极形成的涂层仅使装备厚度 增加几个纳米,适用于任何材料和构造。
目前国内外研究较多的多频谱材料紧张有:雷达与红外兼容隐身材料,红外与激光兼容隐身材料、红外与 可见光兼容隐身材料,以及覆盖包括可见光、近红外、远红外和微波在内的多波段隐身材料。

八、等离子体隐身:俄罗斯独占技能,技能难度较大

8.1 简介:全新隐身观点,雷达隐身上风巨大

等离子体隐身是利用等离子体在飞机、轮船等武器装备表面产生的等离子云来实现规避电磁波探测的一种 技能。
这是不同于形状隐身和材料隐身的新观点隐身技能,可通过设计等离子体云的特色参数,如能量、电离 度、振荡频率等,来知足不同的哀求,是敌方难以探测,从而达到隐身的目的。
这种技能乃至能通过改变反射 旗子暗记的频率,使敌方雷达测到假数据,以实现军事欺骗。
采取等离子体隐身比较材料隐身和形状隐身有许多独特上风:一是吸波频带宽;二是接管效率高,隐身性 能好;三是利用大略;四是利用韶光长;五是价格及其便宜;六是无须改变装备的形状设计,不影响翱翔利用 性能,乃至还能降落翱翔阻力 30%旁边;七是没有吸波材料和涂层,掩护用度大大降落。
据称,采取这种新技 术的翱翔器,被敌方创造的概率可降落 99%,即能实现真正的隐身。
虽然等离子体隐身具有诸多上风,但其技能事理完备独立,技能难度很高,须要大量的研究事情才能投入 实际利用,因此目前未见各国有广泛运用。

8.2 发展现状:俄罗斯独领风骚,已列装多个型号

天下各国争相发展等离子隐身技能。
早在 20 世纪 60 年代,苏联就开始了秘密研究等离子体接管电磁波的 性能。
80 年代初期,苏联是天下上最早开始等离子体饰演的,重点研究等离子体在高空超音速翱翔器上的潜在 运用。
经由几十年的发展,俄罗斯等离子体隐身技能的成果已经明显领先于美国。
据悉,其第一 代产品是等离子体发生片,厚度为 0.5~0.7mm,将发生片贴于飞机的强散射部位,电离空气即可产生等离子体。
第二代产品是等离子体发生器,在等离子发生器中加入易电离气体,即可产生等离子体云层,其不仅可以减弱 利达的发射旗子暗记,还可改变发射旗子暗记的频率从而实现隐身。
20 世纪初,该研究出新研制了第三代产品,利用飞 行器周围的静电能量来减少翱翔器雷达散射截面。
因此俄罗斯的隐身战斗机没有像美国那样采取形状隐身设计。

20 世纪 90 年代初,美国在休斯敦实验室进行了等离子技能研究。
1998 年,美国的等离子体隐身技能进入 实用阶段,美国海军委托田纳西大学等单位成功地研制出等离子体隐身天线,该系统的天线单元是一个 U 型等 离子体放电管。
当放电管通电时就成为导体,能发射和接管无线电旗子暗记;当放电管断开电源时就成为绝缘体,使仇敌的雷达无法创造。

8.3 事理:技能壁垒高,家当化难度大

等离子体隐身的事理是利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子体云,通 过掌握等离子体的能量、电离度、振荡频率等特色参数,使照射到等离子体云上的雷达波碰着等离子体的带电 离子后,两者发生相互浸染。
电磁波的一部分能量传给带电例子,被带电粒子接管,而自身能量逐渐衰减。
另 一部分电磁波受一系列物理浸染的影响而绕过等离子体,或者发生折射而改变传播方向,使返回到雷达吸收机 的能量很小,使雷达难以探测,以达到隐身的目的。
等离子体产生的机理紧张有碰撞电离、光致电离、热电离三种。
目前,在等离子体隐身技能中,研究得较 多,同事比较有前景的方法有以下三种: 第一种,是利用高压气体放电产生等离子体。
即在常温下,通过电源以高压的形式产生气体放电,将气体 电离形成等离子体。
美国休斯研究实验室即采取该方法。
第二种,是利用喷流式等离子体发生器产生等离子体。
喷流式等离子体发生器一样平常由工质掌握系统、等离 子体发生器及电源等几个部分组成,个中等离子体发生器是产生等离子体的核心装置,办法为气体放电。
俄罗 斯的第一代、第二代和第三代等离子体隐身实验均采取该办法。
第三种,是在武器特定部位涂一层放射性同位素,其在衰变过程中放出的射线具有很高的能量,它们在穿 过空气的过程中,通过轰击空气分子使其电离,产生大量的电子和离子而形成等离子体。

8.4 运用:翱翔器为主,通讯设备为辅

8.4.1 等离子体隐身翱翔器

借助等离子体隐身技能,可使得导弹、飞机到汽车等任何移动物体大幅降落“可见度”。
通过等离子体遮蔽, 纵然老式和廉价的飞机隐身能力也可超于昂贵的美国 F-117 及 B-2 隐身飞机,因此具有非常好的经济性。
目前 俄罗斯研制得紧凑型等离子体发生器体积小且重量轻,已运用于最新战机米格 1.44。
而美国也已经成功研制出 采取等离子体隐身的 AGM-158A 远程导弹。

8.4.2 等离子体隐身天线

在当代战役中,远间隔通信时至关主要的,而实在现的根本便是天线。
为了达到最佳的发射和吸收效果, 天线越做越大,因此很难采取涂层或者构造隐身,目前各国都在积极开拓隐身天线。
1997 年,美国海军委托田 纳西大学等单位发展等离子体隐身天线,其机理是将等离子体放电管作为天线元件,当放电管放电时就成为导 体,能发射和吸收无线电旗子暗记;当断电时便成为绝缘体,基本不反射旗子暗记。
澳大利亚国立大学也于 1999 年表露他们已经研制出一种可以在零点几秒内变得使雷达无法探测的新型等 离子天线。
法国航空航天研究院采取等离子体替代传统的天线,研制出了全隐身的等离子体雷达天线。
法国海 军已将该天线用于防御超声速反舰导弹。

8.4.3 等离子体隐身雷达

美国在等离子体隐身技能领域仅次于俄罗斯,并已成功研制出等离子体隐身天线等设备。
美国海军正在开 发一种称为“快镜”的等离子雷达,该型雷达是利用电离等离子体的超导特性来反射雷波波束,可在十亿分之 一秒内重新定向,改变所监视目标,而传统雷达须要 1~10 秒。

九、发展趋势

9.1 低频超宽带化

随着翱翔器、舰船的隐身性能的不断提升,传统的雷达技能已经无法对抗各种隐身武器,因此对新型雷达 技能的研究逐渐展开,性能精良的低频超宽带雷达逐渐兴起。
低频超宽带雷达是事情在 UHF/VHF 的新型的 雷达系统,其低频特性可探测暗藏目标,而其超宽带特性可以得到较高的间隔向分辨率,具有较强的探测能力, 该新型雷达已严重影响了传统隐身技能的隐死后果。
目前各种雷达隐身材料普遍存在低频吸波机制单一、隐身 效果差的问题,为了知足当代战役的须要,低频超宽带已成为隐身材料新的发展趋势。

9.2 多频谱兼容化

随着电子信息技能的不断发展,武器装备可能同时面临来自红外探测器、米波雷达、厘米波雷达、毫米波 雷达、激光雷达等多频带侦察仪器的探测,单一的隐身功能已经无法知足运用需求,多频谱兼容的隐身材料成 为未来发展的一定趋势。
多频谱紧张包括两个方向。
一是在单一隐身功能根本上向更宽频段扩展,比如红外隐身兼顾中红外和远红 外波段,雷达隐身在实现重点探测频段隐身的同时向更低频点隐身扩展;二是多种隐身功能的兼容,比如雷达/ 红外兼容、雷达/红外/可见光兼容以及红外/激光兼容隐身等。
后者研制难度更大,也是未来隐身材料主要发展 方向。

9.3 薄型轻量化

薄型化和轻量化一贯是武器装备的发展方向。
隐身材料的薄型化和轻量化有助于降落武器装备整体质量, 可有效提升翱翔器的航程和载荷,对航空装备的意义尤为重大。
目前,现有的隐身材料仍旧存在厚度大、质量 高的问题,薄型化和轻量化是隐身材料的发展趋势。

9.4 多功能化

武器装备所面临的沙场环境恶劣,隐身涂层的物理性能极为主要,如早期的 B-2 隐身轰炸机,每次翱翔需 要数日的涂层掩护事情,大大影响了作战效能。
在当代战役中,隐身武器装备除了面临探测威胁外,还可能受 到堕落、雷击、核污染、高温、碰撞等分外环境,因此对隐身涂层提出了多功能的哀求。
目前美国和俄罗斯等 国家均已开展干系研究,并已陆续运用于弹头等武器装备,多功能是隐身材料的主要发展趋势。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。
如需利用干系信息,请参阅报告原文。

精选报告来源:【未来智库】。
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