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隐身材料(第1页)

隐身材料

有个“隐身草”的故事。傻子遇上一个聪明人,聪明人送给他一棵草,说:“这叫隐身草,手里拿了它,别人就再也看不见了。”傻子擎着“隐身草”,马上到集市上,伸手抢了别人一把钱,扬长而去。钱主抓住他,一顿猛揍。傻子喊道:“任凭你怎么打,反正你看不见我!因为我有隐身草!”

捧腹之余,不禁让人想到,隐身的能力,也是许多人的梦想。

现代材料技术的发展,已经在某种程度上使梦想成真了。当然,人们还不能够做到,像神话或者科幻小说中的那样,整个人完全消失,变成空气之中的透明人。那么,怎么才算现代隐身技术呢?为了理解这一点,我们看看隐身技术的发展。

隐身技术是指在一定探测环境中控制、降低各种武器装备的特征信号,使其在一定范围内难以被发现、识别和攻击的技术。在军事上,不让对手发现,就能够抢占先机,保护自己,极大表面涂有吸波材料的隐形飞机地提高武器的生存能力和作战效果。所以“隐身”能力,成了很重要的胜利因素,受到许多国家的高度重视,成为现代军事技术研究的关键技术。

在第一次世界大战之前,人们探测目标靠的是眼睛和可见光设备。探测能力依赖于目标的尺寸、色彩、光泽及其背景的对比度。伪装术是这一时期出现的一种反目视探测技术,也可说是早期最简单的隐身术。伪装术有天然伪装和人为伪装两种:天然伪装主要利用地形、地物、气象等自然条件进行伪装;人工伪装主要用迷彩、烟幕、灯火、音响等设置遮障,构筑假目标、假工事、假阵地等进行伪装。

以军用航空来说,人们为了减小飞机的可探测性,在飞机上使用迷彩涂料,即在漆料中调以颜料,用色彩和表面花纹,使飞机反射光线的强度和色彩与背景相同。例如,为了不使地面的敌人仰视看清飞机,在飞机底部涂成较淡的蓝灰色,且无光泽,使飞机与天空背景的色彩、光泽相近。为了使上方敌机俯视看不清下方飞机,在飞机的上表面涂上灰绿和灰棕色斑点,使飞机与地面背景的色彩、光泽相近。飞机的不同部分可能形成对比,增加了被探测的可能性。为了抵消它,涂料颜色可以变化,使暗的地方变成浅色。实际上伪装术在自然界也常可见到,例如活动在冰天雪地中全身白毛的北极熊;爬伏在树上形似嫩枝的杆状昆虫;游动在草丛中的青蛇;随时改变保护色的变色龙;飞舞在花圃中的彩蝶等。不过,这些都是出自动物本能的伪装术。

第二次世界大战期间,美国、英国、德国等国家就对隐身技术进行了大量的探索,并于70年代将其研究的成果逐渐付之于工程实施。特别是在海湾战争中,人们都亲眼目睹了隐身技术的巨大魅力。因此,隐身技术的研究已成为未来战争中各国关注的焦点。

由于目前雷达在各种探测器中仍占主导地位,因此雷达波隐身材料是隐身技术中最主要和发展最快的隐身材料。

我们首先来看看,雷达是如何发现飞机的。其实雷达是效仿蝙蝠工作的,我们知道蝙蝠能够在夜晚自由地飞来飞去。但蝙蝠并不是靠了它的视力好,而是凭借了超声波。它的嘴巴不断地发出超声波,超声波遇到物体后就会被反射回来,蝙蝠的耳朵接收到返回的信号,就能确定障碍物的位置。雷达的工作原理与蝙蝠类似,首先雷达要向探测方向发射电磁波,当发出的电磁波遇到飞机时就会被反射回来,雷达在接受这个返回来的电磁波就能知道有没有飞机和飞机所在的位置。

既然雷达是通过接收飞机反射的电磁波来判断飞机的位置,那么如果让飞机不反射电磁波的话,雷达可就发现不了飞机了。实际上飞机隐身正是通过这种方式达到的。

雷达波隐身材料的基本性能要求是吸收雷达波,所以这种材料又称为雷达吸波材料。我们所指的吸波材料也就是雷达波吸收材料。

吸波材料的研究始于第二次世界大战期间,起源在德国,发展在美国并扩展到英、法、苏联及日本等发达国家。经过半个世纪的发展,成绩斐然。

第二次世界大战时,德国人曾用活性炭粉末充填天然橡胶片来包覆潜艇,以降低被对方雷达发现的可能性,这可以说是最早的吸波材料。

美国早期研制了一种防辐射涂料布,是用橡胶或塑料填充导电的鳞片状铝粉、铜粉或铁磁材料制成。这些早期的材料主要通过增加厚度来提高吸波性能,一般较重,用于舰船和陆地武装设备。从50年代起,美国等开展了较为系统的飞机隐身技术研究,经过20多年的发展,70年代开始研制隐身飞机,80年代隐身飞机装备部队并投入使用。现已装备的F-117A隐形攻击机、B-2战略轰炸机以及新问世的F-22隐身战斗机均采用了不同类型的隐身材料。其他大国也都投入大量人力物力研制吸波材料,已发展出不少新型的雷达吸波材料和吸波结构。

高度的军事敏感性和技术保密性使当前高性能的吸波材料研究和应用情况笼罩在迷雾之中,但各科技机构的努力主要集中在以下两个方面:全新的吸收机理和吸收剂;计算科学的迅速发展和应用。

总之,应运而生的吸波材料,必将在这场世界性攻关研究中,不断取得发展,并对今后的隐身反隐身技术的竞争产生深刻的影响。

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