隱身涂料：國防裝備新外衣（一）

    【全球涂料網(wǎng)資訊中心】隨著電子對抗技術(shù)的不斷發(fā)展,軍事目標(biāo)的生存能力和武器系統(tǒng)的突防能力都受到了嚴(yán)重威脅，隱身技術(shù)作為提高武器作戰(zhàn)效能的一種有效手段與激光巡航導(dǎo)彈并稱為當(dāng)今軍事技術(shù)的大革命，受到世界各國的高度重視。

    隱身技術(shù)是指在一定探測環(huán)境中控制和降低各種武器裝備的特征信號，減小目標(biāo)被敵方各種探測設(shè)備發(fā)現(xiàn)的概率，使其在一定范圍內(nèi)難以被發(fā)現(xiàn)、識別和攻擊的技術(shù)。

    隱身涂料作為一種方便、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性好的隱身技術(shù)，已經(jīng)在航空航天、軍事裝備上得到了廣泛的應(yīng)用。隱身涂料是涂覆在目標(biāo)外表面的吸波材料。按照涂料的功能主要分為雷達(dá)吸波涂料、紅外隱身涂料、可見光隱身涂料、激光隱身涂料等。其中雷達(dá)隱身涂料占60%以上，因此雷達(dá)吸波涂料是當(dāng)前隱身涂料研究的重點(diǎn)。

    雷達(dá)吸波涂料

    雷達(dá)吸波涂料的迅速發(fā)展，使隱身目標(biāo)的戰(zhàn)場生存和武器系統(tǒng)的突防能力得到了極大的提高，影響了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的模式和概念。20世紀(jì)30年代"荷蘭首先將吸波材料用于飛機(jī)隱身。其后，德國、美國等國家也將吸波材料用于飛機(jī)和艦艇。到60年代美國將吸波材料用于U-2、F-117等飛機(jī)上。80年代中后期相繼面世的美國隱形飛機(jī)代表了吸波材料實(shí)際應(yīng)用的巨大成就，其中"最有代表意義的是F-117、B-2、F-22等等隱形飛機(jī)。

    雷達(dá)吸波涂料的隱身原理

    雷達(dá)是目前軍事上最重要的偵察手段之一，因此雷達(dá)隱身是隱身技術(shù)中的重點(diǎn)。雷達(dá)隱身技術(shù)是通過減弱、抑制、吸收或偏轉(zhuǎn)目標(biāo)的雷達(dá)回波強(qiáng)度，降低其RCS值，使其在一定范圍內(nèi)難以被敵方雷達(dá)識別和發(fā)現(xiàn)。雷達(dá)隱身的核心技術(shù)是降低目標(biāo)的雷達(dá)散射截面積值RCS，主要有兩條途徑：(1)通過目標(biāo)的外形設(shè)計(jì)來降低RCS,簡稱外形技術(shù)。(2)在被探測目標(biāo)上涂裝吸收雷達(dá)波的材料，即雷達(dá)吸波材料RAM（radar absorbing materials）降低目標(biāo)的RCS，簡稱為雷達(dá)吸波材料技術(shù)。外形改進(jìn)由于制造難度較大，耗費(fèi)較高，不易實(shí)現(xiàn)。而吸波材料的制作難度較小，耗費(fèi)也較低，因此各軍事強(qiáng)國普遍重視對吸波材料的研究與開發(fā)。
 

    雷達(dá)吸波涂料的分類

    雷達(dá)吸波材料是指能吸收衰減入射的電磁波，將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而消耗掉或使電磁波因干涉而消失的一類功能復(fù)合材料。吸波材料按材料成型工藝和承載能力可分為涂覆型和結(jié)構(gòu)型，涂覆型吸波材料是由基料樹脂、粘結(jié)劑、吸收劑、顏填料和助劑等配制而成。涂覆于目標(biāo)外表面的涂層材料，它具有承載和吸收雷達(dá)波雙重功能。

    涂敷型吸波涂料適用于復(fù)雜形狀的各種曲面，耐侯性及機(jī)械性能良好，對武器裝備的結(jié)構(gòu)、形狀不需要進(jìn)行大的改造。有見效快、技術(shù)難度相對較低的優(yōu)點(diǎn)。
適宜在現(xiàn)有裝備上推廣使用。因此是目前研究的重點(diǎn),如美國研制的系列鐵氧體吸波涂料,主要成分是鋰鎘、鎳鎘和鋰鋅鐵氧體"在厘米波段到分米波段，可使雷達(dá)波反射衰減達(dá)。

    粘結(jié)劑的要求和種類

    粘結(jié)劑、樹脂是吸波涂料的成膜物質(zhì)，起粘結(jié)吸收劑及顏填料的作用，決定涂料的力學(xué)性能和耐環(huán)境開發(fā)、性能等。粘結(jié)劑的選取一般遵循以下原則，對吸收劑
的納入量大、附著力強(qiáng)、柔韌性和耐沖擊性等物理機(jī)械性能好，具有與吸收劑相匹配的介電常數(shù)。從現(xiàn)有的研究進(jìn)展來看，綜合性能較好、工藝穩(wěn)定的基料樹脂主要有氯磺化聚乙烯、環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂等。

    近年來納米吸波涂料成為隱身涂料的新亮。納米材料作為隱身技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，易于實(shí)現(xiàn)高吸收、薄涂層、質(zhì)量輕、吸收頻帶寬、紅外微波吸收兼容等要求。是一種極具發(fā)展前景的高性能多功能材料。

    紅外隱身涂料

    紅外隱身是利用屏蔽，低發(fā)射率涂料及偽裝等技術(shù)降低目標(biāo)的紅外線輻射，達(dá)到隱身的要求。紅外隱身要對目標(biāo)的表面進(jìn)行處理，消除目標(biāo)與背景之間的亮度差或溫度差，目標(biāo)與背景的紅外特征相接近，使紅外線探測設(shè)備難以探測目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)紅外隱身最有效的途徑就是控制目標(biāo)表面的溫度，盡可能降低目標(biāo)與背景之間的偏差。用于熱紅外隱身的材料應(yīng)具有符合要求的熱紅外發(fā)射率或較強(qiáng)的控溫能力，具有合理的表面結(jié)構(gòu)，具有較低的太陽能吸收率，與其它頻段的隱身涂料相兼容。

    紅外隱身的原理

    紅外隱身技術(shù)能減小目標(biāo)的熱信號，縮短目標(biāo)被探測器發(fā)現(xiàn)的距離。降低被敵方制導(dǎo)武器命中的概率。紅外隱身涂料是指用于減弱武器系統(tǒng)紅外特征的信號，達(dá)到隱身要求的特殊功能涂料。其主要是針對紅外熱像儀的偵，旨在降低目標(biāo)，如飛機(jī)、導(dǎo)彈等。在紅外波段的亮度使裝備在紅外熱像儀中的形狀得到掩飾、變形或偽裝，降低其被發(fā)現(xiàn)和識別的概率。

 
    紅外隱身涂料的研究現(xiàn)狀

    狄坦寧公司研制的熱隱身涂料，具有良好的紅外反射率，可適應(yīng)很多紅外波段的需要。德國研制的一種飛行器用紅外隱身涂料，由碳化硼、石墨、導(dǎo)電炭黑、碳化硅或聚乙炔等組成。目前國內(nèi)的紅外隱身涂料主要有金屬粉（如A1粉）樹脂型的有機(jī)紅外隱身涂料，低發(fā)射多層薄膜型無機(jī)金屬氧化物類，或以金屬氧化物作為顏填料類等。

    紅外隱身涂層的性能受其基料樹脂、顏填料的種類及復(fù)配效果的影響和制約。目標(biāo)表面通過輻射發(fā)出的熱功率即與周圍的溫度有關(guān)，又與材料本身的輻射能力有關(guān)，紅外隱身涂料的主要作用,是消除背景與目標(biāo)的紅外線反射率或發(fā)射率的差別，降低目標(biāo)與背景之間的對比度，減少被敵方發(fā)現(xiàn)的概率。利用涂料實(shí)現(xiàn)目標(biāo)紅外線隱身，對于點(diǎn)源探測來說，就是降低目標(biāo)涂層的紅外線發(fā)射率。（來源：全球涂料網(wǎng) / 本文作者：李海燕 海洋化工研究院有限公司）

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