外军军用飞机使用的雷达吸波涂料有哪些?拜托各位了 3Q
吸波涂料一般根据吸收剂不同可分为以下种类: 1 铁氧体吸波涂料铁氧体吸波涂料因为价格低廉 , 吸波性能好 , 即使在低频、厚度薄的情况下仍有良好的吸波性能 , 在米波至厘米波范围内 , 可使反射能量衰减 17 ~ 20DdB , 从 50 年代至今仍被广泛应用。按微观结构的不同 , 铁氧体可分为六角晶系铁氧体、尖晶石型铁氧体和稀土石榴石型铁氧体三类。作为吸波材料应用最为广泛的是尖晶石型铁氧体 , 由于尖晶石型铁氧体的介电常数 ε′ 和磁导率 μ′ 比较低 , 用纯铁氧体难以满足高性能的雷达波吸收材料的要求 , 但是把铁氧体粉末分散在非磁性体中而制成的复合铁氧体 , 则可以通过铁氧体粉末的粒径、铁氧体粉末与非磁性体的混合比以及铁氧体组成来控制其电磁参数。目前已研制并广泛应用的有 Ni - Zn 、 Li - Zn 、 Ni - Mg - Zn 、 Mn - Zn 、 Li -Cd 、 Ni - Cd 、 Co - Ni - Zn 、 Mg - Cu - Zn 等铁氧体。 2 羰基铁吸波涂料 羰基铁吸收剂是目前最为常用的雷达波吸收剂之一 , 它是一种典型的磁损耗型吸波材料 , 磁损耗角可达 40 °左右 , 与高分子粘结剂复合成的吸波涂料具有吸收能力强、应用方便等优点。但是由于羰基铁吸收剂存在着比重大 , 在涂料中体积占空比一般都大于 40 % , 因此导致这种吸波涂料仍存在面密度大的缺点。近期欧洲GAMMA 公司研制了一种新型吸波涂料 , 这种吸波涂料采用以羰基铁单丝为主的多晶铁纤维作为吸收剂 , 可在很宽的频带内实现高吸收率 , 由于这种吸收剂体积占空比为 25 % , 因此重量可减轻 40 % ~ 60 % 。目前 , 该吸波涂料已应用于法国国家战略防御部队的导弹和飞行器 , 同时正在验证用于法国下一代战略导弹弹头的可能性。 3 金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末吸波涂料 这类吸波涂料一般是由金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末与高分子粘结剂复合而成。由于作为吸收剂的金属超细粉末或金属氧化物磁性超细粉末的细化 , 使其组成粒子的原子数目大大减少 , 磁、电、光等物理性能发生质的变化 , 磁损耗较大。这种吸波涂料可以通过调节粉末的粒径、含量、混合比例等来调节吸波涂料的电磁参数 , 以使其达到较为理想的吸波效果。 4 陶瓷吸波涂料 作为陶瓷吸波涂料的吸收剂主要有碳化硅、硼硅酸铝等 , 与铁氧体、复合金属粉末等吸波剂相比 , 密度低、吸波性能较好 , 还可以有效地减弱红外辐射信号的特点。其中碳化硅是制作多波段吸波涂料的主要组分 , 有可能实现轻质、薄层、宽频带和多频段 , 很有应用前景。碳化硅的粒径、热处理时间等对其吸波性能影响非常大 , 碳化硅在不同处理温度和时间条件下 , 其电阻率变化范围为 10 0 ~ 10 4 Ω· cm , 通过控制工艺参数 , 可以对其显微结构和电磁参数进行控制 , 获得所希望的吸波效果。 5 纳米吸波涂料 纳米材料是指材料组分的特征尺寸在纳米量级 (1 ~ 100nm) 的材料 , 它独特的结构使其自身具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、小尺寸和界面效应 , 金属、金属氧化物和某些非金属材料的纳米级超微粉在细化过程中 , 处于表面的原子数越来越多 ,增大了纳米材料的活性 , 在电磁场的辐射下 , 原子、电子运动加剧 , 促使磁化 , 使电磁能转化为热能 , 从而增加了对电磁波的吸收效果。由于纳米材料在具有良好吸波特性的同时还具有频带宽、兼容性好、面密度低、涂层薄的特点 , 美、俄、法、德、日等国都把纳米材料作为新一代隐身材料加以研究和探索。目前 , 美国研制的被称作 “ 超黑粉 ” 纳米吸波材料 , 所吸收的雷达波可达 99 % 。法国研制出一种宽频微波吸收涂层 , 这种吸收涂层由胶粘剂及纳米级微粒填充材料组成。这种由多层薄膜叠合而成的结构具有很好的磁导率 ,50MHz 至 50 GHz 内具有良好的吸波性能。总之纳米吸波涂料是一种非常有发展前途的吸波涂料。 6 放射性同位素吸波涂料 放射性同位素 ( 如 Po - 210 、 Cm - 242 和 Sr - 90 等 ) 产生的等离子体是一种有效的电磁波吸收媒质 , 等离子区中的自由电子在入射电磁波的电场作用下将产生频率等于电磁波载波频率的强迫振荡 , 在振荡的过程中 , 运动的电子与中性的分子、原子以及离子发生碰撞 , 增加了这些粒子的动能 , 从而把电磁场的能量转变为媒质的热量。放射性同位素吸波涂层非常薄和轻 , 具有吸收频带宽、耐用性好和能承受高速空气动力等优点。另外放射性同位素吸波涂层还可以吸收红外辐射、声波等 功能, 是理想的多功能吸波涂料。 7 导电高分子吸波涂料 这类吸波涂料利用某些高聚物所具有共轭π电子的线形或平面形构型与高分子电荷转移给络合物的作用 , 设计高聚物的导电结构 , 实现阻抗匹配和电磁损耗。美国信号产品公司 (Signature Products Company) 开发了一种可用来适应 5 ~ 200 GHz 雷 达的吸波涂料 , 它以具有喷涂功能的高分子聚合物为基体 , 用具有极好的吸收雷达波特性的氰酸酯晶须和导电高聚物聚苯胺的复合物作吸收剂。其涂层具有易维护、吸收频带宽、涂层薄、质量好等优点。但由于用于这类吸波涂料的导电高聚物的合成研究刚刚开始 , 是新开展的高分子材料研究领域 , 有待于进行深 入的理论和实验研究。 8 视黄基席夫碱盐类吸波涂料 视黄基席夫碱盐是一种含有碳 - 氮双键结构的有机高分子聚合物 , 具有很强的极性 , 雷达波被这种盐吸收时 , 能量可迅速转变为热能耗散掉。某种特定类型的盐可吸收特定波长的雷达波 , 通过组合不同的盐类 , 可以实现较宽频带的电磁波吸收。美国 Carnegie - Mel - lon 大学用视黄基席夫碱盐制成的吸波涂层可使目标的RCS 减缩 80 % , 而比重只有铁氧体的 10 % 。 9 手征性吸波涂料 手征性吸波涂料是一种新型的吸波涂料 , 众多的研究结果表明 , 手征材料能够减少入射电磁波的反射并能吸收电磁波。与其它吸波涂料相比手征性吸波涂料具有以下两个优势 : 一是调整手征参数比调整介电常数和磁导率更容易 , 绝大多数吸波材料的介电常数和磁导率很难满足宽频带的低反射要求 二是手征材料频率敏感性比介电常数和磁导率小 , 易于扩宽频带。 1990年 ,国外首次公开报道了手征材料的吸波效果 , 结果表明手征吸波材料具有吸波频率高和吸收占带宽的特点。国内在 “九 五” 期间 , 青岛科技大学开展了手征吸波材料的研究工作 , 其涂层在 8mm 波段的吸波的吸波效果较好。但由于手征性吸波涂料的研究还处于起步阶段 , 在实际应用中还有许多问题 ( 如成本高等 ) 有待解决。 10 掺杂高损物吸波涂料 这类吸波涂料由导电纤维与高损物 ( 如炭黑、陶瓷和粘土等 ) 和树脂组成。其中导电纤维长度是雷达波波长的一半 , 涂层的厚度最好是雷达波波长 1/ 4 的奇数倍。 11 稀土元素吸波涂料 稀土元素吸波涂料是新开发研制的一类吸波涂料 , 以稀土磁性材料为吸收剂。另外稀土元素常作为添加剂加在其它吸波涂料中 , 用以调节吸波涂料的电磁参数。 由于单一的吸收剂一般很难满足吸波涂料对宽频带吸收的要求 , 因此 , 在实际应用中常通过对涂层进行设计 , 采用多种吸收剂以满足宽频带的吸波要求。
雷达吸波涂料主要由基料和填料组成。实质上是一种功能性高分子复合涂料。
雷达吸波涂料中的基料主要起黏合作用。填料是吸收雷达波的主要成分,由特制的MgO、FeO、ZnO等的铁磁性材料组成,具有能连续吸收入射波的棱形结晶,并有一定的孔隙度,
以利于内层吸收和造成由于入射波与反射波间发生干涉作用而产生波的散射,使反射回去的雷达波不超过入射波的百分之10至百分之20。
雷达吸波涂料能够吸收、衰减入射的电磁波,具有将电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的功能,在装备表面涂覆雷达吸波涂料能够有效降低目标的雷达散射截面(RCS)。
扩展资料:
雷达吸波材料两大类
1、谐振型:谐振型雷达吸波材料是为了某一频率而设计的、以磁性材料为基础、能把相消干涉和衰减结合起来的吸波材料。
2、宽频带型:宽频带雷达吸波材料通常通过把碳-耗能塑料材料加到聚氨酯泡沫之类的基体中制成,它在一个相当宽的频率范围内保持有效性。
把雷达吸波材料与雷达能量可以透过的刚性物质相结合,形成雷达吸波结构材料,这种材料还属于保密的吸波材料之一。
参考资料来源:百度百科-防雷达涂料
参考资料来源:百度百科-隐形飞机
隐形舰艇的发展现状
舰艇的隐形起源于原苏联海军,特别是其“基洛夫”级核动力巡洋舰,在其面世时,尽管其体型庞大,但雷达能捕捉到它的影子却出乎意料的小。其主船体不用说,就连复杂的上部构造也几乎没有垂直的平面部分,所有部分都略成斜面。而真正具有现代意义上的隐形舰艇,恐怕要算美国洛克希德公司于1985年秘密研制的“海影”号隐形战舰了。该舰舰体结构采用高性能小水线面双体船设计,上体表面由多个梯形或矩形平面封闭而成;同时舰上还贴敷了能吸收雷达波的涂层,以及采取了控制水下噪声和红外辐射的措施,可谓开创了现代隐形舰艇的先河。1995年7月开始加入法国海军现役的“拉斐特”级护卫舰,是一型投入实用的、具有较出色隐形效果的隐形战舰。它综合采用了多项隐形技术,总体性能达到国际领先水平。此外,瑞典海军对隐形舰艇也进行了多年不懈的探索和研制。在“斯米盖”水面效应隐形实验艇的基础上,瑞典又推出“维斯比”级轻型隐形护卫舰,该舰1999年下水,2000年进行海试,2002年进入服役,据称达到了较好的隐形效果。前不久,英国沃斯珀·桑尼克罗夫公司中也公布了自己的隐形战舰——“海幽灵”号的设计。该舰采用全新的多边形设计及其它各种有效措施(如喷雾自卫系统)和最新技术(喷水推进装置)。近年来在隐形舰船中,航空母舰的隐形也不断受到重视,如法国的新型核动力航空母舰“查尔斯·戴高乐”号,从其舰桥的形状可以看出,采用了尖削舰首、平坦的上层建筑、降低干舷高度等隐形措施。
隐形舰艇所采用的隐形技术
(一)减少形状特征隐形
减少形状特征隐形是指通过对舰体及其武器的外观特征进行特殊的设计,以降低被敌雷达、光电仪器发现的可能。它是目前舰艇所采用的最主要的也是最有效的隐形技术。其主要做法有:一是降低舰艇本身的可见光目标特征。通过减少目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比,来达到隐形的目的。如将舰艇表面设计成多面体,以使光多向散射,尽可能使目标亮度和色度与背景匹配,全面控制目标的灯光和烟迹信号等措施;二是减小雷达散射截面积。现代隐形战舰均尽量采取倾斜式或圆弧式设计,干舷外张、上层建筑内倾,从而达到明显减少雷达散射截面积的目的;另外还可采用雷达波吸收材料、涂料,减少反射波强度。
(二)减少辐射特征隐形
减少辐射特征隐形是指降低舰艇的各种辐射信号来达到隐形的目的。它是目前一种辅助隐形手段。辐射特征包括红外辐射、电磁辐射、噪声等。对于水面舰艇来说,主要是通过降低机舱、烟道的温度,来减小红外辐射;通过抑制和减弱作战平台的电磁信号来控制电磁辐射;通过采用低磁材料来消除和减弱舰艇的磁场强度;通过改进动力装置和辅助装置的设计,采用减振和隔振装置(如气幕降噪系统)来消除和减弱噪声。
(三)主动隐形
主动隐形是指通过发射同入射电波频率、振幅、角度等均相同但相位相反的电波来抵消在船体表面产生的反射来达到隐形目的的技术。这种隐形方式具有很大的发展前途。这一隐形方式的前提是在船体表面安装保形天线。如美国海军研究委员会曾提出的“海上革命”方案,其主要思路是将天线移至舷侧附近,构成一种保形天线,以实施“主动隐形”。
隐形舰艇对未来海战的影响
(一)更加注重发展预警探测能力
隐形技术广泛应用于兵器后,使其突袭的隐蔽性与成功率大幅度提高,突防能力明显增加。在当今各国新研制的舰艇中,不仅驱护舰逐步采用了隐形技术,而且航母也采用了许多行之有效的隐形措施。隐形舰艇可使敌人的探测、识别及对目标的截获延迟,这就相应地增大了自己初战的打击能力和提高了自身的生存能力。在正常条件下,普通的非隐形设计的小型护卫舰一般在50公里距离上就会被敌舰探测到,而在干扰条件下,一般在25公里距离上才会被敌舰探测到。当没有干扰时,最先进的小型护卫舰在海上条件恶劣时其探测距离为13公里,而在平静海面其探测距离为22公里。当有干扰存在时,在恶劣海面上,隐形舰艇在8公里距离上才会被敌舰探测到,而在平静海面上时为11公里。由此可见,隐形舰艇的发展使海战突然性进一步增大,即使敌方探测系统发现了来袭目标,往往由于距离太近,也来不及拦截或实施打击。出路只有一条,那就是进一步发展舰艇的预警探测能力,力争及早发现,及早实施拦截、打击。
(二)更加注重提高隐蔽突防能力
隐蔽突防是达成作战突然性的重要手段,无论是二战时的珍珠港海战,还是战后的马岛之争,作战双方无不极尽其隐蔽之能事,以求达到隐蔽突防的目的。随着现代预警探测技术的提高,战场正变得越来越透明,敌方稍一有风吹草动,立即便被天上、水面、水下的各种探测器发现。但是,战争的“不可预见性”又决定了任何探测只是意味着向着事物真相的近一步靠近,而不可能完全发现实际情况。隐形技术的出现,正好赋予了现代舰艇新的生命力。通过巧妙的隐形和适当的战术配合,隐形舰艇可以像隐形飞机那样,轻松突破敌人的防御网,实施近距离的攻击。
(三)更加注重提高作战效能
出动最少的兵力兵器获取最大的作战效能,一直是各国军方追求的最高目标。隐形兵器则能够很好地担当这个角色。如在1991年的海湾战争中,美军F-117A隐形战斗机的出动架次只占全部出动飞机架次的2%,却完成40%的攻击目标的任务,且无一受损。隐形舰艇虽然目前还没有参加真正意义上的海战,但我们从隐形飞机的空战结果不难推断出:未来海战中隐形舰艇将会担当更加重要的角色,通过隐蔽机动、奇袭、抵近攻击等战略战术,可以达到以少胜多,以弱胜强的作战目的,从而使作战效能大大提高。海战场将更加注重先敌发现、先敌攻击、出奇制胜、隐蔽机动。正如孙子所说的:“形人而我无形”。在这方面,隐形舰艇可以说是占尽优势,所以它能以较小的代价换取较大的胜利。
对付隐形舰艇的方法
水面舰艇采用各种隐形技术后,的确大大减小了目标特征,但并非无懈可击、无弱点可寻。针对隐形舰艇所采用隐形技术的工作机理,采用一些新的技术手段还是可以使隐形舰艇露出原形的。
一是在提高空天预警探测能力上下功夫。一般来说,隐形舰艇为了最大限度减小雷达散射截面积,主要对船体及其兵器正面一个有限的范围内进行优化设计,至于它们的顶部,采用的隐形措施通常较少。例如美国“海影”号的舰首、舰尾就是分别由2个V字形平面构成,而其顶部则是平坦的,若从空中探测要比从正面或舷侧探测容易得多。预警机对于海面上航行的隐形舰艇有着得天独厚的“发现”本领。据报道,在伊拉克战争期间,美国的E-3A预警机就曾多次发现过B-2隐形轰炸机。美国波音防御和空间集团的军用飞机分公司近年来正着手研制“钻石眼”反隐形预警机。这种采用接合式机翼的预警机,主要依靠安装在机翼表面上的相控阵雷达天线来探测360°视角内的隐形目标,而且能采用多种工作模式:在几分之一秒内转为脉冲多普勒雷达工作模式,或用于测绘、识别敌我的合成工作模式,或收集信号情报的工作模式。利用侦察卫星探测范围广(多达几万平方千米)、飞行速度快(每秒7.8千米)的优点,不仅能对隐形舰艇进行大致定位,而且能“发现”隐形舰艇的航迹,为舰载雷达进行精确定位提供目标指示。
二是在现有雷达工作模式上做文章。采用一些具有特殊功能的雷达来对付隐形舰艇将具有意想不到的效果。如低频雷达(米波、毫米波雷达)可以对抗几何外形设计和雷达吸收波两种隐形技术。设计隐形外形的目的是用来将进入的雷达波反射使其离开辐射源方向。然而,当雷达波长接近于被照射目标的任何尺寸时,在直接反射波与其它在其周围蠕变的波之间产生谐振,在没有直接反射波时会产生强大的信号,从而可以发现隐形舰艇。目前的隐形舰艇所使用的吸波材料和吸波涂料,主要是针对厘米波雷达的,而对米波、毫米波、红外波雷达和传感器,其隐形效果就大大下降。世界各国正在研制和即将装备的毫米波雷达、超视距雷达、激光雷达、甚高频雷达、双基雷达等,它们都具有较强的反隐形能力,均能成为未来海战场上隐形舰艇的新“克星”。
三是积极发展相应的舰艇隐形技术。上述两种方法主要是针对及早探测、发现敌方舰艇而言的,可以说只是被动地去适应敌方隐形技术的发展,对于军事技术强国而言尚可,对于发展中国家就显得有点力不从心了。古人云:“工欲善其事,必先利其器”,要想有效地对付敌人的隐形舰艇,除了大力发展各种预警、探测系统外,更重要的是同时发展自己的隐形舰艇。这样一方面可以增大敌方打击我水面舰艇的难度,提高我水面舰艇的生存能力,另一方面也为进一步打击敌人隐形舰艇创造了条件。