火箭上的涂料有哪些功能和作用

战机雷达罩颜色与机体涂装有关。军机涂装有识别和隐蔽两个目的。从历史上看，作战飞机涂装经过了几个阶段。一战时的涂装以识别为主要目的，这个时期的飞机涂装带有鲜明的个人色彩，往往涂成飞行员喜欢的颜色，虽然有靠涂装分辨敌我和部队符号的目的，但飞机的外表仍显得杂乱无规律。航空兵在二战期间已经成为重要作战力量，飞机涂装也开始重点考虑战场上的隐蔽性，接近天空背景的灰色调开始应用。但陆基飞机相对更偏重地面隐蔽性好的绿色，大战中、后期开始出现深/浅灰、蓝/灰与绿色调的迷彩伪装色。喷气战斗机出现后很快就进入超音速阶段，核武器也在同时期引发了全面战争的预想。于是能有效反射光辐射，又有低阻力、低重量优点的原铝蒙皮得到广泛应用，铝蒙皮强反光问题在核战争环境下也可以接受。

按照上世纪70-80年代进行的色彩伪装技术研究，活动于昼间的飞机适合采用浅灰色，夜间采用深灰色则有更好的隐蔽性。除非在无月、无光污染的纯黑夜色条件下，黑色都不是色彩伪装的好主意。根据演习和测试中所取得的数据，同距离昼间目视空战中，黑色要比红色更容易进行目标视觉识别。美国战斗机在越战期间采用过深色丛林涂装，雷达天线罩以黑色为主，实战证明深色外表并不适合在空战中使用。西方国家在80年代进行的战斗机空战训练中，黑色雷达罩是迎头识别的重要标志，发动机拉烟的黑色带则是侧向识别的主要标志。正是因为识别效果好，黑色数字和条、带已经成为航空标准识别色。

雷达罩的性能主要来源于透波结构的电学性能。电学性能则取决于材料类型，工作频率、实际厚度和材料、涂层性能。雷达罩的材料大都选择玻璃纤维夹层结构，也有采用成本很高但电学性能更好的石英纤维。纤维材料和叠层结构在雷达罩外表很难分辨。事实上，雷达罩颜色大都直接体现纤维和树脂黄、褐等基色，在雷达罩基体底漆的外层再由内到外进行聚酰胺底漆+抗雨蚀涂料+抗静电涂层的施工。抗静电涂层在最外面，雷达罩伪装色就由它决定。

飞机飞行时摩擦产生的静电如果附着在天线罩上，会明显干扰机载雷达的工作。抗静电涂层是在涂层基材中加入导电粉末，分为树脂型和橡胶型两个主要类别。树脂类是硬式涂层，断裂延长率低，硬度高，抗紫外线性能好，不变色。橡胶类涂层则是弹性涂层，断裂延伸率高，硬度低，抗紫外线性能较差，容易变色。经过耐久性测试，树脂涂层迎风面尤其是在起降时容易受沙尘影响的部分磨损较明显，橡胶涂层的磨损相对要低。早期机载雷达树脂材料硬式涂层的耐用性差，软性涂层则已实现了从氯丁橡胶向氟橡胶的进步。国外主要采用黑色氯丁橡胶、黑色弹性聚氨脂和黑、白色氟橡胶，材料透波率在93.4-98.8%，涂层的理论寿命在24-36个月。抗静电涂层最初采用石墨作为导电材料，但用石墨作为添料只能生产黑色涂层，颜色选择范围大的金属氧化物导电粉末已在国外广泛应用。无论天线罩的基体和底漆是什么颜色，最终决定天线罩颜色的是抗静电涂层，而添加粉末材料的抗静电涂层恰恰不是透明的。

弹整流罩上的涂料分类太多了红外整流罩是红外导弹的关键部件之一。由于在导弹高速飞行过程中，整流罩要承受高的气动加热温度和大的气动压力，并遭到风沙侵蚀以及雨水和冰雹的侵袭，因此要求整流罩或窗口材料具有良好的光、机、热学性能。随着红外空空导弹速度的不断增高，射程变得更远，尤其是在超音速飞行时导弹的减阻问题就显得十分重要。这就要求处于导弹最前端的整流罩除了具有良好的光、机、热性能以外，还要具有良好的气动外形。

油漆含有很多有害物质，是有毒的，过量吸入对人体建康十分有害。

油漆是一种涂料，由许多成分组成，包括油，树脂和适量的添加剂。

世界各国的导弹上面，为什么不用隐身涂层呢？

实际上类似的问题，笔者已经在此前的文章当中有所说明，这个问题并不太复杂，无非就是两大因素所致，分别是成本问题，以及隐身效果的达成，除了隐身涂层之外还有一个最重要的因素就是隐身外形设计。隐身战机之所以能够隐身，最主要的因素是在其隐身外形的设计上，而隐身涂层也只是起到一个锦上添花的作用，一般来而言，外形设计占据了70～90%的隐身效果，而隐身涂层占据的比例则少之又少，所以说，隐身涂层通常只能起到锦上添花的作用而已，即使一架战斗机没有涂刷隐身涂层，只要其外形设计能够达到分散雷达波的作用，依然能够起到雷达隐身的效果。

反过来理解就是，隐身涂层并不适合在任何飞行器上进行涂刷，以此来达到隐身效果，因为，隐身涂层的工作原理是将照射到飞行器上的雷达波转化成热能而分散掉，而隐身涂层根本就无法将所有的雷达波转化成热能分散，所以，千万不要把隐身涂层当成飞行器隐身的必备要素，实际上，隐身涂层的作用是非常有限的，它必须配合隐身气动外形飞行器来搭配使用，才能将隐身效果发挥到最优，否则，隐身涂层不仅带不来隐身效果的提高，还会进一步增加涂装和维护费用，倒不如不用。

也正因为如此，即便隐身涂料发展了几十年时间已经非常成熟，但是，各主要军事强国并没有将其任意图刷在一款普通的战斗机身上，因为，这种做法是得不偿失的，根本无法让一款普通的三代战机摇身一变，变成4代隐身战机，也就是说，完全指望靠涂料来隐身是不现实的，导弹圆滚滚的外形，就算图刷上了隐身涂层也起不了多大的作用，反倒平白无故的增加了一笔成本或预算，更为糟糕的是，这还会进一步增加了导弹的维护成本。

除此之外，绝大多数的战术导弹根本就不需要达到隐身效果，如空空导弹，空空导弹主要采用红外或紫外热源追踪、雷达波制导等方式，近距离的格斗弹多采用热寻的，打出去几秒钟后战果就立见分晓，在这个过程当中，战斗机基本上都处于狗斗状态，所以，只要格斗弹打出去，敌方战机基本上就挂了，所以，像这种战术导弹，根本就不需要达到什么隐身效果，相反，如何降低战术导弹的成本才是各军事强国首要考虑的因素，毕竟，只有当导弹成本降到最低才能够在数量上装备最多，也才能够在最大程度上发挥这种战术导弹的效能。说白了就是花最少的钱，办最多的事。

再来说说弹道导弹，某种程度上讲，洲际弹道导弹确实需要达到隐身效果，以此来躲避或迷惑敌方的反导系统，但是，洲际弹道导弹上面也不可能涂刷这种隐身涂层，因为，弹道导弹首先是要发射到太空，在这个过程当中，由于空气的巨大的摩擦力会导致隐身涂层脱落，即使隐身涂层没有全部脱落，等到弹头再入大气层时，由于巨大的摩擦力产生高温，还是会将这一层隐身涂层全部烧掉，所以，隐身涂层也不适合弹道导弹，而弹道导弹想要达到欺骗或躲避敌方反导系统，就只能在分导弹头或再入大气层时的速度上做文章了，了解到这里，相信大家都已经能够理解，为什么导弹上面不用隐身涂层的原因。

现代火箭和导弹各部位使用的材料，大部分与飞机材料相同，但为适应运载火箭与弹道导弹的特殊工作环境，也发展了多种专用材料。

弹头材料

运载火箭的头部不需要返回地面，只经受穿出大气层时的空气动力加热，一般是用金属或复合材料制造头部整流罩。弹道导弹的头部要再入大气层，以便攻击敌方目标，早期的某些中程导弹曾一度采用热沉式防热，即把热量耗散在质量大、比热高的铜制钝头中，但因重量太大、隔热困难，这种方法很快被放弃。洲际导弹头部的再入速度马赫数高达20以上，头部温度可高达8000~12000°C。50年代末，头部鼻锥开始采用烧蚀材料防热。早期广泛使用的烧蚀材料是高硅氧玻璃纤维增强酚醛树脂。鼻锥后面还有大面积的防热层，内部用轻金属结构支撑并衬有隔热材料，以保证核战斗部和精密仪器所需要的温度环境。随着分导式弹头和机动式弹头的发展，再入时间增长，不均匀烧蚀的情况加剧，同时为抵抗粒子云侵蚀和核攻击，遂研制出石墨纤维三向或多向增强的碳材料和具有高应变性能的石墨材料。70年代开始改用碳纤维织物作为增强材料，效果良好。为了对头部进行制导，防热层上开有天线窗，窗口材料与防热层应同步烧蚀，同时又能透过无线电波。为此目的，初期使用石英玻璃，后来研制出石英纤维增强的二氧化硅作为窗口材料。

弹体材料

火箭或导弹的弹体主要由仪器舱、箱体、过渡段和尾段组成。箱体以外的部分主要起结构支承作用，多采用高强度铝合金制成半硬壳式结构或蜂窝结构。液体火箭的箱体材料既要求强度又要求耐蚀性能。早期的液体火箭箱体选用铝-镁合金。 随着钣金成形和焊接技术的进步，后来改用铝-铜-镁系、铝-锌-镁系高强度铝合金制作箱体。为箱体内部增压的高压气瓶多用钛合金或高强度钢制作。为改变发动机推力的方向，一种方法是在尾段上装燃气舵。燃气舵受到喷焰的高速冲刷，烧蚀严重，故多采用特种石墨或钨、钼等难熔金属制作，表面再覆以抗氧化涂层。另一种方法是采用摇摆式发动机或摆动喷管，为此弹体尾段须装有柔性防热材料，如玻璃纤维增强硅橡胶，以防止火焰的辐射热对尾段内各系统的损害。此外，弹体内的活门、管路系统还需要使用各种密封材料。

发动机材料

液体火箭发动机主要由涡轮、推进剂输送泵和燃烧室组成。涡轮材料主要是镍基、钴基合金。泵壳体采用高强度、高致密性的铝合金铸件或钢铸件。燃烧室的工作环境最为严酷，室内燃烧温度高达3000°C以上。任何材料在这温度下都会软化以至熔化，只有对燃烧室进行冷却才能保证材料有必要的强度。燃烧室的结构按冷却方式分为三类:①再生冷却式燃烧室，其结构又分为夹壁式和管束式两种。夹壁式燃烧室的内外壁大多用不锈钢经高温钎焊制成。 某些大型液氧-液氢发动机燃烧室内壁用铜-银-锆合金制造，以增加冷却效果，外壁用金属镍电铸成形。管束式燃烧室是用多根纯镍或不锈钢薄壁异形变截面管捆绑钎焊而成。②辐射冷却式燃烧室用钼、铌等难熔金属制造，延伸喷管则用铌、钴、钛合金制造，表面涂覆抗氧化和具有高辐射系数的特殊涂层。③烧蚀冷却式燃烧室的内壁用高硅氧纤维增强树脂作烧蚀材料，外部用钛合金作承力壳体，喉部装有石墨镶块以增强耐烧蚀能力。有的发动机用多孔金属面板作为顶部推进剂喷注器的安装板，以增加冷却效果。固体火箭发动机的装药壳体最初用高强度钢制造，后来改用钛合金、玻璃纤维或高强度、高弹性模量有机纤维增强环氧树脂。壳体内部衬以橡胶类隔热材料。喷管喉部初期用钼、钨等难熔金属作喉衬，后用钨作为难熔骨架，渗入铜、银等金属作为自发汗冷却剂。最新式的发动机喷管喉部采用热解石墨、碳纤维增强碳材料作喉衬，提高了抗烧蚀性能。

非结构材料

火箭和导弹的特殊工作环境和贮存环境，需要使用诸如耐高温或耐低温的润滑材料、真空密封脂、高级液压油、无机化合物防火腻子、防潮防霉防腐蚀的油漆和涂料等非结构材料。

隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。首先，隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面，最好采用凹面，这样可以使散射的信号偏离力图接收它的雷达。隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料，吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。雷达吸波材料分两大类，一类是谐振型，一类是宽频带型。其中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。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。运用最新的材料，隐形飞机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相同。