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戰機用什麽材料來達到隱身的效果最好?

2019-10-6 15:48:28      點擊:

雷達(radar)原是“無線電探測與定位”的英文縮寫。雷達的基本任務是探測感興趣的目標,測定有關目標的距離、方問、速度等狀態參數。雷達主要由天線、發射機、接收機(包括信號處理機)和顯示器等部分組成。
雷達發射機產生足夠的電磁能量,經過收發轉換開關傳送給天線。天線將這些電磁能量輻射至大氣中,集中在某一個很窄的方向上形成波束,向前傳播。電磁波遇到波束內的目標後,將沿著各個方向產生反射,其中的一部分電磁能量反射回雷達的方向,被雷達天線獲取。天線獲取的能量經過收發轉換開關送到接收機,形成雷達的回波信號。由於在傳播過程中電磁波會隨著傳播距離而衰減,雷達回波信號非常微弱,幾乎被噪聲所淹沒。接收機放大微弱的回波信號,經過信號處理機處理,提取出包含在回波中的信息,送到顯示器,顯示出目標的距離、方向、速度等。雷達與反雷達手段不斷博弈,F22利用隱身外形與塗料躲避雷達,055則裝上SX雙波段雷達提高探測廣度與精度。就戰機而言,有沒有可能一勞永逸的解決雷達的威脅呢?

盡量折射,避免反射。雷達的探測方式是發出一道電磁波,經目標反射回來接受,然後計算出目標的信息。雷達電磁波就是更高頻的光,反射特性與光相同,因此隻要保證電磁波反射到其他地方,而不是發射點,那麽對雷達來說,天空中就什麽都沒有了。貫徹這個思路,F35采用了目前最先進的連續曲麵設計思路,將電磁波反射到其他地方。隱身外形目前已經很普遍,對付點雷達很好用。所以有能力的國家都開始將雷達聯網,不同的雷達發射電磁波,所有的雷達一起接受,總有一個能接收到反射回地麵的雷達波,稍加計算就能得到目標信息。因此在雷達陣的加持下,隱身外形無處遁形。

▲F35的連續曲麵設計,能夠很好的散射雷達波

雷達吸波材料可通過阻止反射無線電波來幹擾雷達係統。雷達吸波材料多種多樣,其中包括非共振磁性雷達吸波材料和共振雷達吸波材料。由非共振磁性雷達吸波材料製造的塗料含鐵酸鹽粒子,可將飛機表麵“吸收”的雷達波作為熱量散發掉。這種材料可降低雷達的“可見度”,並可在一個寬廣的雷達波頻率範圍內使用。
共振雷達吸波材料則隻在一個很窄的頻率範圍內有效,不過隻要雷達波頻率在該材料的設計範圍內,它的效率就非常高。經計算,這種材料的厚度與雷達波的波長一致時,就能像被“調諧”了一樣可吸收特定頻率範圍的信號。

美國的試驗攻擊機F117就是用的這種思路。其機身表麵包裹著一層可以吸收電磁波的塗料,對外能吸收雷達波,對內則能阻擋紅外信號外露,在南斯拉夫簡陋的雷達陣麵前堪稱完美。這種塗料由納米級別的多種粒子構成,吸納電磁波的能力非常強。不過F117身上的塗料還不夠強大,所以被擊落。在F22F35身上,美國人不僅更新了外形,也更新了塗料,它們的隱身能力必定更上一層樓。塗料雖然能吸收電磁波,卻不是絕對吸收,沒有能吸收所有電磁波的萬能塗料,因此不同波段雷達與塗料之間的拉鋸戰還在不斷進行。


▲F35身上的綠皮應該就是某種複合材料圖層

有朋友問,木頭擋不住電磁波,那直接用木頭做飛機豈不就隱身了。不可否認,木頭對電磁波的反射相當弱,的確有一定的隱身效果。雖然飛機不可能完全由木頭製作,但若假設有一架百分百木頭油漆飛機,二戰的雷達是很難找到的。不過對對現代雷達來說,基本沒有壓力,隻是雷達波會小很多,會影響對物體大小的判斷,和隱身飛機相同。雖然木頭不是合適的材料,但還有其他非金屬材料選擇,比如F35機身上就使用了大量非金屬複合材料,其中有一部分也用在機身表麵。複合材料的隱身效果尚且不知,但可以確定其結構強度不如金屬材料,使用比例會嚴重受限。除此以外,隱身界還有蘇57是比較神秘的,號稱使用了等離子隱身技術,實在不知道是什麽,咱也不敢問,隻能等印度或者土耳其出評測了。