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战机用什么材料来达到隐身的效果最好?

2019-10-6 15:48:28      点击:

雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标,测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机(包括信号处理机)和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播。电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离、方向、速度等。雷达与反雷达手段不断博弈,F22利用隐身外形与涂料躲避雷达,055则装上SX双波段雷达提高探测广度与精度。就战机而言,有没有可能一劳永逸的解决雷达的威胁呢?

尽量折射,避免反射。雷达的探测方式是发出一道电磁波,经目标反射回来接受,然后计算出目标的信息。雷达电磁波就是更高频的光,反射特性与光相同,因此只要保证电磁波反射到其他地方,而不是发射点,那么对雷达来说,天空中就什么都没有了。贯彻这个思路,F35采用了目前最先进的连续曲面设计思路,将电磁波反射到其他地方。隐身外形目前已经很普遍,对付点雷达很好用。所以有能力的国家都开始将雷达联网,不同的雷达发射电磁波,所有的雷达一起接受,总有一个能接收到反射回地面的雷达波,稍加计算就能得到目标信息。因此在雷达阵的加持下,隐身外形无处遁形。

▲F35的连续曲面设计,能够很好的散射雷达波

雷达吸波材料可通过阻止反射无线电波来干扰雷达系统。雷达吸波材料多种多样,其中包括非共振磁性雷达吸波材料和共振雷达吸波材料。由非共振磁性雷达吸波材料制造的涂料含铁酸盐粒子,可将飞机表面“吸收”的雷达波作为热量散发掉。这种材料可降低雷达的“可见度”,并可在一个宽广的雷达波频率范围内使用。
共振雷达吸波材料则只在一个很窄的频率范围内有效,不过只要雷达波频率在该材料的设计范围内,它的效率就非常高。经计算,这种材料的厚度与雷达波的波长一致时,就能像被“调谐”了一样可吸收特定频率范围的信号。

美国的试验攻击机F117就是用的这种思路。其机身表面包裹着一层可以吸收电磁波的涂料,对外能吸收雷达波,对内则能阻挡红外信号外露,在南斯拉夫简陋的雷达阵面前堪称完美。这种涂料由纳米级别的多种粒子构成,吸纳电磁波的能力非常强。不过F117身上的涂料还不够强大,所以被击落。在F22F35身上,美国人不仅更新了外形,也更新了涂料,它们的隐身能力必定更上一层楼。涂料虽然能吸收电磁波,却不是绝对吸收,没有能吸收所有电磁波的万能涂料,因此不同波段雷达与涂料之间的拉锯战还在不断进行。


▲F35身上的绿皮应该就是某种复合材料图层

有朋友问,木头挡不住电磁波,那直接用木头做飞机岂不就隐身了。不可否认,木头对电磁波的反射相当弱,的确有一定的隐身效果。虽然飞机不可能完全由木头制作,但若假设有一架百分百木头油漆飞机,二战的雷达是很难找到的。不过对对现代雷达来说,基本没有压力,只是雷达波会小很多,会影响对物体大小的判断,和隐身飞机相同。虽然木头不是合适的材料,但还有其他非金属材料选择,比如F35机身上就使用了大量非金属复合材料,其中有一部分也用在机身表面。复合材料的隐身效果尚且不知,但可以确定其结构强度不如金属材料,使用比例会严重受限。除此以外,隐身界还有苏57是比较神秘的,号称使用了等离子隐身技术,实在不知道是什么,咱也不敢问,只能等印度或者土耳其出评测了。