国外隐身材料发展新动向_国外隐身涂料及其发展
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国外隐身材料发展新动向
国外隐身技术及材料研究始于第二次世界大战期间,起源于德国,发展于美国并扩展到英国、法国、俄罗斯及日本等发达国家。美国目前拥有隐身飞行器装备部队,并处于国际领先地位。俄罗斯、德、法、英、瑞典、加拿大、日本等国家也都在竞相发展隐身技术,并在新一代作战飞机中广泛应用。
20世纪50年代,美国开始研究隐身技术,70年代中期美国制定的综合应用多种隐身技术研制隐身飞机的“黑计划”和研制过程一直处于严格的保密状态,直到80年代美国军方才相继公布了F-117A隐身战斗机和B-2隐身轰炸机的外观。迄今为止,美国已研制出10余种准隐身飞机、8种隐身飞机、12种无人驾驶隐身飞机、7种准隐身垂直/短距离起落飞机和直升机、多种准隐身巡航导弹和其它类型导弹以及数种中、小型舰艇。其杰出代表是F-117A隐身战斗机、B-2隐身轰炸机、F-22先进战术隐身战斗机和A-12先进战术战斗机,均采用了不同类型的隐身材料。
F-117A是第一种按低可探测技术设计的实用型单座亚音速隐身攻击战斗机,具有很好的雷达、红外和目视隐身能力。F-117A以铝合金结构为主,机体表面几乎全部涂覆了黑色的雷达吸波材料。部分结构件,如翼梁、翼肋、大梁、机翼前缘、发动机舱、前机身、蒙皮及某些机内部件被涂覆了铁氧体涂料。一份报告指出,有6种不同种类的雷达吸波涂层用在F-117A上。
目前,美国空军正着手对F-117A进行改型,将在全天候对地攻击能力和应用F-22飞机隐身涂层技术两方面进行改进,改进后的型号为F-117MLU。
B-2于1989年开始试飞,1993年交付美国空军使用,其900平方米外表面的95%涂覆一种具有不同厚度的韧性隐身涂层。B-2每次飞行后,都需要对其表面进行掉屑、划伤和腐蚀等方面的检查,且在两次飞行之间必须对损坏的蒙皮进行修理。另外,这种韧性隐身涂层每五年要更换一次,在B-2的整个寿命期内,大约要更换4次,以保证它的隐身特性。
A-12又称舰载隐身攻击机,将有可能成为美国海军今后10年唯一的一种全新飞机。它具有20世纪90年代中期以后战争环境要求的低可探测性和纵深遮断能力,将取代A-6E舰载攻击机、S-3B反潜机和E-2C早期预警机。
YF-22A和YF-23A先进战术战斗机于1990年分别试飞成功。其中,YF-22A被美国空军认定为21世纪初主力重型战斗机,代号为F-22,用于替代现役的F-15战斗机。F-22综合平衡了隐身性能、超音速巡航、敏捷性、可靠性和维护性的不同要求,其雷达反射截面积(RCS)为0.01~0.1平方米,且可像普通战斗机一样在任何天气下使用和维护。
F-22采用了更先进、更成熟的隐身材料:大量采用了复合材料结构,复合材料占整个结构重量的26%;在重点部位(如进气道和机翼前后缘)采用了将吸波涂层涂覆于吸波结构材料表面的方法,高频雷达信号被表面吸波涂层吸收,低频雷达信号则被吸波结构材料吸收;发动机舱外蒙皮以复合材料取代钛合金,既减轻结构质量,又提高隐身性能;发动机的推力换向和反推力喷管以及发动机周围的构件可能采用了陶瓷基复合材料,以提高对红外和雷达波的吸收能力。另外,座舱盖采用新开发的铟锡氧化物陶瓷镀膜,透光率达到85%。F-22将于2005年投入使用。
美国研制的最新一代联合攻击战斗机JSF的隐身特性与F-117A、B-
2、F-22大致相同。据称,要保持JSF的隐身特征将比前一代飞机所需工作量和费用均减少90%。JSF的RCS为0.001平方米,相当于高尔夫球大小。
欧洲战斗机(EFA)于1988年开始研制,1991年在德国首飞。EFA在进气道中涂覆雷达吸波涂料以及使用了能散射雷达波的金沉积镀层的座舱盖,RCS为2平方米。
俄罗斯米格和莫斯科飞机生产联合企业于1999年1月12日公布了最新一代(俄罗斯第五代)多用途军用歼击机1.44,据称其隐身性能与美国F-22相当,RCS为2~3平方米。
日本三菱公司的SX-3战斗机(F-16改进型)的翼面为全复合材料,翼展加大的机翼前缘涂覆了雷达吸波涂料。
瑞典将隐身技术应用于战舰,新一代隐身战舰YS2000是世界上RCS最小的战舰。
目前,世界上正在研制的第四代超音速歼击机,机体结构采用复合材料、翼身融合体和吸波涂层,使其真正具有了隐身功能,而电磁波吸收涂料和电磁、屏蔽涂料已开始在隐身飞机上涂装。美国、俄罗斯等国家新一代空对地、地对空导弹的隐身正朝着轻质、宽频带吸波、可喷涂、具有空气动力学和热稳定性良好的隐身材料方向发展。《中国化工报》2002.11.12 文/朱航飞