引言

    隨著世界各國探測技術的不斷提高，防空力量的不斷增強，對于深入敵后進行特殊戰略任務而又缺乏大規模火力支援的飛行器來說，良好的隱身能力可提高其戰場生存能力和突防能力。在未來日趨激烈的空戰中，隱身性能好的飛機將占據壓倒性的優勢，可實現先敵發現、先敵攻擊、從而首先消滅敵人。在1991 年海灣戰爭中，美軍派出了42 架F-117A 隱身戰斗機，出動1 300 余架次，投彈約2 000 t,在僅占2% 架次的戰斗中攻擊了40% 的重要戰略目標，自身卻沒有受到任何損失。從F-117 隱身飛機的優異表現可以看出，隱身武器在未來戰爭中將發揮重要的作用。

    進入21 世紀，世界各軍事強國已研制出自己的隱身飛行器，隱身技術的發展也進入了新的階段。美國在隱身技術的發展上起步最早，并處于世界領先水平，其中F-117 戰機和B-2 轟炸機已在實戰中顯示出了優良的性能。而緊隨其后，俄羅斯的第五代戰機也擁有良好的隱身性能。此外，世界各軍事大國都在進行該方面的研究，如法國研制的幻影戰斗機，阿帕奇隱身導彈； 日本的ASM-1型，ASM-2 型反艦隱身導彈等。

    隱身技術有哪些？

    隱身技術按是否需要消耗能量來區分，可以分為有源隱身技術和無源隱身技術。有源隱身技術，即在進行隱身的過程中需要消耗能量，主動采取措施降低武器系統自身的聲音信號、可見光信號、雷達信號、紅外信號等的一種隱身技術，故也稱為主動隱身技術。是指無需消耗能量而進行武器系統隱身的傳統式隱身技術，包括雷達隱身、紅外隱身、可見光隱身和聲音隱身等。材料則在無源隱身技術中發揮著至關重要的作用。接下來，我們一起去看看最新材料隱身技術都有哪些新動向。

（一）仿生技術

    除了進行雷達隱身外，飛行器的可見光隱身也可以通過仿生技術來實現，例如加裝迷彩涂層進行偽裝，正是從飛蛾，蝴蝶的偽裝色而得到的啟發。

    而智能變色材料，則是借鑒了變色龍隨環境顏色不同而改變自身顏色進行偽裝的機理進行研發的。目前階段，世界各國進行仿生隱身技術研究，其重點主要是隱身材料的研制。美國已制出了模擬"變色龍"特點的變色薄膜，其實是一種電致變色材料，通過控制電壓的不同，該材料會發出藍、灰、白等不同顏色光，還能出現濃淡不同的色調。將其制成飛行器蒙皮，只要電壓控制合適，就可以改變飛行器的顏色與背景色相仿，達到視覺隱身的效果。

    （二）智能隱身技術

    智能隱身技術是指隱身目標對環境具有自動感知功能、信息處理功能、自主響應，自動、實時調節自身特征信號實現隱身的一種技術。目前智能隱身技術的研究集中在智能隱身材料研制方面，智能隱身材料主要有可見光智能隱身材料，紅外智能隱身材料，智能蒙皮等。

    美國已研制出多種智能隱身材料，例如一種能吸收雷達波的聚苯胺基復合材料，可用于調節飛機蒙皮的亮度和顏色； 采用導電高分子電致變色涂層（ 聚苯胺/聚二苯胺涂層） 能使武器裝備表面涂層呈現不同的可見光迷彩偽裝，同時也可利用其紅外發射率不同而達到夜間或白天紅外偽裝的目的；Clemson 大學和Geogia 理工學院等單位研發了一種利用光導纖維與變色染料相結合的智能偽裝技術。

    此外，美國還研制了多種智能蒙皮，智能變色布料等。除美國外，英、日、俄等國都研制出自己的智能材料： 俄羅斯研制了電致變色吸波薄膜，該薄膜對視頻和雷達都有隱身作用。英國科學家也研制出了一種新型熱敏化學隱身材料，該材料能在28 ℃時變成紅色，33 ℃時變為藍色，低溫時變為黑色，在20 ℃ ~ 100 ℃條件下具有色彩的全光譜變化性能，可用來實現智能可見光隱身。

    此外，還研制出自適應的雷達吸波結構，能夠自動調節對雷達波的吸收。日本使用導電玻璃纖維制成高頻高效吸波涂料，它具有由電阻抗變換層和低阻抗諧振層組成的兩層結構，其中諧振層是由鐵氧體、導電短纖維與樹脂組成的復合材料。該材料對1 GHz ~ 20 GHz 的雷達波具有智能吸收作用，吸收帶寬達50%,吸收率達20 dB以上。

    （三）雷達隱身材料技術

    材料隱身技術是雷達隱身技術的重要組成部分，在外形隱身技術將飛行器的RCS 做到最優的情況下，采用雷達吸波材料（ RAM） 可以進一步降低飛行器的RCS.材料隱身技術的隱身機理是應用吸波材料的某些特性，如電感應、磁感應、電磁感應、電磁散射等，將入射電磁波能量轉化為其它形式的能量而耗散掉，從而減小雷達回波強度，降低飛行器的RCS.

    從成型工藝區分，吸波材料可分為涂敷型吸波材料和結構性吸波材料。涂敷型吸波材料通常是在飛行器的外表面制成吸波涂層，不起承載作用； 而結構型吸波材料，不僅具有吸波作用，還具有承載作用。美國研制的F-117 隱身戰機、B-2 隱身戰略轟炸機以及F-22 隱身戰斗機，法國的阿帕奇隱身導彈，英法合作研制的風暴前兆隱身導彈等，都大量使用了雷達吸波材料，用來減小機體對雷達波的反射。

    目前在雷達吸波材料研制中，美國處于領先地位，已研制成多種涂敷型吸波材料和結構型吸波材料，涂敷型吸波材料主要有：

    （1） 鐵氧吸波材料，可以用于制作飛機、導彈表面的涂料，鐵氧吸波材料包括鋰-鎘氧體、鎳-鎘氧體和陶瓷鐵氧體等；

    （2）非鐵氧體為基底的涂料，該涂料可使飛機的雷達散射波衰減80%,而質量只有鐵質體材料的1 /10;

    （3）"鐵球"涂料，該涂料包含大量極微小的鐵球，能將雷達波能量分散到整個飛機表面，在飛機蒙皮上產生弱電流，使雷達接收機收不到回波，這種鐵球吸波涂料已在多種飛機上使用；

    （4）"超黑粉"涂料，它具有超強的雷達吸波能力，可以涂敷在飛行器蒙皮上；

    （5）核放射性同位素涂料，用于形成等離子體。

    結構型吸波材料主要有：

    （1）雷達波層板材料，是利用新型熱塑性和固性樹脂及一些陶瓷基材料的介電性能，再添加具有較高電磁透射率的玻璃纖維、芳綸纖維等材料制作而成的吸波層板結構材料。該材料具有透波吸波性能好、強度高和韌性好的特點，主要用在飛機機身、機翼和導彈殼體上。

    （2） 吸波夾層材料，此類材料夾芯層采用透波和吸波性能好的蜂窩、波紋、角錐或其它類型芯材，夾芯壁和夾芯填充各種吸波介質，而反射背襯采用碳纖維復合材料。美國已成功研制出由七層吸波材料構成的蜂窩結構材料，此類材料可用于飛機蒙皮、發動機進氣道和排氣管襯里的制造。

    （3）高溫隱身復合材料，主要用氧化鋁、硼酸鋁、碳化硅和氮化硅纖維制成。目前發展最快的是碳化硅纖維和陶瓷纖維復合材料。

    （四）紅外隱身材料技術

    紅外隱身材料技術主要分為添加劑技術和紅外隱身涂料技術兩個方面。

    1、添加劑技術

    添加劑技術主要是指通過添加劑或特殊燃料等改變紅外輻射波頻帶。例如可以將含金屬化合物微粒的環氧樹脂、聚乙烯樹脂等可發泡高分子物質隨氣流一起噴出，利用其在空氣中遇冷便物化成懸浮泡沫塑料微粒性質，屏蔽尾焰的紅外輻射； 在降溫的設計中，還可以主動釋放液體氮環繞尾焰的冷卻霧以達到快速冷卻的目的； 在排氣口注入吸收劑或懸浮物，可以吸收紅外輻射。添加劑技術已得到較廣泛的運用，如美國的F-117A 戰斗機采用的新型燃料，在燃料中加入鈉、鉀、鉛等元素的添加劑，這樣既能高速燃燒，又可急速冷卻，同時還能抑制和改變尾焰的紅外輻射頻帶，避開探測器的敏感波段。

    2、紅外隱身涂料

    紅外隱身涂料可以分為三類： 迷彩涂料、隔熱涂料、降溫涂料。紅外隱身涂料由粘合劑和顏料組成。其中，顏料對紅外輻射的吸收起主要作用，可以分為三類： 金屬顏料，著色顏料和半導體顏料； 而粘合劑可分為紅外透明有機粘合劑、導電或半導體聚合物、無機粘合劑。粘合劑主要起粘合顏料以及隔熱作用。按作用機理區分，紅外隱身涂料可分為降溫隔熱型和改變紅外輻射特性型。降溫隔熱型涂料可起到隔熱和降低機體自身向外輻射的信號的作用，減少被敵方紅外探測器發現的概率。改變紅外輻射特性型涂料主要是通過改變目標紅外輻射波段實現隱身。紅外隱身涂料通常情況下涂敷在飛行器蒙皮上，由于飛行器各部位紅外輻射不同，所以對不同部位的隱身涂料紅外發射率要求也不同。此外還要求紅外隱身涂料與其它隱身技術兼容，具有較低的陽光吸收率，避免過大的光照加熱等。

    目前已研制出摻有鈦、鐵、鉻等氧化物的氧化鈷涂敷掩飾涂料，該涂料兼有降溫隔熱、改變紅外輻射波段以及減小對背景輻射反射的作用。美國在紅外隱身涂料上進行了大量的研究，目前，已有美國學者將直徑為70 靘 的片狀鋁（ 質量比為38%）摻雜到無機磷酸鹽粘合劑中，制成在10. 6 靘 頻譜區發射率為0. 18 的紅外隱身涂料。在2010 年，又研制出能自動對背景和威脅做出反應的自適應涂層。此外，世界各大國都在進行紅外隱身涂料的研究。

    （五）可見光隱身技術

    可見光隱身技術，又稱為視頻隱身技術。目前，世界各軍事大國在視頻隱身方面的研究主要是進行視頻隱身材料的研制。在此方面，美國和俄羅斯處于世界領先水平。新型的視頻隱身材料主要是智能變色材料。智能變色材料可分為三類： 光致變色材料，熱致變色材料和電致變色材料。美國在這三種材料中均有大量的研究成果，而其余國家主要是進行光致變色材料的研究。

    美國的食肉鳥隱身戰機和法國的海天一色幻影-2000 戰機都是具有優秀視頻隱身性能的飛行器。其中幻影-2000 戰斗機屬于傳統型視頻隱身，其在飛機外表面涂裝了迷彩形成偽裝色，飛機背部迷彩圖案與自然環境色彩相似，底部色彩與天空背景相似，從而使其在飛行過程中，不易被光學設備觀測到，如圖3 所示。

    美國的肉食鳥隱身戰機屬于新型的視頻隱身戰機，如圖4 所示。其蒙皮使用光致色變材料制成，同時在進氣道周圍采取了特殊的反陰影設計。

    由于光致變色材料的反應靈活性，該機能自動感知所處環境背景色并快速改變自身的顏色，調節自身的視覺色彩達到與背景顏色自然和諧的融為一體的視覺效果，減小對比度，從而降低了被敵方視頻觀察設備發現的概率。此外，美國正在研究一種兼有雷達隱身和可見光隱身的主動反照射復合材料。它對雷達波有一定的衰減作用，同時還能根據飛行器所處的環境自動改變自身的色彩，達到視頻隱身的效果。

    （六）聲音隱身技術

    聲音隱身技術采用吸聲材料、聲阻尼材料，如發動機外壁使用陶瓷復合材料、吸聲材料等，對飛行器產生的噪聲進行吸收；通常需要進行聲音隱身的主要是艦艇，尤其是潛艇。

    （七）等離子隱身技術

    等離子體可以通過核放射性元素法和等離子體發生器形成。通過核放射性同位素方法形成等離子體較易實現。由于雷達隱身設計主要是降低飛行器前向和側向強散射源的RCS, 等離子體對入射的電磁波有吸收、衰減和折射的作用，所以，在進行設計時，可以在強散射源部位形成等離子體層而實現隱身。

    目前，俄羅斯的47 金雕隱身戰機，主要運用等離子隱身和材料隱身的復合隱身技術。而其外型上并未進行特殊的隱身設計，這樣保證了其優良的氣動隱身性能。此外，美國在20 世紀末也研制出了等離子隱身天線。鑒于等離子隱身技術的潛在優良性能，英、日、法、德等國在20 世紀初也開始大力研究等離子隱身技術。

    （八）全頻譜隱身技術

    全頻譜隱身技術是指飛行器同時具有雷達隱身、紅外隱身、視頻隱身等多種隱身性能的一種技術，目前，研究的重點是全頻譜隱身材料的研制。

    美國是開展全頻譜隱身技術研究最早的國家，已制出一種新型涂層，該涂層由三種不同的吸波材料組成，底層為雷達吸波材料，中層為紅外吸波材料，外層為可見光迷彩涂料。該涂層在整個電磁波段都具有良好的吸波作用，這樣使飛行器在電磁波段、紅外波段、可見光波段都具有良好的隱身性能，實現飛行器的全頻譜隱身。要做到全頻譜隱身其實不易，但是目前已研制出兼顧多種隱身的隱身材料，如前所述的電致變色材料，是兼有紅外隱身和可見光隱身的隱身材料。

    有理論分析認為，納米復合材料隱身性能覆蓋厘米波、毫米波、紅外線、可見光等波段。摻雜半導體在紅外波段有較低的紅外發射率，在微波和毫米波段有較高的吸收率，同時也不防礙可見光偽裝，是今后研究的重點。目前，美、德、瑞典等國正在積極研制多波段隱身材料，可實現可見光、近紅外、中遠紅外和雷達毫米波四個波段兼容的隱身。

    
    延伸閱讀

    隱身技術也稱隱形技術或低可探測技術。其目的是通過各種隱身手段，降低武器系統的雷達、紅外、激光、電視、可見光及聲音等己方目標的各種可探測特征信號，從而降低目標被敵方探測系統偵查、跟蹤的概率，降低被敵方武器擊中的概率，提高飛行器的戰場生存能力。