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官方新聞稱中國研製世界最先進隱身材料,設計人員卻否認最先進?

近期新聞上,中國華中科技大學研製的一種新型隱身材料成為了熱點。它被冠以「世界最先進隱身材料」的稱謂,但研製人員的表態卻非常低調,這是為何?


一:從技術原理和理念上,自適應隱身塗料技術是世界上最先進的


飛機要隱身,它需要兩個方面作為基礎。首先是它需要一個不會形成特彆強烈反射特徵——比如避免蘇27那種直通發動機吊艙設計的氣動外形。其次是它需要隱身材料,吸收和衰減照射到自己身上的雷達波。在對面的雷達波照射過來以後,這些隱身材料會吸收雷達波,使它不斷在內部衰減並轉換成熱量。


官方新聞稱中國研製世界最先進隱身材料,設計人員卻否認最先進?



圖:維護人員在修補B2隱身轟炸機上的隱身塗層


而傳統的隱身材料——或者說目前可以實用化的所有隱身材料,都是採用被動、性質不能變化的設計——你可以簡單的認為它就是個「死物」。無論是從美國的F117到F22、B2、F35,還是中國的殲20,都是如此。這類設計最大的缺陷,在於它的適應能力有限,最好的隱身表現只能在特定的條件——比如所在環境的電磁波信號背景、照射到它的雷達波性質(波段頻率等)下。


官方新聞稱中國研製世界最先進隱身材料,設計人員卻否認最先進?



圖:雖然具體技術進步極大,但實用化的隱身材料從F117就沒有改變過最基本的工作原理


而國內此次研製的,實際上是一整套的「自適應隱身」技術。它的原理是,飛機即時感受到環境背景、以及照射到自己身上的雷達/光學(比如激光)變化;然後根據預先設計好的規律,分析這些變化並向隱身材料給出指令;最後飛機上各個地方的隱身材料會各自根據需要,改變自己的吸波特性(吸收哪些波段的雷達波,吸收多少、反射多少),讓飛機總體特徵極難以和四周環境區分。


和如同死物的傳統隱身材料相比,自適應隱身系統就像是變色龍的皮膚一樣。它實際上是三個部分組成的系統:外界信號採集部分,信號處理和控制部分,目標可探測信號生成部分。新聞中單獨提到的隱身材料,就是目標可探測信號生成部分。

二:自適應隱身材料為何被研究人員稱為冷門?只因技術難度太大,不知何時能實用


然而正如研究人員所說,「我們只是在一個業內關注較少的次領域進行了研發,新技術所帶來的改變還遠遠達不到與美國抗衡,甚至挑戰美國的地步。而且目前該技術在應用上還有很大局限,尚有許多問題有待解決」。


實際上自適應隱身技術的概念和思路,並不是中國首創;這方面美歐、日本的起步都要早得多。而且即使是在中國,這種技術方向至少在90年代就被陸孝彭(強5總設計師)陸老,在他的輕型隱身四代機方案探索中提出過。



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圖:同一隻變色龍根據不同環境,改變自身吸收、反射光線的特性,實現變色的過程截圖。自適應隱身技術,就是在現有隱身飛機的基礎上,引入「變色」功能。


不同之處在於,當時陸老的設想,是在飛機蒙皮上敷設大量的類似於印刷電路的結構,通過主動調整上面載入的電荷,實現信號反射特徵的變化,達到隱身目的。而在今天,這類技術的主流設計都是通過特別的功能材料來實現的——比如日本開發的用導電玻璃纖維和鐵氧體製成複合結構的高效動態吸波體。

這類技術既然理論性能優勢如此強大,而且存在極大的軍事需求,為何會成為冷門領域?原因就是技術難度太大了,不僅僅隱身材料如何開發,目前還處於非常艱難的起步階段——至今未能建立起系統化的理論,得到的產品性能也比較有限。僅僅是即時、靈敏的察覺各個方向上的電磁波這一條,即使是現在最好的專業電子戰飛機,都還不足以達到自適應隱身系統的要求。


當然,任何技術都不會自己成熟起來。如果不從現在就著手研發,未來我國在這一領域就只能跟著別人屁股後面跑。從這一點上來說,為我國開發自適應隱身技術的科研人員,他們的工作意義並不亞於殲20和殲31上所應用的傳統隱身技術開發;而從甘願坐冷板凳、願意為國家選擇榮譽、關注度和待遇都更低的領域這一點來說,這些科研人員尤為值得敬佩。




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