中國先進隱身塗層正式亮相航展，或將用於未來戰略轟炸機

9月19日，在第十七屆北京航展上，石墨烯產品成為了眾人矚目的焦點，展會上展示了我國自行研製的五代機石墨烯吸波條，而這一材料很可能就是殲-20機身用隱身材料。以這樣公開的方式展出該產品，可見我國國防工業自信正在穩步提高。

這次展示出來的石墨烯材料並沒有性能介紹，但大概可以根據隱身材料的一般特性來推斷。雷達吸波材料是通過吸收入射雷達波的能量來減少反射回雷達波的能量。與電流通過電阻時電能被轉換為熱能耗散在空中一樣，雷達波能量通過吸波材料也會被轉換為歐姆損耗吸收掉。因為照射在飛機上的雷達波只是輻射能量的極少一部分，不會出現機體蒙皮被加熱的情況。

吸波材料按照電磁損耗的機理分為電吸收吸波材料和磁吸收吸波材料。電吸收吸波材料的吸收劑大多採用導電炭黑或者石墨。而磁吸收吸波材料則通常採用鐵氧化物。顯然，這次北京航展展出的是電吸收吸波而非磁吸收。

按照吸波材料的吸收帶寬可分為寬頻類和窄帶類。窄帶吸波材料又稱諧振式吸波材料，往往只能在一個和多個離散頻率上才能實現吸波，如果對方的雷達具備較寬的頻率捷變能力或者多部不同頻率雷達組合探測，這種材料就會失去作用。寬頻吸波材料通常由吸波材料單元組合而成，使之在一個較寬的頻段內具備吸波能力，雖然在非常高和非常低的頻段也不能隱身，但由於這些頻段雷達本身探測目標存在問題，因此也能起到一定的隱身作用。目前尚不知北京航展展出的五代機石墨烯吸波條頻段覆蓋範圍，這種數據因太敏感，估計也不會被公布。

吸波材料還可以按照使用方式分為兩種：一是表面塗敷型，一般塗敷在機體表面的金屬部分吸收雷達波；二是結構型，即該材料是機體的重要組成部分，一般直接用於製造飛行器前緣、腹鰭等具有承力作用又需要吸波的部分。這次北京航展展出的五代機石墨烯吸波條就是第二類。殲-20和機翼前緣和腹鰭等位置估計已經使用，可以有效減少邊緣繞射。

該材料還可以被用於轟-20的機翼前緣生產，因為轟-20本身必然採取B-2式飛鏢隱身結構，正面觀察就是一條粗直線，結構隱身性能優於戰鬥機結構。而同時轟-20的機翼前緣必然很厚，這使得該材料能夠吸收足夠的多的雷達波。兩個因素聯合起來讓轟-20的隱身能力很可能超過F-22。美國官方公布的數據中，B-2的隱身能力就比F-22強，下圖即是B-2使用兩種隱身材料的示意圖，綠色為隱身結構，灰色為塗敷型隱身材料。

為了將雷達波引入吸波材料並將其能量損耗掉，吸波材料一般要具有兩個特性，阻抗匹配特性和衰減特性。阻抗匹配特性就是指要創造一定的條件使得雷達波在吸波材料表面反射率最小，儘可能少的反射雷達波，儘可能多的進入吸波材料內部。衰減特性就是吸波材料在內部損耗雷達波能量的能力。

要使得雷達波完全被吸入，即具有完美的阻抗匹配特性非常困難，這需要吸波材料的相對介電常數和相對磁導率相等，尋找這種材料非常困難，目前科學家只能尋找到兩個參數比較匹配的材料，儘可能多的吸入雷達波。

要增加吸波材料的的衰減特性必須同時提高介質的電導率和磁導率，往往採取增加電導率的方法，但當材料電導率增加時，材料的阻抗匹配特性很差，即材料能吸收很多雷達波，但也會反射回去更多雷達波。為此就必須找一個比較中間數值電導率的材料，最後科學家們選擇了碳（石墨烯也是碳）。

為了增加碳材料的吸收能力，科學家們還將碳材料做成一定幾何體形狀，增加吸收雷達波的面積，下圖所示這種結構是最常用的幾何形狀，雷達波一旦入射到這種形狀後，會被尖劈多次反射，造成多次吸收，大大增強吸收效果。尖劈的高度要讓對手雷達的波長來定，一般為了反射較多的電磁波，尖劈的高度不能超過1倍波長，但要達到非常高的吸收率，就必須增加尖劈高度達到7-10倍波長，顯然，過大過小都是不合理的。如果僅考慮吸收能力，而對手使用的是UHF波段雷達，那麼隱身材料豈不是要厚達一米？

總的來說，針對機載火控雷達所在的X波段，碳材料的吸波能力在-20db～-30db之間，我國在北京航展展出的這款材料也不會超過這一數值，能將RCS降低到原來的1/1000～1/100之間，這已經相當不錯了。

全文完，謝謝閱讀。

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