“现代无形技术”与化学_隐形材料论文

“现代无形技术”与化学_隐形材料论文

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1989年12月20日午夜,整个巴拿马城沉浸在一片安祥静谧的气氛里,0点30分刚过,突如其来的炸弹从空中直落而下, 顷刻间爆炸声震耳欲聋,伞兵快速降落,朝攻击目标靠拢,这就是美军入侵巴拿马的一次空袭行动。在这次空袭行动中,最先出动的就是F—117A隐身战斗机。

F—117A 是美国洛克希德公司研制的世界上第一架实用隐身战斗机,1981年6月试飞成功,其最大特征是突出的隐身性能, 它采用了外形隐身技术、材料隐身技术和红外隐身技术等。

隐身技术,人们又称为隐形技术,它是改变武器装备等目标的可探测信息特征,使对方不易发现或发现距离缩短的综合性技术。

隐身技术广泛使用了吸波材料,F—117A 机体表面使用了六种不同的吸波涂料,其中之一是在SR—7 高空侦察机上使用过的高效耗能型吸波涂层,此涂层中使用的活性成分就是一种直径不足1μm玻璃球,每个玻璃球覆盖着一层磁性金属铁氧体(铁的氧化物)涂层。这些球体就象低效的微型无线电天线一样,起到吸收无线电波并在它反射前耗尽其能量的作用。

1988年11月22日,美国加利福尼亚的帕姆代尔展出B—2隐形战略轰炸机,它大量使用复合和聚合物材料,其机身上涂着一层深灰色的隐身材料,它是以合金为基体与碳化硅纤维复合的一种先进复合材料,称为“金属基复合材料”。

碳化硅纤维是以碳和硅为主的多晶陶瓷纤维,可用化学气相沉积法将碳化硅沉积在钨芯和碳芯上,制成碳化硅纤维。碳化硅纤维可以抵御1100℃的高温,并能抗氧化,而且金属的浸润好,不易发生界面反应,因此,适于制造金属基复合材料。碳化硅纤维另一个引人注目的性能,是其良好的吸波性能,耐射线辐射,可作为作战兵器的隐身材料。把它做成蜂窝夹层状,吸收的雷达波和红外辐射,在其蜂窝结构内不断反射,直到完全被吸收或消散。

B—2的大部分机体结构采用钛合金和增强高级玻璃纤维钢、碳素环氧物非金属材料。有关数据表明:该机使用的复合材料和聚合物材料,占全部材料的一半以上。这些材料既可以减轻飞机的重量,又可以减少雷达散射面积,降低红外辐射,具有一举多得之效。

目前,各大国都把雷达吸波涂料和材料作为研究的重点对象。简单地说,吸波涂料工作原理是利用有限电导率的介质材料,使进入其内的电磁波产生传导电流和位移,并随之出现热损耗,直至完全被吸收。当今,各国研制的雷达吸波材料品种繁多、性能优异。例如,日本研制的铁酸盐吸波材料,它对20千兆赫以下的电磁波吸收率达99%;美国研制的聚四氟乙烯绝缘材料,也足以吸收90%以上的雷达波。

除了上面提到的几种雷达吸波材料外,目前还有多种吸波材料正被一些国家采用。玻璃塑料纤维材料是在塑料中加一定比例的玻璃纤维制成的,它不仅强度高,而且吸收雷达波性能较好。前面提到的F— 117A隐身战斗机,其蒙皮和部分构件就用到了玻璃塑料纤维。美国第四代战斗机YF—22战机也是使用一种超级塑料。它是由塑料加一定比例的聚对苯并噻唑、聚对苯并噁唑和聚对苯并咪唑,并用石墨来增强,因而既轻又坚实,且吸波能力强。

一些国家还开发了能降低红外辐射、减少反射的油漆、涂料和降温隔热材料。美国研制出一种含硫化锌等化合物的油漆,把它涂抹在飞机表面,以抑制红外反射。F—117A就使用了30 %以上的新型降温隔热复合材料。

美国研制的一种舰艇使用的镀铬涂层,它用电镀铬方法制备一种有稳定散射的灰色表面,对红外线具有散射作用,故具有良好的防红外辐射特性。镀铬层具有目视伪装性能,在红外光范围内,还是一种低的辐射体,只辐射10%的红外线。

隐身技术不仅在飞机上应用,而且也在舰艇、坦克、导弹等兵器上各显其能。除上述几类武器外,现在已出现了隐身火炮、隐身鱼雷、隐身雷达、隐身作战服、隐身汽车、隐身机器人等。据报道英国正在研制塑料装甲主战坦克,采用分离式高强度多层复合塑料,以代替原来的均质装甲,其体积较小,车体表面采用可自动变色涂料,能保持与当地自然色调一致,增强了行动的隐蔽性。该型坦克采用氢氧发动机,所释放的热量较小,使来袭导弹难以锁定目标,具有很强的隐身能力。

以上实例可以看出,现代高科技军事装备离不开化学知识,据报刊透露,我国已研制出隐形飞机和发现隐形飞机的雷达技术,展望未来可以断言:谁率先掌握了高科技知识,谁就能占领新世纪的制高点。青少年是祖国的未来,应决心担负起建设祖国和保卫祖国的重任。

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