| 比美國先進?中國隱身塗料取得新突破 |
| 送交者: 嵐少爺 2025年10月24日16:42:03 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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10月24日,香港《南華早報》報道稱,中國團隊研發出用於隱形飛機的智能超強塗層,新材料可承受高達1000 攝氏度的高溫,可能徹底改變戰鬥機的隱身難題問題。並表示,這種靈活、耐用的飛機塗層,可以吸收雷達波,並重新定義空中隱身戰機的未來。內容中提到,這一關鍵材料的論文於近期發表在《先進材料》國際學術期刊上,由北京大學、北京工業大學和哈爾濱工程大學的多名專家組成的團隊聯合發布,論文中詳細介紹了一種可擴展、靈活且超薄的超表面隱身材料,並明確指出適用於航空航天電磁波吸收。 從內容中我們得到這麼幾個重點信息。首先是這種材料類似於柔軟的布料,但兼具輕質、柔韌性和耐高溫的特性,還有很強的雷達波吸收能力。其次,這種材料非常穩定,暴露於600攝氏度高溫的空氣中五分鐘,以及在真空中長期加熱至1000攝氏度後,仍能保持一致的吸波性能。在每秒200 米的高速氣流下,損耗不到1%,超表面圖案和薄層電阻保持完好。這種特性非常符合隱身戰機的塗層,現階段像美國這種全球第一個發展隱身戰機的國家,在隱身塗層的發展上一直都還面臨着諸多技術難題。 如隱身塗層在雨洗、沙塵、紫外、鹽霧、機械擦傷、高溫等環境下會退化,出現開裂或脫落等問題,長期服役需頻繁修補,維護工時和費用高。還有紫外線、甚至鳥糞、雨水、蟲擊等都會使其性能退化,穩定性較差。就像B2“幽靈”隱身轟炸機,每次出動後都需要對全機進行隱身檢測(含紅外、毫米波測試等),整個過程長達24小時。飛行時長10到15個小時,就需要局部塗層修復、裂紋填補、打磨重塗等,耗時1到3天。飛行時長達到100個小時,需要對全機隱身重塗或關鍵區域重新噴覆,時長1到2周,這就導致B2“幽靈”隱身轟炸機的小時飛行成本極高,還需要恆溫機庫對其進行停放。 據美軍審計署本世紀初的報告:B2平均每飛行1小時,就需要約119小時的地面維護,其中隱身維護占比高達三分之一以上。換算下來,每飛行一小時的維護成本高達130000美元。如果拿今年6月美國7架B2“幽靈”從美國本土出發突襲伊朗核設施近40小時的飛行時長來計算,這趟飛行僅維護成本就達到了3640萬美元,飛行成本是極其高昂的。 雖然隱身優勢給予了該飛機無與倫比的作戰優勢,但帶來的成本連財大氣粗的美國也是難以承受的,並希望在下一代B21“突襲者”隱身戰略轟炸機上降低使用和製造成本,實現大規模裝備。即使是後來的F22“猛禽”隱身戰機也出現類似的問題,F22採用的是一種含鐵氧體、導電聚合物和碳基材料的多層複合吸波材料,厚度僅幾毫米。早期F-22服役後,美空軍發現它的隱身外皮和B2一樣極其“嬌貴”。 根據2010年前後美國政府問責署與空軍後勤司令部公開的數據顯示,F22每飛行1小時,就需要約30小時維護,其中隱身相關維護占一半以上時間, 平均每飛行10~15小時就需一次隱身表面檢測與局部修補。特別是在高速飛行時,機體表面溫度一旦超過150°C,隱身塗層容易龜裂或起泡,尤其是機翼前緣、進氣口等部位最容易受損。另外,F22同樣需要恆溫機庫進行停放。儘管2010年以後,洛克希德馬丁公司為F-22引入一種新型“噴塗式隱身塗層”,成本有效降低,但依舊無法解決無法耐高溫,耐腐蝕等問題。 就算是最新的F35“閃電”隱身戰機,也沒能擺脫這一難題,今年7月卡爾文森號航母上一架鏽跡斑斑的F-35C戰機就在互聯網上引起了熱議。導致出現生鏽的一大問題,主要是因為F-35戰機隱身塗層中含有鐵元素,使得在航母這種高鹽度、高濕度的環境中容易氧化,從而引發了生鏽問題。這也就說明,美國依舊沒有解決隱身塗層無法耐受高溫和高腐蝕環境等問題。從一定程度上影響了出動效率,以及維護成本。 鏽跡斑斑的F35 F35機身氣泡,開裂 所以,中國提出的新型隱身材料,具備耐腐蝕和耐高溫,還具有穩定的吸波特性,將有效解決隱身塗料的一大技術難題,也是一次重大技術突破。實際上,在今年的長春航展上,殲20的展出外界就已經展示出了這一特性,當時觀眾看到維修人員用使用無塵布擦拭殲20戰鬥機的表面,進一步表明該飛機的雷達吸波塗層不是那麼嬌貴,還易於維護,此前還有不少報道提出殲20不需要恆溫機庫停放。表明殲20從一開始,其隱身塗層就已經能夠適應複雜的作戰環境,長期部署也未出現隱身塗層脫落,生鏽等問題。 地勤人員用無塵布擦殲20 對此,研究人員還表示:“將這種超表面直接集成到飛機的隔熱層中,可以將雷達反射降低到-42分貝,而不會增加飛機的重量或改變飛機的結構。”這裡提到的“射降低到-42分貝”我們解釋一下,其實是指“雷達反射截面積”,如果以1平方米作為參考目標,降低到-42分貝,相當於回饋的雷達反射面積僅有0.000063平方米,大約相當於一個 金屬彈珠或昆蟲大小的反射面積。 如果按照戰機俯視80平方米的截面積來計算,使用該材料後的雷達反射截面僅為0.00504平方米,大約相當於一張信用卡大小的金屬反射面積,這還是以最大的機身面積計算的,如果是側面或者正面還要更小,我們假如一架戰機的正面雷達反射截面積為20平方米,使用該材料後的雷達反射面積僅為0.00126平方米,相當於一個火柴盒的大小。 另外他們還表示,這種材料還可運用於衛星保護、國防其他平台的隱形平台以及極端工業或太空環境中的高溫保護和電磁屏蔽等,具有非常廣泛的用途。所以,這些材料的成功,將進一步提升中國在發展隱身作戰飛機,太空探索和精密工業設備發展上的影響力。 |
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