随着科学技术的发展,隐身技术的应用日益广泛。隐身涂料作为一种方便、经济、适应性强的高科技产品,已经在航空航天、军事装备上得到广泛应用。近年来,美、英、俄、法等军事强国纷纷投入巨资加大隐身涂料的开发力度。显而易见,隐身涂料的发展不仅标志着一个国家科学领域的进步,而且关系到国防力量的巩固。
隐身涂料是隐身技术快速发展的结晶隐身技术是为了减少飞行器的雷达、红外线、光电、目视等观测特征而在设计中采用的专门技术。采用隐身技术是为了飞行器在突防时不易被敌方探测器发现,从而增强攻击的突然性,提高飞机的生存力和作战效能。第二次世界大战后,隐身技术受到人们的青睐,世界各大强国不惜花巨资投入隐身材料的开发,致使隐身技术得到较快的发展。而飞机隐身经过多年的研究与实验,已得到突破性的发展。“隐身”不是依靠单项技术,而是综合利用多项技术的结果,如飞机采用翼身融合体,减少容易造成电磁波反射的尖角和平面;采用向内和向外倾斜的双垂尾,使电磁波发散;采用涡轮风扇发动机来减少喷气的热辐射量;采用二元喷管以滤除大量辐射;飞机表面涂覆放射性同位素,以吸收和屏蔽雷达波和红外辐射;采用各种类型的铁氧体涂层,减小飞机的雷达反射面积等等。据美报道,在飞机隐身性能上,外形作用占90%,吸波材料占10%.目前,最具挑战性的隐身技术是隐身涂料的开发与应用,隐身涂料具有方便、经济、适应性强的特点,现阶段存在巨大的生存和发展空间。
美国早期研制的一种防辐射涂料布,是用橡胶和塑料填充导电的鳞片状铝粉、铜粉或铁磁材料制成的,这些早期材料主要通过增加厚度来提高吸波性能,一般较重,用于舰船和陆地武装设备。
从上世纪50年代起,美国等开展了较为系统的飞机隐身技术的研究,经过20多年的发展,70年代开始研制隐形飞机,80年代装备部队并投入使用,F-117A隐形攻击机、B-2作战轰炸机(据介绍,美国B-2飞机的机身覆盖了一层极其复杂的机身蒙皮,它由300多种环氧树脂和填充材料组成)以及F-22先进战术隐身战斗机均采用了不同类型的隐形材料。这种技术的主要缺点是价格太高,而且会对受保护飞机的飞行技术和性能产生负面影响。近年来,美国又不断用隐身涂料更新攻击机,据欧洲复合材料机构消息,美国著名的特殊材料制造厂商已经研究耐高温隐身涂料在F-35B联合攻击机上的应用,这种隐身涂料也能及时用于JSF生产型飞机,而且它完全不会影响飞机的其他性能。
隐身涂料的应用特性飞机隐身并不是只闻其声,不见其形,而是指尽量降低飞机被敌方雷达、红外辐射等探测系统发现和跟踪的可能性,其中涂料隐身在飞机隐身功能上起到了重要的作用。隐身涂料是固定涂覆在武器系统结构上的隐身材料,按其功能可分为雷达隐身涂料、红外隐身涂料、可见光隐身涂料、激光隐身涂料、声纳隐身涂料和多功能隐身涂料。而在飞机隐身涂料中经常应用到雷达、红外、可见光隐身涂料。隐身涂层要求具有较宽温度的化学稳定性,较好的频带特性,面密度小,重量轻,黏结强度高,耐一定的温度和不同环境变化的要求。因此,多功能隐身涂料是隐身涂料技术发展的必然趋势。
雷达隐身涂料由于雷达侦察是目前世界上用得最多、最有效的侦察手段之一,因此雷达隐身技术自然也就成为一种最重要的隐身技术,国内外有关部门都进行了大量的研究。在雷达隐身与反隐身对抗中,为了防止漏掉最危险的“目标”,必须对每个识别的可信度和威胁级进行综合考虑,因为这涉及到干扰对象的确定和干扰资源的分配,所以只能给出每个识别的可信度和威胁级,才能不贻误战机。而雷达隐身涂料就要最大限度地消除被雷达勘测到的可能性。雷达隐身技术的研究主要集中在结构设计和吸波材料两个方面。目前,应用于飞机的吸波涂料比较多,如铁氧体吸波涂料价格低廉,吸收能力强,应用广泛;羰基铁吸波涂料为磁损耗型吸波材料,吸收能力强,应用方便,但面密度大;陶瓷吸波涂料密度较低,吸波性能好;视黄基席夫碱盐类吸波涂料通过组合不同的盐类可以实现较宽频带的电磁波吸收;放射性同位素吸波涂料涂层薄且轻,具有吸收频带宽,耐用性好,能承受高速空气动力等优点,是飞机用理想的吸波涂料;导电高分子吸波涂料涂层薄且易维护,吸收频带宽,是一个较新的研究领域。
近年来,纳米吸波涂料成为隐身涂料新的亮点。它是一种极具发展前景的涂料,其一般由无机纳米材料与有机高分子材料复合,通过精细控制无机纳米粒子均匀分散在高聚物基体中,以制备性能更加优异的新型涂料。其机械性能好,面密度低,是高效的宽频带吸波涂料,可以覆盖电磁波、微波和红外。它能增强腐蚀防护能力,耐候性好,涂装性能优异。基于以上优点,各国竞相在此领域投入人力、物力开发研制。