隱身飛機(jī)雷達(dá)吸波材料背后的“魔法”

2017-05-01 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

一般來(lái)說(shuō),隱身外形對(duì)于減小雷達(dá)截面積(RCS)的貢獻(xiàn)占90%,而雷達(dá)吸波材料(RAM)只占10%。如果說(shuō),使用RAM可以將飛行器的RCS減小一個(gè)數(shù)量級(jí),那么利用隱身外形則可以將RCS降低3~4個(gè)數(shù)量級(jí)。但是,在某些目標(biāo)信號(hào)特征范圍內(nèi),RAM發(fā)揮的作用遠(yuǎn)超上述水平。值得注意的是,外形隱身技術(shù)進(jìn)展緩慢,似乎已經(jīng)逼近天花板,而隱身材料技術(shù)的研究卻飛速發(fā)展。

材料對(duì)隱身的作用

一種物質(zhì)吸收電磁波的能力取決于兩個(gè)參數(shù),即介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。兩者分別描述的是一種物質(zhì)儲(chǔ)存電勢(shì)能和磁能的能力。存在電勢(shì)能/磁能的本質(zhì)是因?yàn)椴牧现写嬖谠蛹?jí)、分子級(jí)或晶格級(jí)的電偶極子/磁偶極子。

當(dāng)電磁波作用到材料上時(shí),這些偶極子指向與磁場(chǎng)相反的方向。在某些材料中,當(dāng)電磁波消失時(shí),這些偶極子很容易恢復(fù)為中性。在另外一些材料中,這些偶極子具有“黏性”,既需要更多的電磁波能量才能使其指向與磁場(chǎng)相反的方向,也需要對(duì)之施加額外的能量才能使其恢復(fù)到中性。因這部分額外的能量最終在材料中損耗掉了,所以稱這種材料的介電常數(shù)或磁導(dǎo)率具有吸收分量。

RAM是由基體材料和填充物組成的復(fù)合材料。基體通常選擇的是介電常數(shù)損耗分量較低的材料,這類材料相對(duì)介電常數(shù)通常較小而磁導(dǎo)率可忽略不計(jì)。電磁波穿過(guò)基體材料時(shí)損耗很小,這正是選擇基體材料時(shí)需要考慮的物理特性。典型的基體材料一般是不導(dǎo)電的聚合物,包括塑料、玻璃、樹脂、聚氨酯和橡膠等。陶瓷具有較高的磁導(dǎo)率和較強(qiáng)的耐熱性,而泡沫和蜂窩結(jié)構(gòu)由于包含有大量空氣,介電常數(shù)(即電能儲(chǔ)存能力)特別低。

有人可能設(shè)想用一些能透過(guò)電磁波的材料來(lái)制造飛機(jī)蒙皮,但是蒙皮里的物體, 如傳感器、燃油、金屬機(jī)體、發(fā)動(dòng)機(jī)零件甚至飛行員也會(huì)反射雷達(dá)波。事實(shí)上,隱身蒙皮的底層是高導(dǎo)電率的材料(金屬),這種材料能夠強(qiáng)烈反射電磁波,從而避免電磁波透過(guò)蒙皮并在其他物體上產(chǎn)生復(fù)雜的回波。

RAM填料通常是由“損耗材料”(即介電常數(shù)損耗分量較高)制成的顆粒,或者是覆有“損耗材料”涂層的顆粒。碳是一種良好的“損耗材料”,因?yàn)殡姄p耗與電導(dǎo)率成正比,而碳的電導(dǎo)率處于金屬和絕緣體之間。磁吸收層需要應(yīng)用介電常數(shù)一般但磁導(dǎo)率(表征磁能儲(chǔ)存能力)很大的材料,一般是羰基鐵(純粉末狀的金屬)或是氧化鐵(也稱為鐵氧體)。這些材料可以混入橡膠或是分散到涂層材料中,而鐵氧體通常燒結(jié)到某種貼片材料中。

材料的介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和損耗分量越大,材料能夠吸收的電磁能就越多。但是,當(dāng)電磁波傳播到兩種介質(zhì)的邊界處時(shí),能量會(huì)被反射而不是進(jìn)入另外一種介質(zhì)。反射能量的多少取決于兩種介質(zhì)的阻抗,即每種材料磁導(dǎo)率和介電常數(shù)比值的平方根。在穿越邊界時(shí)阻抗改變?cè)酱?反射的能量越多,被吸收的能量越少。因此,RAM設(shè)計(jì)必須綜合考慮吸收率與表面反射率,以最大限度地吸收電磁波。

材料的電磁特性也會(huì)隨頻率而變。在頻率較高的雷達(dá)頻段,任何磁性材料的阻抗都不可能接近空氣(因?yàn)殡姶挪ㄟ_(dá)到飛機(jī)表面時(shí),飛機(jī)表面就是邊界,兩邊的介質(zhì)分別是蒙皮材料和空氣),因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的表面反射。但是,如果表面吸波材料厚度為1/4波長(zhǎng),金屬底層反射的電磁波就會(huì)與表面反射產(chǎn)生相干抵消效應(yīng)。由于磁性RAM的磁導(dǎo)率較高,所需材料厚度較小。采用諧振頻率為1~18GHz、厚度為0.1~0.5cm的商用“諧振吸收體”即可達(dá)到20dB(99%)的吸收性能。該項(xiàng)技術(shù)固有的作用范圍不大,屬于窄帶,在諧振頻率點(diǎn)以外15%的范圍內(nèi)都有顯著的吸波效果。

考慮到帶寬有限、重量大和成本高,介電吸收體是高頻段的首選寬帶吸收材料。由于電介質(zhì)沒(méi)有磁性特征,其阻抗與空氣相差太大,但通過(guò)應(yīng)用分層材料——每層材料中碳粒越來(lái)越集中,就可以實(shí)現(xiàn)在介電常數(shù)、電導(dǎo)性和介電損耗都逐步增大的同時(shí)阻抗逐漸減弱。通過(guò)調(diào)整分層材料的設(shè)計(jì),還可以使對(duì)消最大。這種阻抗?jié)u變的介電吸收體能使反射減少20dB,且其帶寬很容易覆蓋高頻區(qū)。不過(guò),分層材料的厚度需要達(dá)到一定值才能在低頻段實(shí)現(xiàn)吸收——X波段(8~12GHz)需要2.5cm,500MHz需要11.4cm。

另一種方法是應(yīng)用物理梯度。這些“幾何過(guò)渡”的吸收體采用的是垂直于波的均勻材料尖體,其中最常見的一種是吸波暗室(用于RCS測(cè)試)里的錐形吸收體。在高頻段下,波在這些結(jié)構(gòu)中來(lái)回反射,但每次反射都會(huì)有能量損失。如果波長(zhǎng)相對(duì)于結(jié)構(gòu)足夠大,波表現(xiàn)出來(lái)的效果好像是穿過(guò)一種性能漸變的材料。這類吸收體能將反射減少60dB,但要想在30MHz起作用,結(jié)構(gòu)厚度需要4.57m。

與常識(shí)相反的是,在低頻段時(shí),部分磁性材料更有效,因?yàn)樗鼈兊哪芰績(jī)?chǔ)存能力即磁導(dǎo)率增大了。在30M~1000MHz范圍內(nèi),某些鐵氧體表現(xiàn)出極高的電磁波壓縮效應(yīng),阻抗接近空氣。厚度為0.64cm、面積密度為34.18kg/m2的商用鐵氧體磁瓦,能將甚高頻(VHF)波段的反射減少20dB以上,將超高頻(UHF)波段的發(fā)射減弱10dB。

到目前為止,我們討論的都是如何減少鏡面反射,實(shí)際上,RAM在減少表面波輻射方面也是非常有效的。這些電磁波是雷達(dá)照射目標(biāo)時(shí)因?qū)щ姳砻娈a(chǎn)生的電流而發(fā)射出來(lái)的。當(dāng)這些表面波沿表面移動(dòng)時(shí),會(huì)發(fā)射出行波,通常其發(fā)射角與入射余角相近;當(dāng)表面波遭遇不連續(xù)性表面,比如達(dá)到機(jī)體邊緣時(shí),或者遇到表面縫隙、結(jié)構(gòu)臺(tái)階或是材料變化時(shí),會(huì)激勵(lì)出邊緣波。邊緣波的能量更集中,接近鏡面反射。表面電流并非沿著材料的厚度方向而是沿著長(zhǎng)度方向穿過(guò),RAM的作用相當(dāng)于波導(dǎo),捕獲電流并加以吸收。厚度僅為0.076cm的磁性RAM就能很好地抑制表面電流。

當(dāng)然,上述多種技術(shù)可以進(jìn)行組合應(yīng)用。0.76cm厚的分層磁性材料能在2~20GHz范圍內(nèi)減縮10dB。由物理梯度介電層作為正面材料,由磁性材料作為背面,可以組成混合RAM,以減弱從VHF波段到Ku波段的雷達(dá)反射。

材料隱身技術(shù)的發(fā)展

U-2和“口蓋派”

自RAM問(wèn)世以來(lái),在減縮RCS方面發(fā)揮了積極作用。1943年,德國(guó)Horten兄弟設(shè)計(jì)了HoIX飛翼,機(jī)翼為膠合板夾層結(jié)構(gòu),夾芯混合了膠水、鋸末和粒狀碳。德國(guó)原本計(jì)劃在潛艇上使用RAM——一種叫作“Sumpf”的材料,即填充了碳粒的橡膠(部分來(lái)源說(shuō)是磁性填料),準(zhǔn)備涂在潛艇的通氣管和指揮塔上。到了1945年,麻省理工學(xué)院的輻射實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種填入碟狀鋁片的橡膠材料,稱為MX-410,具有反雷達(dá)特性。

為減少U-2飛機(jī)的RCS,洛克希德·馬丁公司的臭鼬工廠和麻省理工學(xué)院的雷達(dá)專家嘗試了多種方案。最終方案是加一層羰基鐵氧體的涂層,使U-2的RCS降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。然而,這些方案最終都無(wú)法阻止俄羅斯跟蹤到U-2飛機(jī)。

U-2的后繼者——美國(guó)中央情報(bào)局的A-12和美國(guó)空軍的SR-71,這兩款飛機(jī)利用突出的飛行速度和高度作為突防手段,但當(dāng)局仍堅(jiān)持要求臭鼬工廠減小這兩款飛機(jī)的RCS。最終,研究人員在外形修形方面取得了重要突破。以SR-71為例,飛機(jī)總體外形設(shè)計(jì)得更薄,超薄的前機(jī)身“頜部”光滑連續(xù)地延伸到短艙、前緣和機(jī)身。這樣的設(shè)計(jì)最終得出了連續(xù)光滑的機(jī)體和大體扁平的機(jī)身底部,使SR-71的RCS減縮了90%。

另外,SR-71飛機(jī)上約有18%的材料是RAM。這些RAM都是摻有鐵氧體的涂層,同時(shí)輔以石棉材料,用以抵抗高速飛行(Ma3)時(shí)產(chǎn)生的高溫。垂尾幾乎全部由RAM組成,向內(nèi)傾斜15°。A-12的外邊緣最初由三角鈦片組成,但在后期,在機(jī)翼的鋸齒邊緣和機(jī)身頜部,都嵌入了包裹有玻璃纖維表面的阻性塑料蜂窩結(jié)構(gòu),當(dāng)然形狀也是三角片,這些三角片被稱為 “口蓋派”。SR-71“黑鳥”的RCS最終相當(dāng)于一架“幼狐”(Piper Cup)J-3單翼機(jī),約為4m2。

“捕蟲器”

RAM的應(yīng)用必須綜合到雷達(dá)吸波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)。如果不綜合考慮,會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)重量和體積增大。因此,隱身設(shè)計(jì)人員專門使用修形技術(shù)來(lái)控制對(duì)RCS貢獻(xiàn)最大的鏡面反射。第一架具有隱身能力的飛機(jī)F-117充分采用了表面修形來(lái)控制這類反射,大大節(jié)省了為控制腔體反射和表面波反射的RAM用量。

F-117的蒙皮由鋁合金制成,幾乎都涂覆了RAM。最初所用的材料是類似于油氈的鐵氧體聚合物薄板,這些薄板以不同的厚度黏結(jié)到機(jī)體的各個(gè)位置。采用RAM填泥或涂層來(lái)覆蓋緊固件、密封間隙和使不均勻的表面平整。艙門和維護(hù)口蓋在每次飛行前用金屬膠帶密封,并覆以RAM。起初,RAM的用量很少,因?yàn)楹茈y控制厚度,而且需要使用有毒的溶劑。座艙玻璃涂了金,以盡量減少與蒙皮之間的阻抗過(guò)渡效應(yīng),同時(shí)阻止雷達(dá)波穿透座艙,因座艙里飛行員頭盔的RCS比飛機(jī)大100倍。

應(yīng)特別注意發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)氣道,因?yàn)閺那跋蚪嵌葋?lái)考慮的話,這些位置貢獻(xiàn)了飛機(jī)絕大部分的RCS。為了抑制這部分RCS,設(shè)計(jì)人員在F-117的進(jìn)氣口布置了一個(gè)玻璃纖維制成的吸波柵格,作用相當(dāng)于一個(gè)“捕蟲器”,即雷達(dá)電磁波能量被柵格吸收且不會(huì)逸散。更方便的是,這種材料具有導(dǎo)電性,可以加熱以防結(jié)冰。這種結(jié)構(gòu)材料中的填料可能是碳,含量從前往后越來(lái)越高。這樣的話,入射波遇到的阻抗逐漸減弱,在傳播過(guò)程中更易穿過(guò)這部分材料,也容易被吸收;如果反射波從后往回彈回時(shí),會(huì)遇到強(qiáng)烈的不利阻抗變化,因而被反射回進(jìn)氣道深處,進(jìn)氣道也可能敷設(shè)有RAM。

F-117項(xiàng)目中還有幾項(xiàng)改進(jìn)RAM方案的措施。隱身主涂層的噴涂方式改用了機(jī)器人系統(tǒng),即一個(gè)噴涂吊架確定好飛機(jī)的位置,由計(jì)算機(jī)控制噴管來(lái)噴涂雷達(dá)吸波涂料。此外,設(shè)計(jì)人員還試圖減少“前緣RCS”,并發(fā)展新的RAM蒙皮。曾經(jīng)在一段時(shí)間內(nèi),F-117機(jī)隊(duì)?wèi)?yīng)用了多種隱身RAM方案,直到20世紀(jì)90年代末期一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目出臺(tái)。

邊緣處理、鍍銀層和S形進(jìn)氣道

在F-117之后,諾斯羅普·格魯門公司研制了B-2隱身轟炸機(jī),據(jù)稱對(duì)外形隱身的依賴程度要大于F-117,而對(duì)RAM應(yīng)用較少。由于F-117的外形修形工作已經(jīng)將鏡面反射處理得很好,因此,B-2的外形隱身可能指的是表面波抑制。B-2飛機(jī)的上下表面都是完整的曲面,外形沒(méi)有不連續(xù)之處,因此不會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的表面波,只有飛機(jī)邊緣處除外。

不過(guò),隨著技術(shù)進(jìn)步,工程師們對(duì)邊緣表面波有了應(yīng)對(duì)之策。從B-2開始,美國(guó)所有的隱身飛機(jī)都呈現(xiàn)出獨(dú)特的“邊緣處理”風(fēng)格,在機(jī)體邊緣可以看到不同顏色標(biāo)識(shí)的帶狀結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)實(shí)際暗藏玄機(jī)。在三角楔的內(nèi)部是輕量材料,如玻璃纖維蜂窩結(jié)構(gòu),其中填充了碳,從外表面頂部向基部集中。因此,阻抗從機(jī)身結(jié)構(gòu)尖銳邊緣處開始下降,直到其后部導(dǎo)電表面,阻抗逐漸降為0。這種設(shè)計(jì)使得表面電流能夠緩慢而非陡峭地流動(dòng),同時(shí)也被吸收。這樣的布置抑制了RCS的三大貢獻(xiàn)源:通過(guò)減緩表面電流的轉(zhuǎn)捩,減少了邊緣波散射;通過(guò)吸收電流,減少了行波反射;通過(guò)吸收入射的雷達(dá)波,減少了邊緣衍射。每個(gè)方向的RCS都由此顯著降低,特別是偏離法向的RCS。

B-2飛機(jī)采用了相當(dāng)厚度的吸波結(jié)構(gòu),由介質(zhì)材料構(gòu)成。然而,有報(bào)告指B-2還使用了一種磁性材料,可在VHF波段提供更好的吸波能力。為了加強(qiáng)錐度和盡量減少衍射,下方的導(dǎo)電表面可能緩慢過(guò)渡成楔形。

雖然邊緣處理能吸收表面電流,但無(wú)法完全阻止這些電流到達(dá)機(jī)身邊緣處。如果表面不連續(xù),可以防止電流到達(dá)機(jī)身邊緣,但卻會(huì)加強(qiáng)輻射。彈艙門、起落架艙門和維護(hù)口蓋周圍無(wú)可避免地存在縫隙,所以,B-2機(jī)體盡量減少了口蓋數(shù)量。雷達(dá)能量能夠誘使門和口蓋產(chǎn)生表面電流,如果這些電流遇到不連續(xù)結(jié)構(gòu)表面,尤其是口蓋這種尺寸較小的結(jié)構(gòu),將會(huì)在其邊緣處發(fā)射強(qiáng)烈的邊緣波和行波。因此,這些縫隙必須用導(dǎo)電“填泥”和膠帶連接起來(lái)。在最開始時(shí),每架B-2需要用到大約915m長(zhǎng)的膠帶。另外,B-2的蒙皮有鍍銀層。不連續(xù)性結(jié)構(gòu)的影響取決于結(jié)構(gòu)尺寸和兩邊結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性。銀是傳導(dǎo)性最強(qiáng)的金屬,把銀涂在不連續(xù)處可以最大限度地減少縫隙對(duì)RCS的影響,同時(shí)還能吸收電流,阻擋雷達(dá)穿透。

為了抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的回波,B-2使用了內(nèi)襯有RAM的S形進(jìn)氣道。形狀和材料是這種RCS縮減技術(shù)的關(guān)鍵。RAM很薄,但進(jìn)氣道的彎度可使來(lái)波多次反射,增加了吸收效果。比起直線進(jìn)氣道,未經(jīng)處理的S形進(jìn)氣道能將正中方向的RCS減小30dB,但在偏離中心線5°以外則毫無(wú)效果。如果增加RAM手段,正中處的RCS還可再減小30dB;而且無(wú)論是直線形還是S形進(jìn)氣道,這個(gè)效果的作用范圍擴(kuò)大到偏離中心線10°方向范圍內(nèi)。

1990年以來(lái),B-2的RAM方案發(fā)生了改變,重點(diǎn)轉(zhuǎn)向減少維護(hù)負(fù)擔(dān)和降低RCS,引入了質(zhì)量更好的膠帶,使鉚縫更緊密,固化時(shí)間更短。2003—2010年期間,B-2還應(yīng)用了先進(jìn)高頻材料(AHFM),即一種可用機(jī)械臂涂覆到口蓋上的磁性RAM材料,可縮短常規(guī)維護(hù)時(shí)間。具有彈性的“刀片密封”材料成為部分口蓋的導(dǎo)電橋,某些間隙周圍環(huán)繞著窄帶磁性RAM材料,被形象地稱為“畫框”。

F-22繼承了B-2的多種RCS減縮技術(shù)。F-22的外形由翼身融合體組成,可減少表面波。設(shè)計(jì)人員對(duì)機(jī)翼、操縱面和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口周邊做了很明顯的邊緣處理。另外,F-22采用了S形進(jìn)氣道,其內(nèi)表面敷設(shè)了RAM襯里;F-22還在一些口蓋和阻抗間隙上應(yīng)用磁性RAM。

“魔法”層和RAM的未來(lái)

B-2和F-22應(yīng)用的隱身材料降低了飛機(jī)的RCS,但這些材料的耐久性不盡如人意,需要頻繁更換,維護(hù)工作量很大,導(dǎo)致保障成本很高,占用的維修時(shí)間也很多,因而限制了飛機(jī)的可用性。RAM的填充材料是從幾微米到幾十微米直徑不等的球形微粒,這些微粒聚集在一起,雖然可以提高吸波效果,卻影響了耐用性,而且黏合到飛機(jī)上的難度不小。

因此,從F-35項(xiàng)目一開始,洛克希德·馬丁公司(洛馬)就將隱身設(shè)計(jì)工作的目標(biāo)定為:飛機(jī)達(dá)到預(yù)期的隱身水平,同時(shí)減少隱身的維護(hù)需求。以此為指導(dǎo),F-35繼續(xù)使用多種RAM技術(shù),包括采用S形進(jìn)氣道、RAM襯里、邊緣處理和處理縫隙的“畫框”技術(shù)。從洛馬的早期報(bào)告還可看出,F-35大大減少了外蒙皮的塊數(shù),此外,采用激光測(cè)量技術(shù),使得結(jié)構(gòu)裝配精度非常高,報(bào)告稱“99%的維護(hù)工作不再需要修復(fù)隱身表面”。F-35的目標(biāo)很可能是大幅減少當(dāng)前頻繁進(jìn)行的縫隙彌合工序。

研發(fā)期間,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾透露F-35可能比F-22隱身性能更好。但是,由于F-35的外形不如F-22規(guī)整,這一結(jié)論難以令人信服。為進(jìn)一步宣傳F-35,官方拋出一個(gè)所謂的秘密,宣稱使用了某種材料:“導(dǎo)電層即是魔法所在”。2010年5月,負(fù)責(zé)F-35項(xiàng)目的執(zhí)行副總裁的Tom Burbage披露,F-35采用了一項(xiàng)“纖維氈”技術(shù),并將該技術(shù)描述成是“F-35項(xiàng)目最大的技術(shù)突破”。

纖維氈可以取代許多RAM貼花,通過(guò)與復(fù)合材料蒙皮結(jié)合,提高了耐久性。F-35項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)一步說(shuō)明了這種材料的特性是“全向編織”,即能保證電磁特性不隨角度而改變。熔入蒙皮后,這層材料能根據(jù)需要改變厚度,但洛馬公司以保密為借口拒絕提供更多細(xì)節(jié)。雖然沒(méi)有更多證據(jù),但可以明確的是,“纖維氈”一詞意味著這種材料用的是纖維而不是顆粒,纖維能使表面更強(qiáng)韌;而“導(dǎo)電性”這個(gè)詞指的應(yīng)該是碳基RAM。

就在F-35負(fù)責(zé)人放出消息一個(gè)月后,洛馬就申請(qǐng)了一項(xiàng)專利,專利中宣稱首次采用新方法生產(chǎn)了耐用的RAM口蓋。專利對(duì)方法做了具體介紹:可在玻璃、碳等纖維、陶瓷或金屬上生長(zhǎng)出碳納米管(CNT),并可控制其長(zhǎng)度、密度、管壁層數(shù)、可連接性甚至方向,而且控制精度達(dá)到前所未有的水平。注入了CNT的纖維能吸收和反射雷達(dá)波,各個(gè)CNT之間可連接,能為感應(yīng)電流提供流動(dòng)通道。

更為重要的是,CNT能浸入鐵或鐵氧體納米顆粒中。沿著纖維長(zhǎng)度方向,CNT密度可以不同,且同質(zhì)纖維能鋪層或混合。具體應(yīng)用包括:與空氣阻抗匹配的正面層、1/4波長(zhǎng)厚度用于對(duì)消、非連續(xù)或連續(xù)CNT密度梯度,以及在不同厚度采用不同的CNT密度,可提高寬頻吸波能力。纖維能置于材料中的“任意方向”,適用的材料包括“織物、無(wú)紡纖維氈和纖維鋪層”。

專利稱,基于CNT纖維的復(fù)合材料能吸收0.1MHz~60GHz范圍內(nèi)的電磁波,這是商用吸收體此前未曾達(dá)到的范圍,并對(duì)L波段到K波段都有效果。專利沒(méi)有具體說(shuō)明該材料的吸收能力,但稱這種材料制成的面板“在面對(duì)各雷達(dá)波段時(shí)幾乎可視為黑體”。有趣的是,這種材料制成的正面層具有可設(shè)計(jì)特性,可使連接在其上的計(jì)算機(jī)讀取到纖維中的感應(yīng)電流,這樣正面層就成為一臺(tái)雷達(dá)接收裝置。

雖然專利中提到了隱身飛機(jī),但沒(méi)有特別提及F-35,而且未公布當(dāng)時(shí)該材料的制造成熟度。不過(guò),專利公布時(shí)正是披露“纖維氈”的時(shí)間,這個(gè)巧合不容忽視。當(dāng)被問(wèn)到基于CNT纖維的RAM是否在F-35上使用以及這項(xiàng)技術(shù)是否就是洛馬負(fù)責(zé)人曾提過(guò)的技術(shù)時(shí),洛馬官方發(fā)言人表示,“對(duì)專利以外的內(nèi)容不予置評(píng)”。

即使CNT纖維不是F-35的“魔法”層,也代表了最新的RAM技術(shù)。不過(guò),雖然這可能是RAM技術(shù)中最大的一項(xiàng)革新,但也不會(huì)是唯一的一項(xiàng)。工程師們一直在試驗(yàn)新材料。尤其值得關(guān)注的是,一些采用了亞波長(zhǎng)幾何結(jié)構(gòu)的超材料,被賦予了自然界不存在的新特性,其在隱身領(lǐng)域的熱度越來(lái)越高?？偠灾?隱身技術(shù)在未來(lái)的前景,已經(jīng)離不開RAM的發(fā)展。

(王亞林、李悅霖,編譯自AW&ST,2016-10-30)

版權(quán)聲明:原文刊載于《國(guó)際航空》2017年第3期。歡迎分享,請(qǐng)注明出處。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才