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歼20或使用世界首款超材料做隐身蒙皮:电磁波变没了

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发表于 2019-6-27 13:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
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近日,我国东北某飞机工业公司发布新闻称,“面对今年异常繁重的科研生产任务,年初以来,公司上下开足马力,紧盯均衡生产节点目标,全身心投入到科研生产攻坚中。面对公司多机型交叉作业、科研与批产并行、试飞和转场飞行工作繁重等困难,公司持续掀起生产热潮,任务节点目标持续推进,均衡生产阶段性成果不断显现,为实现全年目标奠定了坚实基础。”从公开发表的消息可以推测,该飞机公司产值在2018年突破201亿元之后,今年很可能又将突破200亿元大关。该公司即将实现连续三年产值突破190亿元,连续四年产值突破178亿元。
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军事观察家认为,早在今年3月5日,央视播出的《大国重器》节目第八集首次披露,中国在全世界首次实现超材料(Metamaterial)量产,
而这种超材料可用于新型战斗机隐身蒙皮,其中首要应用就是歼20和歼16战斗机
,据悉,我国的歼16型四代半重型空地双优多用途战斗机、歼15型四代/四代半重型舰载机已进入持续大批量生产阶段,如果歼11D型四代半型空优战斗机也将在今明两年正式投入量产,以及填补歼轰7/7A“飞豹”歼击轰炸机在今后几年陆续退出现役的空缺,该公司在以后的三到五年内战机生产任务将极其饱满,再加上我国东南某飞机公司生产的四代半中型战斗机,五代重型战斗机的大批生产,我国或将迎来我军历史上第二个空军装备高潮。
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然而,在国际上,却是另一种情况:美国的洛马公司在宣布2018年交付91架F-35隐形战斗机后又宣称,2019年的F35目标年产量为130架,美国及其盟国正在大规模装备第五代战斗机,世界范围内的战斗机更新换代正在来临。面对五代机压倒性的雷达隐身军事优势,军事爱好者不仅会产生疑惑,在我国已成功定型歼20A五代重型机,成功试飞“鹘鹰”五代中型机的情况下,为什么不大规模转产五代机,而仍然在持续大规模批产四代/四代半战机呢?
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近日,深圳某超材料研究院和东北某飞机研究所联合发表的公开文章或许为我们解开了一些谜团。众所周知,现有隐身技术是通过减小作战平台对入射电磁波散射截面进行隐身,除了对飞机外形进行隐身设计外,材料隐身也是弥补外形隐身技术的重要辅助手段。无论是进行全隐身设计的五代机,还是进行雷达隐缩改进的四代/四代半战机,材料隐身都是其必不可少的技术。然而现有的材料隐身技术存在着增重大、隐身频率有限、防护及维修困难、使用经费高昂等问题。例如美军的F35战机最近就爆出在超音速使用条件下,机身的机翼隐身涂层多次出现损坏,隐身效果大打折扣;以及我军的米波三坐标雷达曾多次在数百公里外发现并跟踪F22隐身战斗机,而人们普遍认为F22的隐身能力要优于F35。
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超材料是一种特种复合材料,通过对材料关键物理尺寸进行有序结构设计,使其获得常规材料不具备的超常物理性质。利用超材料技术实现高效电磁吸波,为雷达隐身吸波材料的研究提供了一个全新的思路。早在数年前,我国的多位隐身飞机总设计师就透露,超材料已应用在我国的多型隐身战机上,减轻了隐身结构50%的重量,并从根本上解决了传统涂料隐身无法维护的问题,全寿命周期使用成本降低40%。据公开资料披露,我国的超材料隐身技术已发展到两代,隐身性能相比传统雷达吸波涂料提升了一到两个数量级。而在最近,我国深圳的该研究院在超材料隐身研究上又有重大突破,研制出了一种可调有源超薄超材料雷达吸波体。
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传统的被动超材料吸波结构,为了实现宽频吸波,往往采用多层设计,这会显著增大吸波结构的厚度和重量,使得很难使用超材料对四代/四代半战机进行隐形改进,必须在进行飞机隐身设计的时候就要综合考虑进来。而可调有源超材料隐身技术,通过改变外加电压的方式,从而实现宽频带范围内的主动可调吸波。再结合能够探测对方的雷达工作频率的感知元件,实现的效果等效于宽带吸收超材料。其厚度仅为雷达波长的1/181,远远小于传统的1/4波长吸波结构,表现出了极佳的超薄特性,在实际使用中可以极大地降低材料的消耗和结构的质量载荷,即使是四代/四代半战机也可以大量使用。
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由于超材料隐身原理不是通过改变雷达波反射或吸收雷达波来进行隐身,而是通过改变波的传播路线,使波发生弯曲,以达到绕射传播的目的从而实现隐身,再结合隐身外挂发射装置的使用,也许无需改变四代/四代半战机的外形就能达到极其良好的隐身效果。更让人感到惊喜的是,从理论上讲,该材料在米波波段也具有较好的雷达隐身特性,研制出一种在米波波段也能进行隐身的全频谱隐身飞行器已变得不再是梦想。

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