隐身技术和隐身材料在导弹中的应用,可以提高导弹的总体性能、电子战斗力、军事和经济效益。雷达是迄今为止最为有效的远程电子探测设备,它根据雷达目标对雷达波的散射能量来判定目标的存在并确定目标的位置。要实现雷达波隐身,其核心问题就是使目标的雷达回波无法被侦察雷达探测到,即降低目标的雷达探测截面(RCS)。减RCS通常有两种途径: 材料隐形技术和外形隐形技术,这两种技术常常综合运用。
材料隐形技术就要求树脂基复合材料应该能够减少导弹被雷达、红外、声波以及可见光等发现的几率,提高导弹生存、突防,尤其是纵深打击的能力。按其工作原理,材料技术可分为三类: 一类是雷达波作用于材料时,材料产生电导损耗、高频介质损耗和磁滞损耗等,使电磁能转换为热能而散发; 二是雷达波能量分散到目标表面的各部分,减少雷达天线方向上散射的电磁能; 三是使雷达波在材料上、下两表面的反射波迭加发生干涉,相互抵消。结构吸波材料(SRAM)不仅能够承载结构重量,还可以达到吸波隐身的目的,并且不会增加导弹的重量,因此被视为隐身材料的主要发展方向。
结构吸波材料主要分为三类:吸收剂散布型、层板型材料和蜂窝夹层结构型材料。吸收剂散布型是由热塑性PEEK、PPS等树脂纺成单丝和复丝分别和碳纤维、玻璃纤维等特殊纤维按一定比例交替混杂成束,再将其编织成织物与同类树脂制成复合材料。F- 117的V形垂尾、F- 22的机身和机翼蒙皮采用了此吸波结构材料。
层板型吸波材料是一种可承载的宽频吸波复合材料,通常由透波层(面层)、损耗层(中间层)和反射层(底层)三个不同结构层次,多达十几层或数十层材料组成。透波层(面层)一般为玻璃纤维,芳纶纤维或石英纤维增强低介电损耗树脂基体;损耗层(中间层)可以是树脂基体中充填电磁损耗吸收剂或直接采用具有较高损耗的树脂基体,也可以是多层高低损耗层交替组成复合形式的中间层;反射层(底层)为碳纤维增强复合材料。吸波剂一般为铅铁金属粉、不锈钢纤维、石墨粉、铁氧体等具有特殊电磁性能的物质。
蜂窝夹层结构材料是采用透波性能好、强度高的复合材料作为最外层;其中间层为蜂窝形状,一般为浸渍或填充有损耗介质的蜂窝、波纹或角锥结构,或是为浸渍有损耗介质的泡沫芯;在夹芯壁上涂覆吸波涂层或在夹芯中填充轻质泡沫型吸波材料(如聚氨脂),最内层为石墨纤维增强环氧树脂(Gr/EP),这种结构在6~14GHz范围内,雷达波吸收率可达95%~98%。
战斧巡航导弹的弹翼、尾翼和进气道;AGM-129巡航导弹的两个全动式方向舵面和弹翼等全部用结构吸波材料制造。我国长剑20采取结构隐身弹翼 、复合材料隐身过渡段 、 尾翼及弹体表面涂覆吸波材料来实现雷达隐身效果。
战斧巡航导弹已将隐身外形技术、隐身材料技术和红外隐身技术紧密结合,使其RCS值减小至0.05m2左右,国外一种正在研究的隐身巡航导弹(SCM)为全复合材料结构,外表面和进气道口涂覆轻质吸波材料,其RCS值能够减小至0.01m2左右。




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