航展高調展示中國新型隱身材料,據稱性能提升十幾倍

在珠海航展上,中國不僅公開展出了大量先進的武器裝備,同時也有很多單位展示了各種更上游的系統設備和技術,令人驚喜的是,這其中還有隱身設計的相關技術產品展出。近日在網上流傳的一段採訪視頻,就是針對這方面內容的。

可以做飛機蒙皮的吸波複合材料,強度與傳統的航空鋁合金相當

由於工程師特彆強調該吸波板具備金屬的強度,因此這塊板材必然是結構型吸波材料;它通過將能吸波的材料(比如鐵氧體、羥基鐵)與碳纖維複合材料結合在一起——或者是摻入複合材料的粘結劑(樹脂)中,或者是在不同的鋪層(複合材料是碳纖維一層層鋪出來的)中夾雜而成。本質上說,這種材料是一種結構承力、吸波二合一的多功能材料。理論上用它做飛機表面的蒙皮,可以起到更好的隱身效果並顯著降低隱身塗料的重量代價——當然具體的情況,則要視材料的真實性能而定。

廠商工程師接受採訪

廠商工程師(正常介紹):「它的隱身性能,能夠比處理之前的金屬材料降低10dB。」

採訪者(不懂啥是db,開始瞎蒙):「呃,降低,降低了重量。」

廠商工程師(一臉懵比,想辦法組織語言解釋基本概念):「呃,不是,它的隱身性能就是10dB的,就是相當於.......」

採訪者(覺得自己懂了):「就相當於十幾倍的隱身性能。」

廠商工程師(徹底放棄解釋,怎樣都好):「對,就是十幾倍隱身性能......」

不過值得注意的是,這段視頻里也存在一個顯著的錯誤地方,很可能引起觀眾的誤解。dB是一個數學概念,中學有教過;它代表兩種相同單位的比值,它的意義主要是簡化計算和分析過程。比如在聲、電信號上,因為信號強度經常動輒增強或者衰減幾萬倍甚至幾十萬倍,一個數值就帶好多個0,十分不便計算。而在引入dB以後,計算過程就可以被簡化成個位數到百位數的加減,非常省事。

比如無線電信號增強10dB,那就是增強了10倍;增強了50dB,那就是增強了10萬倍(5個零)。而在視頻中展出的針對電磁波的吸波材料降低10db,相當於信號衰減到原來的十分之一;如果是百分之一,就是降低20dB;千分之一,就是30dB,以此類推。

資料引自《飛行器隱身技術》,p11

但是雷達的發現距離並不是和信號回波的強度線性相關的,而是存在一個1/4次方的關係;因此每減小10dB,雷達的探測距離就會減少44%。如果能將飛機的信號反射強度降低40dB,也就是原來的萬分之一,則雷達探測距離只有原來的10%左右。

因此僅以那一塊材料來說,它的隱身性能提升是遠遠不到十幾倍的——事實上隱身性能根本就不能用倍來計算,這是對通信/雷達/隱身技術毫無概念的人最常犯的錯誤之一。如果一定要勉強用雷達發現距離來評估的話,那就是它的隱身性能提升了接近1倍。

F15的APG63 v3相控陣雷達

E-3預警機用的雷達。F15和E3預警機的雷達,發射的雷達波的波長和頻率完全不同。

由於缺乏溝通基礎,廠商工程師完全沒有機會介紹出真正有價值的信息;比如它針對的雷達信號頻率範圍有多大?吸收波段偏重哪一部分,是戰鬥機火控雷達的x波段,還是預警機上常用的S波段?吸波的有效臨界角度是多大,是否仍然停留在傳統吸波材料入射小於30度即基本失效的階段?

碳纖維蜂窩吸波結構

不過總的來說,在這麼薄的板子上,能夠實現-10dB的效果,也已經非常好了;美帝此前公布的同類產品,其宣稱性能也是在-12dB左右。另外廠商還展出了一種柔性的輕質碳纖維蜂窩結構的吸波材料,由於之前的溝通失敗,工程師索性根本不提吸波效果等任何指標和技術內容了。

一種典型的吸波結構設計,前後緣都用透波和吸波材料製成,滿足飛機的氣動外形需求;而中間則設計出尖劈結構,使入射的雷達波被反射到探測雷達接收不到的方向,並進一步被吸波材料所消耗。

根據一般規律推測,這種黑色的材料很可能以碳纖維和鐵氧基粉做的。B2的隱身效果里,有相當一部分就是靠類似材料實現;它機身邊緣的結構里,大量充填了類似的吸波材料。不過B2為了增強效果,它的碳纖維採用了方形截面的異形碳纖維,並在纖維表面進行了特殊的工藝處理,形成大量微小孔穴。B2這種專用的吸波碳纖維生產極少,禁運極為嚴格;而根據國內目前的公開消息,尚未有該類產品突破。

目前尚不清楚這兩種材料的具體應用情況,但是不排除已經在殲20上得到運用了。而未來的隱身轟炸機轟-20,也必然將大量使用這類材料。

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