飞机检测与维修实用手册 2(2)

曝光台 注意防骗 网曝天猫店富美金盛家居专营店坑蒙拐骗欺诈消费者

以上介绍了三种当代先进的隐身飞机，虽然 —""，%—&均属第一代隐身飞机，隐身技术尚不完善，但从以上介绍可知，隐身飞机只有通过一体化综合设计，才能得以实现隐身的目的。
三、隐身材料
从上一小节的先进隐身飞机设计来看，它们都采用了隐身材料或隐身涂层。实际上材料是隐身的关键因素之一，随着复合材料的迅速发展，使隐身技术的实现变得更加可行。选择恰当的隐身材料，可以有效地减弱、吸收、耗散和散射各种类型的电磁辐射。本节介绍隐身材料的吸波机理以及当今使用的各种隐身复合材料。
"’吸波材料机理
所谓吸波材料，即当电磁波穿过材料时，电磁波能被其吸收，并将电磁能量转换为热能而耗散。这就是说，凡能使电磁波穿过其表面，并对电磁波的能量具有高耗损特性的材料，就能吸收雷达波，简称之吸波材料。飞行器对吸波材料要求很高，即吸收率要高，频带要宽，还要求重量轻，并能承受高速飞行时的各种气动力影响。因此，吸波材料是集功能与承载于一身的材料。
按吸波材料的吸收原理，可分为吸收型与干涉（谐振）型两类。
吸收型吸波材料对某一频率的电磁波具有 &()%以上的能量衰减，此类材料一般较厚。谐振型吸波材料的干涉作用是将入射的电磁波分成两部分，一部分从吸波层表面反射，另一部分透过吸波层后，经底层反射再穿过吸波层反射出来，若底层反射波与表面反射波相位正好相反，这两部分波通过叠加发生干涉而减弱。这类材料的吸收特性与材料厚度、施工精度和成型结构等因素密切相关，一般单一材料吸收频带较窄，难于胜任一定工作频带的要求。
从雷达波吸收机理看，目前多以干涉作用为依据来设计和研制材料，尤其是薄型吸波材料的研制。在设计和研制雷达吸波材料时，关键的工作是选择和调整吸波材料的介质参数，以满足吸波材料要求的电特性，如工作频段，反射系数（或回波衰减分贝）、频带等。以蜂窝芯为基材制作结构型雷达吸收材料，具有高吸收、低比重等优良性能，有着良好的应用前景，受到研究与设计部门的重视。
材料吸收电磁波的基本条件是： 电磁波入射到材料上时，它能最大限度地进人材料内部（匹配特性）；"进人材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉（衰减特性）。实现第一个条件的方法是通过采用特殊的边界条件等来达到；而第二个条件则要求材料具有很高的电磁损耗。
•,+*•
 
各种材料反射雷达波的能力不尽相同，金属材料反射较强、非金属材料反射较弱。当表面材料的种类相同时，表面的粗糙状态也影响回波的强弱。光滑面对入射的电磁波产生镜面反射。粗糙面对入射的电磁波产生漫反射，即将入射的电磁波向四面八方反射出去。从任何方向入射对其回波均能为雷达所接收，所以在雷达上反映的信号（除垂直入射外）一般要比光滑面亮。见图 " 所示原理。

图 " %光滑面的镜面反射与粗糙面的漫反射吸波材料按其成型工艺和承载能力，分为两种类型，即涂敷（寄生）型吸波材料和结构（整体）型吸波材料。
（）涂敷型吸波材料要求薄（厚度）、轻（重量）、宽（频带）。一般来说制备薄而轻的吸波材料在技术上不难实现，但同时要获得宽频特性则很困难。涂敷型材料主要有以下几种：
）铁氧体系列吸波材料： &’一 ()，&’—*+—()，*)—()，,-—&’—()，*+—,.— /)，0’—,1等。它们按一定的比例混合并分散在各种有机高分子材料的粘结剂中，同时还加有一些其他附加物。
(）利用多级干涉机制来衰减雷达波的吸波体。这种材料的成型结构一般分三层：最外层是无损耗材料；中间层是嵌有增加相对透磁率的陶瓷磁性材料，里层则是反射层（底层）。
2）将粒度为 -3 4(" 567的磁化粒子分散在热固性粘结剂中。这种材料不仅可以涂敷，而且还可与纤维混合做成结构型吸波材料。
8
）用导电纤维与高损耗物（如碳黑、陶瓷或粘土）和树脂组成的一种吸波涂层。

3
）宽频高效吸波材料。它是由铁氧体，导电纤维与高分子化合物构成“变换层”

•239•

 

与“吸收层”组成的双层结构。
）利用放射性同位素产生的等离子体来吸收电磁波的能量。放射性同位素可放射 "，，"射线，其中如钋 %，锶 &%等。
稀土元素、高分子导电体等微波吸收材料的涂料研制也已取得一定的进展和部分应用。
（）结构型吸波材料是一种可同时兼顾吸波与承受载荷的材料。这种材料既能保证 %% ’ (%%)温度下，结构与吸波性能稳定，而且还能减轻飞行器的重量。当然，也有一种由涂层与结构层混合模式的吸波体。
吸波结构材料可用下列方式制备：一种是微波吸收剂分散在层状结构材料中；一种是分别制备片状吸收剂与透波层复合体；另一种是用透波性能好，强度高的高聚物复合材料（如玻璃钢、芳纶纤维复合材料）作面板，夹芯采用蜂窝体、波纹体和角锥体的夹芯结构（如 *一 飞机的机翼前缘）。芯层中还可填充轻质吸波材料在其壁面上喷涂吸波涂料。采用这种结构可以提高吸收效果并使材料具有较高的刚性。
+复合材料
复合材料越来越多地应用于飞机结构中，使机体结构更轻更坚固。它的另一个优点是可以大大减小飞机的雷达散射截面（ ,-.）以及红外、音响信号。隐身飞机上使用的材料主要利’用其吸收、散射雷达波或红外幅射的特性。碳、硼、硅的复合物以及陶瓷、超级塑料等材料都是很好的雷达吸波材料。
为了使材料能吸收雷达波，通常包括一个透波的复合材料层。在该层复合材料下面，有个金属层或是金属与复合材料基体，来减弱或散射雷达波，以使雷达波不会从飞机上反射回去，从而不致于暴露飞机的位置。但任何吸波材料或物质在吸收雷达波后都会升高温度。以下介绍几种常用的隐身复合材料。
碳—碳复合材料。适用于高温部件，能很好地抑制红外辐射并吸收雷达波。在发动机部位用致密碳粒和超致密碳泡沫来吸收发动机排气的热幅射。它可制成机翼前缘、机头及机尾部。
玻塑材料。这种材料是在塑料中加入玻璃纤维制成。据报道，这种材料较坚硬，可作为飞机蒙皮和一些内部构件，而无需金属加强筋。这种黑色的玻塑材料已被洛克希德公司用于 /—01的主要结构材料，具有较好的雷达波吸收特性。
　
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：飞机检测与维修实用手册 2(2)