飞行器雷达隐身材料的研发动向

雷达是迄今为止最为有效的远程电子探测手段。它是通过发射雷达波，遇到目标进行反射，根据对雷达回波的散射能量来判定目标的存在并确定目标的位置。要提高己方飞行器的生存能力，必须对飞行器采取隐身措施。雷达隐身技术就是通过减弱、抑制、吸收和偏转目标的雷达回波强度，使敌方雷达在一定范围内难以识别和发现该目标的技术。随着雷达探测技术的发展，原有的雷达隐身材料存在频带窄、效率低、密度大等缺点，尤其不能满足对轻量化有特别要求的飞行器的隐身需要，因此迫切需要开发新型的雷达隐身材料。 空心微珠吸波材料是适应这种需求而发展起来的一种新型雷达隐身材料，它具有颗粒微细、中空、质轻、耐温高、绝缘、化学性能稳定等特性，空心微珠有玻璃空心微珠、氧化铝空心微珠、空心碳微珠等。空心微珠的加入不但能降低材料的密度，而且会提高材料的刚度、强度、绝缘性等。这种无机粉体与金属粉相比，密度较小，通过对其表面进行改性处理，有可能解决传统吸波材料存在的密度大、高温性能差、抗氧化耐酸碱能力差等缺点。试验表明，在空心微珠表面沉积Ni-P，Co-P，Co-Ni-P，Co-W-P，Co-Ni-W-P等磁性膜和纳米复合磁性膜等，可以在很宽范围内调整电导率和磁导率，实现对电磁波的宽频强吸收。空心微珠与磁性金属膜的复合能够充分发挥两种材料的优势。当这些小球在涂料中的填充量达到较高的比例时，可以形成材料微观导电网络，使材料在宏观上导电率增加，在吸波材料中形成传导电流，这也有利于材料的吸波性能的提高。另一方面，由于空心微珠颗粒尺寸与电磁波的波长相比很小，颗粒表面对电磁波的散射作用也会损耗掉部分电磁波能量。上述综合效应使得改性后的空心微珠对电磁波具有较好的吸收特性。据报道，美国以3μm左右玻璃球为载体，镀上以Ni，Al，W等作为损耗层的薄膜，在8～18GHz频率范围吸收率可达-20dB。 我国解放军电子工程学院报道了他们所研发的一种新型轻质雷达隐身材料。这种隐身材料具有密度小、耐高温、低成本的特点，适用于飞行器尤其是高速飞行器。他们的研发要点是：一，选取一种密度很小的陶瓷微粒作为基本粒子；二，这种粒子经过高温处理，带有磁性；三，通过一定的工艺方法将选定的金属均匀地包裹到基本粒子上，在基本粒子表面形成一层导电膜。他们所用的微粒是一种成本很低的轻质陶瓷，其粒径小于76μm，密度约为0.6g/cm3。包层金属占材料总重的10%。测试结果表明，在8～12GHz范围内，所制得的材料具有明显的吸收雷达波的性能。将该粉末材料放在300℃下烧一个小时，性能也不变。这种密度小，成本低，耐高温的吸波材料，有望在高速飞行器方面获得应用前景。