隐身技术对涂料隐身性能的要求隐身技术对涂料隐身性能的要求0翁倩玉

隐身技术对涂料隐身性能的要求,隐身技术对涂料隐身性能的要求

隐身技术对涂料隐身性能的要求 王自荣　孙晓泉　 ( 解放军电子工程学院 , 合肥 230037) 　　摘要 : 阐述了各种隐身技术包括光学隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术、雷达隐身技术和多波段隐身技术等对涂料隐身性能的基本要求。 关键词 : 隐身技术 ; 性能 ; 要求 1 　前言 隐身技术是指减小目标的各种可探测特征 , 使敌方探测设备难以发现或使其探测能力降低的综合性技术。隐身技术可分为光学隐身技术、红外隐身技术、激光隐身技术、雷达隐身技术等现代战争已经到了 “ 目标被发现就会被命中 , 被命中就会被摧毁 ” 的时代 , 因此 , 隐身技术在现代战争中的作用越来越受到重视。实现目标隐身的方法主要有外形隐身技术和材料隐身技术 , 其中在隐身材料中 , 又有结构型隐身材料和涂覆型隐身材料之分。由于将涂料用于隐身技术具有许多优点 , 如使用方便 , 特别适宜现场及野战条件下对武器装备和重点目标实施快速隐身 ; 不需对武器装备的外形作出改动 , 特别适宜在现场装备上推广使用 ; 可制成隐身网或隐身罩等 , 因而隐身涂料在现代隐身技术中具有广阔的发展和应用前景。 2 　各种隐身技术对涂料隐身性能的要求 2 . 1 　光学隐身对涂料性能的要求 利用涂料实现光学隐身的基本要求是涂层的光谱反射特性与背景一致 , 一般通过测试涂层的光谱漫反射曲线进行研究 , 如果涂层的光谱漫反射曲线与背景一致性好 , 那么涂层的光学隐身效果就好。对于紫外波段 (0 . 3 ～ 0 . 4) μ m , 通常要求白色涂层的反射率要高 , 因为雪地背景的反射率通常比较高 , 如果白色涂层在紫外波段的反射率能够大于 70 % , 即可以实现紫外隐身 ; 对于可见光与近红外波段 (0 . 4 ～ 1 . 5) μ m , 通常要求涂层的光谱反射曲线与背景一致 , 由于背景是复杂多样的 , 因此通常采用各种颜色的涂料将目标涂覆成迷彩的形式来 实现隐身 , 这其中的一个关键技术是要做到同色同谱 , 其中最重要的是绿色涂层与绿色植物的同色同谱。光学隐身可用来对抗紫外照相、近红外照相、微光夜视和电视制导等。 2 . 2 　红外隐身对涂料性能的要求 红外隐身指的是热红外隐身 (3 ～ 5) μ m 和 (8 ～ 14) μ m , 利用涂料实现热红外隐身的基本要求是涂层的红外辐射特性与背景一致 , 一般通过测试涂层的红外发射率进行研究。一般而言 , 红外隐身可通过利用各种发射率的涂层对目标进行红外迷彩设计来实现。中高发射率涂层一般容易制备 , 关键是制备低发射率涂层 , 而且低发射率涂层也有专门的隐身用途 , 它对一些武器的发热部件具有明显的降低表观温度作用。 另外 , 涂层的热惯量也是研究涂层红外隐身性能的一个重要参数。热惯量是材料对温度变化热响应的量度。材料热惯量越小 , 在白天和晚上的表观温度相差越大 ; 材料热惯量越大 , 在白天和晚上的表观温度相差越小。为了实现全天候红外隐身 , 涂层的热惯量应尽可能与背景材料的热惯量一致。红外隐身可用来对抗红外热像仪和红外制导武器等。 2 . 3 　激光隐身对涂料性能的要求 利用涂料实现激光隐身的基本要求是涂层具有低的激光反射率。根据激光测距原理 , 在测距机的类型及大气传输条件确定以后 , 测程和目标反射率直接有关 , 对于大型目标来说 , 如能使目标表面反射率比一般目标降低一个数量级 , 则其最大激光测程将减少到原来的 1/ 2 ～ 1/3 , 即可实现激光隐身 , 这是利用涂层反射率大小作为激光隐身性能指标的依据。目前激光隐身主要是指 1 . 06 μ m 、 1 . 54 μ m 、 10 . 6 μ m 激光的隐身 , 其中 1 . 06 μ m 激光隐身最重 要 , 因为目前的激光制导炸弹、导弹、炮弹等的激光工作波长主要是 1 . 06 μ m , 如果涂层在这些波长的漫反射率能够降低到 5 % 以下 , 将大大降低激光测距机的最大测程 , 具有明显的激光隐身效果。激光隐身可用来对抗激光半主动制导武器、激光测距机、激光雷达等。 2 . 4 　雷达隐身对涂料性能的要求 利用涂料实现雷达隐身的基本要求通常是涂层具有低的雷达反射率 , 根据雷达测距原理 , 雷达的最大作用距离与目标雷达反射率的 1/ 4 次方成正比 , 要实现雷达隐身 , 需要大力降低涂层的雷达反射率 , 这是利用涂层雷达反射率作为雷达隐身性能指标的依据。雷达波段范围很宽 , 从 100MHz 到 300 GHz 。其中 (2 ～ 18) GHz 的雷达应用比较广泛 , (30 ～ 300) GHz 的毫米波雷达由于在大气中传播存在几个损耗较小的 “ 窗口 ” (35 GHz 、 94GHz 、 140 GHz 、 220 GHz) , 因而在军事上的应用正越来越受到重视。雷达隐身涂料就是对这些波段的雷达波具有低反射的涂料。有两种方式可以降低涂料对雷达波的反射 : 一是涂料吸收雷达波 , 转换为热能 ; 二是当涂层厚度等于雷达波长的 1/ 4 时通过谐振作用减少雷达波的反射 , 该法缺点是适用波段较窄。目前通常要求雷达隐身涂层在 (3 ～ 94) GHz 具有好的吸收性能。 2 . 5 　多波段隐身对涂料性能的要求 由于在战场上探测、制导手段多种多样 , 一方面 , 多模制导和复合制导技术迅速发展 ; 另一方面 , 即使对单一制导 , 由于事先并不知道敌方采用何种探测、制导手段 , 对某种探测、制导手段具有单一隐身作用的技术 , 也可能对另一种探测、制导手段具有 “ 显形 ” 作用。因此 , 对多波段隐身技术的研究显得越来越重要。多波段隐身技术对涂料性能的基本要求是涂层能够在两个或两个以上波段具有隐身性能。如可见光、激光、红外隐身技术需要涂料具有不同的颜色 , 对特定波长的激光和特定波段的雷达波强吸收 , 并具有各种高低不同的热红外发射率。多波段隐身经常涉及一些相互矛盾的问题 , 如 1 . 06 μ m 激光隐身要求的高吸收与近红外绿色涂层隐身要求的高反射之间的矛盾、 10 . 6 μ m 激光隐身要求的高吸收与 (8 ～ 14) μ m 热红外隐身要求的低辐射之间的矛盾等 , 这可以通过隐身的综合设计来解决。但在研制隐身涂料时尽量追求多波段隐身功能是一个发展趋势。 3 　结论 综上所述 , 当前各种隐身技术对涂料隐身性能的基本要求可归纳为 : 光学隐身 , 主要是要求涂层的光谱反射特性与背景一致 ; 红外隐身 , 主要是要求涂层的热红外辐射特性与背景一致 ; 而激光隐身和雷达隐身分别要求涂层对激光与雷达波具有低的反射特性。

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