目前,B-2“幽靈”(Spirit)或F-117“夜鷹”(Nighthawk)等隱身飛機均涂有雷達吸收材料(RAM),旨在吸收環(huán)境周圍的電磁波并將其轉(zhuǎn)化為熱量釋放。目前已經(jīng)有適用于不同條件、不同類型的RAM技術(shù),一些在較高頻率下表現(xiàn)更佳,一些在較低頻率下表現(xiàn)出色。但是,沒有任何一種RAM技術(shù)能夠覆蓋所有的雷達頻率,使其在同時面對不同頻率電磁波時都能實現(xiàn)隱身。此外,RAM非常脆弱,不能承受250℃以上的溫度,熱量、鹽分、濕氣和摩擦均會導(dǎo)致RAM失去完整的功能特性。因此,隱身作戰(zhàn)飛機往往須通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式在保護RAM的同時,還要兼顧機動性、速度和巡航時間等方面。

北卡州立大學(xué)研究團隊正在開發(fā)的一種碳纖維增強復(fù)合材料蒙皮有望解決上述難題。這種復(fù)合材料可實現(xiàn)兩項具體功能:傳導(dǎo)和絕緣。聚合物基碳氮化硅(SiCN)陶瓷使用經(jīng)氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯纖維進行增強后,可幫助傳導(dǎo)攝入的電磁能。由于陶瓷結(jié)構(gòu)的加入,這種復(fù)合材料可以承受高達1800℃的高溫。該復(fù)合材料還使用重量輕且強度高的碳納米管進行了增強,使該材料結(jié)構(gòu)本身結(jié)實耐用。
噴涂材料
經(jīng)過對這種材料的測試發(fā)現(xiàn),其反射率非常低,并且吸收了近90%的入射波,而現(xiàn)有RAM的吸收率僅為70%到80%,可提升作戰(zhàn)飛機的優(yōu)勢性能。此外,這種材料還具有很強的抗氧化和抗腐蝕能力。
北卡州立大學(xué)的研究人員表示,從目前測試的結(jié)果看,這種材料的性能和耐用性已經(jīng)沒有任何問題,因此,針對飛機的設(shè)計方式也不再有任何限制。
新材料可像油漆一樣涂覆在飛機表面,且僅需幾天時間即可完成密封。研究人員表示,3毫米厚的材料理論上可以噴涂到飛機的所有表面,且對飛行性能幾乎沒有影響。但是,具體的表現(xiàn)仍然需要進行測試。
可擴展性測試
開發(fā)這種材料仍然存在重大挑戰(zhàn)。其中大的挑戰(zhàn)是這項材料技術(shù)并沒有任何研發(fā)基礎(chǔ),相關(guān)測試技術(shù)并不存在。由于材料具有導(dǎo)電性,研究團隊不得不建造自己的設(shè)備在高溫條件下測試材料。
研究團隊的研發(fā)工作已經(jīng)取得了長足進步,并且從美國空軍科學(xué)研究辦公室獲得研發(fā)資金,以進行材料的進一步的測試和應(yīng)用驗證。
這種新型隱身涂料還有一系列其他可能的應(yīng)用,包括潛艇、航母、彈道導(dǎo)彈等等。未來一段時間,研究團隊需要尋找行業(yè)合作伙伴繼續(xù)實現(xiàn)研發(fā)目標(biāo),潛在的合作伙伴包括波音、洛馬、雷神和諾格公司等制造商。整個航空航天市場對于隱形技術(shù)的興趣持續(xù)存在,預(yù)計該領(lǐng)域的年增長率將超過6%。
北卡州立大學(xué)研究團隊計劃在接下來的2年內(nèi)完成這種材料的定型。

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