讓雷達「不設防」：中國即將用於殲20的超材料

來源：新浪軍事

作者：候知健

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所謂超材料生產線

近日，媒體報道深圳正在建設全球第一條超材料的生產線，並稱已經誕生了涉及到隱身、阻燃、抗結冰等多種超材料。超材料本身沒有嚴格精確的定義，往往用來指代一些性能和特點與以往常規材料、傳統理論出現巨大差異的新型材料。

這類材料其實每年都會大量的出現，但是水很深，到底是什麼情況不到大規模實際應用都難以定論。由於沒有更詳細的信息，因此這個超材料具體超到什麼樣是無法得知的。

殲20

但是就隱身來說，超材料這個方向確實是未來隱身能力實現大幅度進步的重要環節；因此我們可以脫開國內這個超材料本身，談談殲20理想的隱身材料是什麼樣的。

在現階段，戰機的隱身性能主要是通過三個方面的能力綜合實現的：

低可截獲功能是隱身戰機雷達的核心

一：主動信號控制。戰機對外發射的信號必須被難以發現，比如F22雷達採用的低可偵測模式，雷達波只以滿足探測需求的最低功率發射，而且會盡量偽裝成雜訊信號；比如相互之間通信的數據鏈，採用非常窄的波束定向發射。F117由於設計年代太早，雷達都不能裝就是因為這個。

二：外形反射控制。這一點最容易理解，F22、B2、F35、殲20這些飛機，外觀特徵與傳統戰鬥機轟炸機風格迥異，就是為了避免形成直角相交等各種強反射的外形特徵，讓照射的雷達波反射儘可能弱、而且反射向低威脅的方向。

F117

三：吸波材料。雷達波照射到吸波材料上以後，會像微波爐加熱食物一樣，電磁波的能量被吸波材料吸收轉變成熱能。有些時候吸波材料要配合透波材料使用，因為飛機某些部位的物理外形，不能同時滿足氣動和隱身的需要，這時候就需要使用透波材料的輔助，在隱身外形的基礎上做出氣動外形的形狀。

而現在的吸波材料，主要在三個方面依然有待於改善：

第一是高效率的吸波角度範圍很有限。多數材料一旦雷達波的入射角度在30度左右或者更低，基本上就完全失去吸波效果，電磁波在材料上會形成光柱照鏡子那樣的鏡面反射效果。

第二是吸收電磁波的波段比較狹窄，往往只能針對一個特定的波段才有最好的效果。比如針對戰鬥機火控雷達的波段進行優化，往往就要一定程度上犧牲吸收波長更長的預警機雷達波的能力，隱身效果就會出現下降。

B2隱身塗層維護

第三是笨重（好的效果往往需要較大厚度），而且耐受雨滴撞擊、蒙皮反覆變形的能力不佳，易於開裂剝落。這是B2等設計較早的隱身飛機維護難、維護貴的核心原因。

就理論上說，人們期待的隱身塗料，是輕巧、附著牢固，能在極大角度範圍以內，高效吸收各種波段電磁波的新型材料；這將使隱身飛機的戰術使用限制得到極大的解放——強反射的角度範圍更少、而且反射強度更低，雷達更難以發現。

現階段反隱身雷達全都靠吹

比如一直被吹的非常厲害的長波雷達——實際上這類雷達探測精度差而且探測結果並不可靠，只能作為預警提示使用。它們被認為有反隱身潛力的原因，就是其波長與戰鬥機尺寸相近，能形成諧振而大大強化反射特徵。同時戰鬥機的吸波塗料，往往對於這個波長的雷達波吸收能力很差。

而在理想的吸波材料塗覆以後，包括這種類型在內的各種所謂反隱身雷達，都會因為雷達波在極大角度範圍內被極高效率吸收而喪失作戰能力——這並不直接違背已知的物理規律，因此理論上講是完全可能的，只是我們仍然沒有找到正確的途徑、擁有足夠的能力去將其實現。

而深圳這個超材料生產線，到底是什麼情況，還是有待於未來的見證吧。

殲20穿上「隱身斗篷」？中國建世界首條超材料生產線

作者：諍聞軍事

3月初，中國中央電視台《大國重器》欄目，披露了在深圳建設的世界首條超材料生產線的情況。節目中稱在這條生產線上，已經誕生了隱身、抗燃燒、防結冰等超材料。那麼這種材料，是不是會應用在中國最新的殲-20隱身戰機上呢？

紀錄片中這條世界首條超材料生產線，坐落於深圳龍崗坂田，是超材料電磁調製技術國家重點實驗室依託光啟高等理工研究院建設。事實上，這條生產線主要生產的是超材料板，具有年產10萬平米以上超材料板的生產能力。而這種超材料板，主要用於生產攜帶型超材料平板衛星通訊站，具有可摺疊、體積小、重量輕、結構緊湊、易於收納等特點。

但是用於隱身的材料，可不會像電視上看到的那麼簡單。因為真正的戰鬥機用超材料，實際是一種可以根據敵方雷達的探測頻率調節自身對雷達波的吸收率的智能蒙皮超材料。這種材料不但可以用於戰鬥機的蒙皮，還能夠用在飛機雷達罩和天線上，實現設備的小型化、多用途化和智能化。

雖然節目由於保密的原因，沒有讓我們看到真正的軍用飛機超材料。但這並不意味著超材料電磁調製技術國家重點實驗室和軍用無關。相反，該實驗室的名字，實際就是軍事用途直接相關。因為超材料結構可以對電磁波的吸收調製來達到控制目標雷達反射信號，甚至可以通過對電磁波進行極化調製，使入射電磁波轉化為所需極化狀態被完美吸收。使用這種材料的戰鬥機，等於外頭罩上了一件可針對不同頻率電磁輻射的「隱身斗篷」。

光啟公司在珠海航展上展出的超材料隱身機翼結構

據超材料電磁調製技術國家重點實驗室網站介紹，該實驗室在2011年組建以來，已經申報專利145項，在特種電磁性能超材料研究、超材料寬頻隱身蒙皮、超材料天線罩以及超材料軍事通信高端器件等應用研發方面取得重要創新成果。實驗室依託的是深圳光啟集團，這是一個就是在軍民融合大潮中成長起來的顛覆式創新企業。實驗室研發的成果，則通過深圳光啟尖端技術有限責任公司來轉化為實際應用的產品。

例如深圳光啟集團創始人、光啟高等理工研究院院長、首席科學家劉若鵬在一篇文章中介紹某些超材料產品已實現裝機使用，在提升裝備隱身能力等方面顯現出獨特的技術優勢，該公司軍工業務已和我軍探索、預研、型研和批產多階段、深層次全面對接。更值得注意的是，超材料電磁調製技術國家重點實驗室的網站介紹中，學術委員會中的第三人，赫然是殲-20的總設計師、中國航空研究院副院長、中國科學院院士——楊偉。

因此，中國在哪些軍用平台上使用超材料隱身技術，答案已經呼之欲出。更重要的是中國已經建立了超材料設計、研發、量產的產學研一體化生產體系，並通過光啟集團實現了軍民融合發展，不但著眼於解決我國國防裝備升級所面臨的最迫切、最困難的技術瓶頸問題，而且實現了企業的壯大和發展。

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