中國(guó)空軍殲-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)

近日，援引新華社消息，中科院蘇州納米所研究團(tuán)隊(duì)日前發(fā)明了一種全新的紅外隱身材料，具備重量輕，可折疊以及堅(jiān)固耐用等顯著優(yōu)勢(shì)。更重要的是，相比于傳統(tǒng)產(chǎn)品，此次被發(fā)現(xiàn)的新型紅外隱身材料不需要依賴于額外能源就能夠避開(kāi)紅外探測(cè)器的偵測(cè)，因而在軍事領(lǐng)域，尤其是戰(zhàn)機(jī)隱身方面有著革命性意義。

紅外探測(cè)系統(tǒng)視角下的F/A-18戰(zhàn)機(jī)

眾所周知，世界上存在的一切實(shí)體都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的輻射紅外線，后者的具體強(qiáng)弱則取決于物體表面的溫度。與之相應(yīng)，采用噴氣式引擎技術(shù)的現(xiàn)役航空戰(zhàn)機(jī)在飛行時(shí)，尾部噴口與周圍環(huán)境的溫度差高達(dá)1400℃以上，因此其在現(xiàn)有的紅外探測(cè)設(shè)備面前猶如“夜空中最亮的星”。

紅外視角下的F-35戰(zhàn)機(jī)

而為了降低自身的紅外特征以增強(qiáng)低探測(cè)性，各大軍事強(qiáng)國(guó)開(kāi)始以改變熱輻射特性為原理制造出了勉強(qiáng)堪用的紅外隱身材料，從而在一定程度上緩解了這一“燃眉之急”。然而另一方面，這類產(chǎn)品也存在著一系列非常顯著的缺點(diǎn)，例如耗能嚴(yán)重，容易發(fā)生氧化，反應(yīng)效率低下以及適用范圍偏小等等。

F-22A戰(zhàn)機(jī)采用的二元矩形矢量引擎噴管

也正是鑒于材料本身作用效能有限，以美國(guó)為代表的頂尖航空大國(guó)便開(kāi)始制造能夠降低戰(zhàn)機(jī)紅外特征的復(fù)雜航空設(shè)備，其中F-22A戰(zhàn)機(jī)所采用二元矩形矢量引擎噴管就是一個(gè)典型的例子：在原理上，該設(shè)備通過(guò)促進(jìn)尾焰同外部自由流動(dòng)的空氣進(jìn)行快速混合的方式，縮短了噴口尾焰芯子的長(zhǎng)度，從而大幅降低機(jī)體尾部的紅外輻射強(qiáng)度。而多年的實(shí)際運(yùn)用則表明，采用二元矩形矢量噴管還能夠加大自身表面與冷空氣的接觸面積，也就更有利于實(shí)現(xiàn)尾部的散熱。甚至于根據(jù)美國(guó)官方公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，相比于傳統(tǒng)的圓形噴管，F(xiàn)-22A所采用的二元矩形矢量噴管能夠使機(jī)體尾部的紅外輻射強(qiáng)度降低至原有的40%，可見(jiàn)這一設(shè)備所取得的效果還是非常顯著的。

蘇-35紅外探測(cè)系統(tǒng)視角下的F-22戰(zhàn)機(jī)

然而后續(xù)事實(shí)證明，隨著軍用紅外探測(cè)技術(shù)的不斷提高，僅僅降低噴口方向的紅外輻射強(qiáng)度已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代空戰(zhàn)的隱身需求。最典型的例子就是去年9月，俄軍蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)依靠機(jī)載的OLS-35紅外跟蹤搜索系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了號(hào)稱具備“全向隱身”能力的F-22A戰(zhàn)斗機(jī)，因?yàn)檫@一系統(tǒng)的有效偵測(cè)對(duì)象已經(jīng)不僅僅局限于溫度相對(duì)更高的引擎噴口，就連機(jī)體表面與空氣摩擦所產(chǎn)生的熱量也將被及時(shí)捕捉到。因此，這一進(jìn)步也就相當(dāng)程度上導(dǎo)致F-22A戰(zhàn)斗機(jī)顯露原形。

配備新型紅外隱身材料后的殲-20必將“如虎添翼”

記者從中科院蘇州納米所獲悉，該所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)，更新發(fā)現(xiàn)一種紅外隱身材料。這種新材料堅(jiān)固、輕便、可折疊，可以在不需要額外能源的情況下躲過(guò)紅外探測(cè)儀的“法眼”，應(yīng)用前景廣闊。

他們首先制造了一種堅(jiān)固但柔軟的納米纖維氣凝膠薄膜，這種薄膜具有優(yōu)異的隔熱性能。將這種薄膜用相變材料聚乙二醇（PEG）浸泡并進(jìn)行防水處理，就得到一種輕薄、堅(jiān)固、柔韌，但紅外隱身性能優(yōu)異的復(fù)合新材料。

由于納米纖維氣凝膠薄膜本身是一種良好的絕熱材料，而聚乙二醇受熱時(shí)會(huì)儲(chǔ)存熱量并軟化，凝固時(shí)又釋放熱量后重新硬化，在模擬太陽(yáng)光照下，覆蓋目標(biāo)物的復(fù)合薄膜可以從太陽(yáng)吸收熱量，達(dá)到抑制升溫目的，就像周圍環(huán)境一樣，使得目標(biāo)物體對(duì)紅外探測(cè)儀“隱形”。當(dāng)夜晚來(lái)臨，薄膜又能緩慢地釋放熱量，以匹配周圍環(huán)境。此外，選用合適厚度的氣凝膠薄膜覆蓋在發(fā)熱目標(biāo)與相變復(fù)合薄膜之間，也能做到讓發(fā)熱物體“隱身”。

“新材料不僅可以用于紅外隱身，還可以用作電子隔熱材料、電池隔膜材料等，我們預(yù)測(cè)應(yīng)用前景會(huì)非常廣闊。”張學(xué)同說(shuō)。

毫無(wú)疑問(wèn)，在各國(guó)紅外探測(cè)手段日益強(qiáng)大的背景下，國(guó)內(nèi)新型紅外隱身材料的發(fā)現(xiàn)無(wú)異于“雪中送炭”。對(duì)此，甚至還有國(guó)內(nèi)學(xué)者分析指出，在原本具備良好雷達(dá)隱身能力的基礎(chǔ)下，作用持續(xù)且不需要耗費(fèi)額外能源的新型紅外隱身材料將助力殲-20實(shí)現(xiàn)“全方位，全頻譜”的完美隱身，從而使之能夠更好地制勝天空。