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光啟技術——超級隱身及全隱身時代到來

2024-11-18軍情

超級隱身及全隱身時代到來,「看不見的領域」中美展開較量

F-35A航展首秀,超級隱身及全隱身時代到來

11月12日,中國自主研制的第二款隱身戰機殲-35A正式亮相第十五屆中國航展。作為一款中型隱身多用途戰鬥機,殲-35A最大亮點之一是采用了先進的隱身技術和材料,整機具有出色的隱身效能。

在航展現場,空軍專家宋心之表示:現役全世界所有隱身戰機,它的隱身能力最強,世界一流。中國軍方為什麽叫它殲35A,殲擊F35,正瞄著美國F35。F35是美國的隱形戰機,但是在它面前就是「張飛吃豆芽,小菜一碟」。可以說,殲-35A是一架超級隱身的戰鬥機。

殲-35A超級隱身戰機

除了殲-35A,航展的「老朋友」,有「威龍」之稱的中國第一款隱身戰機殲-20在航展的飛行表演中表現同樣十分亮眼。本次航展更是全球首次,在一個航展上,同時展出三款隱身戰鬥機,其中兩款是咱們的殲20和殲35A,另一款則是俄羅斯的蘇-57。

不只飛行表演的殲-20、殲-35A、蘇-57,靜態模型展示的殲-20S、殲-35隱身戰機,航展現場參展裝備還包括用於戰略級別資訊保障的CH-7、定位為「忠誠僚機」的FH-97A、攻擊-11等多款隱身無人機,還有中航集團的雲影-300T、雲影-550T隱身無人靶機,雲影5000T大型隱身無人靶機甚至采用了殲-20相同的隱身材料。

AKF98A隱身巡航導彈

從今年航展的參展裝備來看,有一個顯著的特點,就是隱身飛機越來越多,甚至彈藥也出現隱身化趨勢,比如AKF98A隱身巡航導彈。不僅航空裝備在迅速隱身化,「虎鯨」隱身無人艇的出現顯示出海陸裝備也出現隱身化發展方向。可以說,超級隱身及未來戰場全域隱身化時代已經到來。

殲-35A世界最強隱身能力的秘密

11月5日,央視采訪中航集團沈陽所首席專家王永慶,王總表示:殲-35A在隱身化、資訊化、網絡化和智能化方面都有顯著提升。使用者給我們提了更高的隱身指標,為了實作更高的隱身指標,研發團隊采用了新的技術措施和新的體系。很多領域都有長足的進步和新的創新的成就,我們是利用了現有的我們突破的最新的這些技術,完成了殲35A的研制。

殲-35A的使用者是誰?解放軍空軍!「更高隱身指標」以誰為比較物件?此前解放軍空軍裝備的唯一一款五代機!所以結論就是:殲-35A的隱身能力比殲-20更強。

實作更高的隱身指標的「新的技術措施和新的體系」是什麽?新的先進隱身材料是關鍵之一。雖然官方沒有公布殲-35A的隱身材料,但是殲-35A作為一款最強隱身戰鬥機,用的材料肯定不簡單,它就是被稱為「超材料」的隱身材料。為實作客戶要求的更高的隱身指標,相比殲-20,殲-35系列從研制階段就確定要大面積采用「超材料」。也就是說,殲-35隱身設計不僅體現在外形上,更體現在超材料技術套用上。作為不同於紅外隱身、雷達吸波材料的另一種隱身途徑,透過采用先進的隱身超材料技術,殲-35A在雷達波段的電磁波反射得到了極大的抑制,從而實作了更出色的隱身效果。

超材料——顛覆未來作戰的前沿技術

超材料是什麽?超材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。超材料不單是一種材料形態,也代表一種新的材料設計理念。在超材料出現之前,人們是根據自然界存在的材料,開發出想要的電磁特性,而超材料透過逆向設計,即根據人們的套用需求,透過對微觀單元的結構設計來打破自然規律的限制,從而獲得具有特異效能的材料。

早在1968年,前蘇聯物理學家維克托·韋謝拉戈(Veselago)提出,如果有一種材料同時具有負的介電常數和負的磁導率,電場向量、磁場向量以及波向量之間的關系將不再遵循作為經典電磁學基礎的「右手定則」,而呈現出與之相反的「負折射率關系」。近年來,各國科學家沿著韋謝拉戈的理論,依靠納米級人工結構,將材料的單元結構透過不同的結合和排列,設計制造出各種超材料,實作了讓光波、雷達波、無線電波、聲波彎曲的夢想。

超材料的成分上沒有什麽特別之處,它們的奇特性質源於其精密的微觀幾何結構。超材料微結構的大小尺度小於它作用的波長,因此得以對波施加影響。當電磁波從正折射率的介質入射到具有「負折射率」的超材料的界面時,電磁波的折射與常規折射相反,入射波和折射波處在於界面法線方向同一側,也就是說,在這種材料中,波出現了異常傳播,超材料是一種可以操縱電磁波的材料。

材料參數空間中,第三象限材料表征它們的介電系數和磁導率同時為負,這些材料的折射率也是負的。

2006年,美國國防高級研究計劃署(DARPA)的一個專案中成功使用負折射率超材料讓一個物體在微波射線下隱形。2009年,美國杜克大學劉若鵬博士與D.R.Smith團隊完成微波頻段地面目標的二維寬頻帶隱身衣快速設計與制備技術(發表在科學雜誌上)。這種隱形並非讓物體變得不可見,而是實作在某一特定頻譜上的物理上的隱藏。實際上,根據制作方式和材料的不同,任何一種電磁頻譜都能被超材料所控制。包括美國國防高級研究計劃署在內的各國軍方機構,尋求的正是這種隱藏技術,以便讓飛機等軍事裝備在軍事雷達探測範圍內隱身。

試想一下下一場戰爭中,某超級大國空軍有人及無人戰機協同作戰,這些戰機裝備了先進超材料隱身技術,使戰機雷達反射面達到了恐怖的比0.01平方米還要小一個或幾個數量級的程度,進入對手領空如入無人之境,輕松摧毀敵防空陣地、指控中樞等重點軍事目標,對手戰機甚至沒有升空作戰就被擊毀在地面。先進超材料技術可使武器裝備獲得壓倒性的不對稱戰略優勢,成為改變未來戰場態勢的關鍵技術。2010年,美國空軍把超材料列為未來20年影響空軍裝備發展的關鍵使能材料技術(Enabling Technology)。

「看不見的領域」中美展開較量

由於超材料技術在國防軍事領域的重要性,世界主要軍事強國都對超材料技術高度關註。

2012年,美國國防部將超材料技術列為「六大顛覆性基礎研究領域」之首。包括波音、洛·馬及BAE系統公司等軍工巨頭在超材料研究中投入巨資,此外,美國國防部還專門啟動了關於超材料的研究計劃,美國最大的6家半導體公司英特爾、AMD和IBM等也成立了聯合基金資助這方面的研究。據統計,美國軍方共支持了超過100家企業及機構開展超材料套用研究,領域涵蓋導彈雷達天線罩、通訊天線、電磁波隱身、光波隱身、聲波隱身技術等。目前,美國F-35隱身戰鬥機、B-2戰略轟炸機以及DDG-1000濱海戰鬥艦上都套用有超材料技術。

中國對超材料技術同樣高度關註,並在973計劃、國家自然科學基金、新材料重大專項等多個專案中對超材料研究均予以立項支持。早在美國海軍將超材料雷達罩技術套用在E2「鷹眼」預警機上的同一年,2011年,中國光啟技術即推出了全球首款超材料平板衛通天線。2016 年10月,光啟領銜起草超材料領域國家標準【電磁超材料術語】正式實施,打破了歐美已開發國家對前沿科技的技術和標準壟斷。目前,光啟技術的超材料產品已經廣泛套用於中國海陸空尖端裝備領域,覆蓋多個裝備體系,幾十個關鍵部位,為中國裝備綜合作戰效能的提升做出了巨大貢獻。

2023年,超材料被列入【前沿材料產業化重點發展指導目錄(第一批)】。在國家產業政策引領及市場需求驅動下,在隱身超材料技術等基礎研究方面,中國企業取得了多項原創性成果,並在世界超材料產業化競爭中占到先機。

「美國制造業前瞻聯盟」對於全球超材料知識產權的評估,中國為紅線,報告中特別區分為兩部份,包括劉若鵬和不包括的

結語

21世紀初,以F-22為代表的隱身戰鬥機出現,標誌著空戰進入了隱身時代。隨著包括超材料技術在內的隱身技術的迅猛發展,新一代戰鬥機正向超級隱身方向發展,並且包括陸海空在內的全域戰場都提出了更高的隱身技術要求。透過今年的珠海航展,已經可以清楚的看到一個全隱身時代的趨勢。

超材料在各類飛機、導彈、艦艇和地面車輛的電磁隱身、光隱身和聲隱身等方面具有巨大套用潛力,將對未來武器裝備發展和作戰模式產生革命性影響。

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