隐身材料行业专题研究

隐身材料行业专题研究：风发泉涌、大有作为一、隐身技术：侦测手段愈发丰富，隐身需求迫在眉睫1.1基本概念：技术原理尖端，覆盖多类学科隐身技术是现代武器装备发展中出现的一项高新技术，是当今世界三大军事尖端技术之一，是一门跨学科的综合技术，涉及空气动力学、材料科学、光学、电子学等多种学科。世界军事强国已把隐身技术提升到与电子信息战术同等地位来发展。隐身技术又称为“低可探测技术”，是指通过弱化呈现目标存在的雷达、红外、声波和光学等信号特征，最大限度地降低探测系统发现和识别目标能力的技术。1.2侦察手段愈发丰富，精确打击威胁巨大现有的侦察手段越发丰富，从应用场景可以分为天基侦察、空基侦察、海基侦察和陆基侦察。以常见的陆基侦察为例，其手段不仅有传统的各式雷达，还有将热成像、传感器、监视器等组成应用的各式侦察手段。综合全面的侦察手段让军队重要的武器装备、军事设施和高级人员无处遁形，从而对战场的局势形成了巨大的威胁。如此次俄乌战争中，虽然俄军拥有绝对的军事优势，但乌方却凭借美国援助的军事侦察手段多次对俄方高级将领完成了“斩首行动”，对俄军士气和战略战术布局造成了严重打击。除了侦察外，具有探测定位能力的精确打击技术构成的威胁也对重要的军事设施和武器装备构成了巨大的威胁，具体可分为两类，一类是精确制导导弹，另一类是末敏弹。精确制导反坦克导弹均具有红外探测的能力，而美国的“陶氏”系列导弹甚至除了红外还配备毫米雷达波探测的能力，威胁程度大大增加。末敏弹全称为末端敏感弹药，是一种能够在弹道末端探测出目标的存在，并且让其战斗部指向目标，在接触后引爆，这种弹药虽然装药量不大，可打击的恰恰是装甲车辆最为脆弱的顶部，所以很容易就会被击穿，末敏弹既可以用火炮发射，也能够作为火箭弹的战斗部，甚至由飞机来播撒，打击的范围非常广，因此，这种弹药被称为装甲集群的噩梦，且非常难以防御。精确打击技术可以准确地打击敌方重要目标，而防空系统的全面覆盖和完全拦截几乎是不可能的，对战局的左右起到了巨大的影响。此次俄乌战争刚打响时，俄罗斯导弹部队短时间内瘫痪了乌空军力量。通过摧毁防空火力、精准摧毁机场等军事设施，较短时间中，乌克兰便丧失了以空军编队对俄军进行高空打击的足够能力。面对现有的侦察手段和精确打击技术，全世界尤其是军事强国对隐身技术越发重视，从而希望在潜在的战争中获得压倒性的优势。1.3具体应用：F-22采用多项隐身技术，多种材料并举1997年，世界第一架进入服役的五代战斗机F-22进行了首飞，吸引了全世界的目光。一般来说，第五代战斗机应具备以下能力：超隐身能力、超机动能力、超音速巡航能力和超信息优势。在现代空战中超视距作战成为常态，而雷达与红外讯号探测是侦测飞机位置的最可靠方法。那么减弱我方战机的雷达与红外信号强度便成为了飞机设计中提高隐形能力的最关键和最重要的因素。二、外形隐身技术：隐身首选手段，隐身效果最优2.1分类：先于常规隐身类型，整机隐身的基础外形设计的目的是降低目标的信号的特征，主要包括雷达特征信号、红外特征信号及可见光特征信号。外形隐身往往是武器装备最先考虑的因素，它贡献了最大的隐身性能，也因此旧式武器装备往往不会采用隐身涂层来增加隐身性能，因为没有经过隐身设计的外形，仅通过隐身材料的效果很差。2.2雷达外形隐身设计：逐渐取代气动设计，重要性凸显2.2.1定义在降低目标雷达特征信号中，使用外形隐身是最有效的。在新式武器系统的研究过程中，首先是利用外形隐身技术，然后才是依靠雷达吸波材料技术。外形隐身具有应用范围广、效果显著及对高频雷达适用性更强的优点，但也会对其他性能如飞行器的气动性能、结构受力以及其他方向的雷达散热产生不利影响。因此需要综合考虑。2.2.2发展当武器系统的隐身技术自1917年产生时，当时主要以雷达吸波材料和电子对抗系统为主，直到20世纪60年年代，美国洛克希德公司研制出SR-71“黑鸟”战略侦察机，才开始考虑从外形设计结合雷达吸波材料的综合隐身技术。20世纪70年代初期，美国开始有计划地进行外形隐身设计的研究，如罗克韦尔公司研制的B-1型战略轰炸机。而到了20世纪80年代，随着隐身需求的大大增加，电子工程师已逐渐取代航空工程师对飞行器外形进行设计，其中最著名的便是洛克希德公司设计的F-117A隐身战斗机。2.2.3常用技术采用雷达外形隐身设计一般遵循以下几个原则：（1）避免出现任何与边缘、棱角、尖端、缺口等垂直相交的接面，以消除产生角反射器效应。（2）避免出现较大平面，用边缘衍射代替镜面反射，以消除镜面反射光面。（3）缩小飞行储存，以减小雷达波的反射截面。（4）合理设计发动机进、排气系统，采用平齐进口。（5）消除外露突出部分，使机身形成平滑过渡的曲线形体。2.3红外外形隐身设计：隐藏高温源，重点针对尾部2.3.1定义红外外形隐身设计是指通过目标的外形设计来遮蔽红外辐射或改变红外辐射的传输过程。2.3.2常用技术（1）通过改进机身的外形以减少机体与空气的摩擦，可降低机壳的温度从而减弱机体的红外辐射。（2）对飞行器的尾部进行合理设计，用机身、尾翼或其他挡板遮挡尾喷管，可使尾喷管的红外辐射方向改变，从而使红外探测器难以探测到飞行器。（3）在尾喷口安装鱼鳞门与旁路散热器，在尾喷口的扩散段安装空气冷却导流板。（4）低空的飞机还可在发动机上部的上表面设盖板，以防止更高高度的红外传感器探测到这些红外辐射特征。2.3.3应用飞行器方面，F-15和F-22战斗机便采用了尾翼遮挡喷管，而F-117A和B-2隐形轰炸机则采用机身遮挡喷管，YF-23战斗机则同时采用机身和尾翼遮挡尾喷等。RAH-66直升机将两台发动机置在机身两侧，进气道则采用埋入式放置在机身侧上方，并且使用了菱形的进气道口。AGM-129巡航导弹则将进气道口装在弹体中部、弹翼后下方，尾喷口位于扁平尖楔尾部组件内部。船舰方面，瑞典“维斯比”轻型护卫舰和德国“梅科”A-200轻型护卫舰甲板和上部构造采用封闭结构，去掉烟囱，采用横向输送管系统来代替烟囱用于排放热废气，将废气从舰尾排出至水线上冷却。车辆方面，装甲车辆温度不高，但面积较大，因此主要采用减小车体外形尺寸，降低车高和炮塔尺寸来减小暴露给敌人的目标面积，缩小被敌人红外探测器发现的距离。三、雷达隐身：军民适用性最广，技术最成熟3.1概念：降低雷达反射，民用市场广阔雷达吸波隐身材料是指能够通过自身的吸收作用，来减少目标雷达散射截面，使其难回收到雷达探测满意的回波，从而起到隐身作用的材料。雷达吸波材料用于军事隐身只占其中较小的比例，其民用市场更加广阔，可用于改善电磁兼容、RFID天线抗金属隔离、安全保护等诸多方面，涉及通信、纺织、电力设备等多个行业。当前雷达系统一般是在1~18GHz频率范围工作，但新的雷达系统在继续发展，吸收体有效工作的带宽还将扩大。吸波材料要吸收电磁波必须满足两个基本条件：1.电磁波入射到材料表面时电磁波能最大限度地进入材料内部（匹配特性）。2.进入材料内部的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉（衰减特性）。雷达作为应用最广泛、技术最成熟的探测手段，是对重要军事目标最大的侦测威胁。同时由于其技术原理，正常目标只要有形体，均会反射雷达信号，因此雷达隐身是最重要也是最基础的隐身需求，相关技术丰富且相对成熟，应用广泛。3.2分类：吸波剂+基体，涂层+结构目前雷达吸波材料主要由吸波剂与高分子材料（如树脂与橡胶及其改性材料）组成。其中决定吸波性能优劣的关键则是所选取的吸波剂的类型及含量。根据吸波剂的吸收原理不同，通常可分为电损耗型和磁损耗型两大类。按照吸波剂结构形态，可分为涂层型和结构型两类。吸波材料可通过三种方式对雷达波进行吸收，1电导损耗、高频介电损耗、磁滞损耗或者将其转变成热能，使电磁能量衰减。2将电磁波能量由一个方向分散到各个方向，从而使其强度锐减。3作用在材料表面的第一电磁反射波会与进入材料体内的第二电磁反射波发生叠加作用，致使其相互干扰，相互抵消。基于上述三种吸波原理，可以将吸波材料分为三类，即吸波型、衰减型和谐振型。3.2.1涂层吸波材料吸波涂料是把具有特定介电参数的粉末（吸收剂）分散在基体（粘结剂）中形成的。一般来说，基体起粘结、强度和抗环境的作用，吸收剂起电磁损耗作用。雷达材料一般选择导电高分子材料作为基体，主要由于导电高分子材料可对80%电磁波进行反射，20%的电磁波进行吸收，而导电的金属材料则对电磁波进行全部的反射作用，但由于高分子材料一般无法承受高温，故高温下有时会选择耐高温的无机物。吸收剂选择范围较为广泛，从最早的铁氧体开始发展出了众多适用于不同场景的吸波剂。一般来讲常温领域下常用材料为铁氧体、羰基铁等材料，而中高温领域则使用碳材料和陶瓷材料较多。此外还有部分性能优秀的材料可适用于一些特殊场合。3.2.2结构吸波材料结构吸波材料是一种多功能增强塑料，既能承载作为结构件，又具有复合材料质轻的优点，同时也能吸收或透过电磁波，从第二次世界大战时期就受到广泛的研究和关注。由于涂层往往具有吸波性能和重量这两个指标的矛盾性，因此结构吸波材料目前已成为应用的主流。3.3未来发展重点：智能化+纳米吸波剂3.3.1智能吸波材料智能化隐身材料具有局域敏感和响应功能的精细微结构，能感知和分析从不同方位角到达飞行器表面的各种主动式探测信号，瞬间调节表面区域的电磁波基本特征参量，以达到更好的隐身效果。一种有源吸波材料即基于此原理。这种材料是由在基体中嵌入半导二极管或其他电磁敏感原件构成的。在无外部激励时（即没有雷达波照射），它们不吸收电磁波，而当受到外部激励时，这些电磁装置自动开关，从而改变材料的吸收/反射电磁波特性）。3.3.2纳米吸波剂纳米吸波剂材料是指材料组分的特征尺寸在纳米量级（1~100nm）的材料。纳米材料在具备良好的吸波功能的同时，兼备了宽频带兼容性好、质量轻和厚度薄、力学性能好等特点，英、美等国都将其列入新一代隐身材料加以研究。目前用于涂料的纳米颗粒有三类：一是金属氧化物；如TiO2、ZnO2、Al2O3、Fe2O3等；二是纳米金属粉末，如Al、Tl、Cr、Nd、Mo等；三是无机盐类，如CaCO3、层状硅酸盐以及一维的纳米级黏土等。应用方面，美国研制出的“超黑粉”纳米吸波材料，对雷达波的吸收率大于99%。法国研制的金属纳米微屑作填充剂的吸波材料在50MHz~50GHz都有良好的吸波性能。法国科学家研制出的纳米CoNi超微吸波材料，大大超过金属微粉的吸波极限。四、红外隐身：技术原理独特，隐身需求较大4.1原理：温度越高，红外隐身需求越大一切高于热力学零度的物体都能发出红外辐射，红外辐射的光子能量能够使一些活泼金属产生红外光电效应。红外探测系统的原理就是通过上述红外光电效应把红外辐射特征信号转化为电信号。红外探测的方法有两种：红外隐身的目的就是降低或改变目标的红外辐射特性，减小红外探测系统对目标的作用距离，从而降低目标被探测的概率。在实际的红外探测过程中，物体发出的红外辐射通过大气传输才能达到红外探测器。大气传输过程中红外辐射会因波长不同而有不同程度的衰减，通常把大气衰减较少的波长区域称为大气窗口。大气的红外窗口有以下3个波段：短波1~2μm、中波3~5μm、长波8~14μm。红外辐射在这3个波段以外基本上是不透明的，目前使用的红外探测器大都工作在这3个波段内。因此红外隐身材料也应该作用在这个波段内。由于红外辐射的特性，红外探测手段的应用非常广泛且廉价，尤其是高温物体，暴露的风险非常巨大，因此红外隐身也是几乎所有高温武器装备隐身所必须考虑的因素，而红外隐身由于需要考虑高温环境，因此其技术难度往往大于雷达隐身，温度越高对技术要求也越高。4.2研究进展：应用场景众多，国外起步较早红外隐身方法可分为隐身材料、隐身烟幕、红外诱饵和热红外隐身网。由辐射定律可知，温度越高，红外辐射越大，因此飞机、导弹、战舰和坦克均是具有较强红外辐射的目标，它们的任何部位都可能成为红外辐射源，他们自身的辐射和对环境的反射都可能成为红外辐射源，尤其是发动机的高温喷气流、机体热部件、气动力加热和对阳光的反射与散射被认为是红外辐射源中的几个主要方面。而红外隐身技术的是指就是抑制和缩减其红外辐射能力。国外开展红外隐身技术的研究比雷达隐身技术大约要晚10多年。目前，国内外红外隐身技术已经发展到实用化阶段。自1988年以来，除飞机之外，战舰、坦克、各类武器发射平台，乃至夜战士兵的服装均提出了要用红外隐身技术来改善和提高其战场生存能力。红外隐身技术已从中、近红外波长扩大到超远波长的地低红外辐射。美国和前苏联就深入地研究了各种红外抑制技术，如红外辐射遮挡技术、高速气流引射冷却技术、对流气膜冷却技术、隔热绝缘材料地应用以及减少羽烟中的碳粒、氮化物、未燃尽物地燃烧技术和添加剂等，并且始终处于领先地位，现已在部分现代武器系统中得到应用。4.3应用：武器装备兼容，高温部件必需4.3.1飞机红外隐身技术飞机的热辐射主要产生于发动机、发动机喷口、排气气流、机体蒙皮等。实现飞机红外隐身的主要技术措施包括：采用红外辐射较弱的涡扇发动机，并通过对发动机进行隔热，防止其热量传给机身；在喷管内部涂低发射率材料；在燃料中加入添加剂抑制和改变尾焰的红外辐射频段；飞机表面涂红外隐身涂料；释放伪装气溶胶烟幕；改进外形设计减小机体摩擦以降低蒙皮温度等。4.3.2坦克等地面武器的红外隐身技术坦克的红外辐射主要来源包括：发动机、烟囱、烟羽、表面辐射和对外界短波辐射的反射等。主要通过采用效率高、热损耗小的发动机减少发热量，改变排气通道位置和形状并进行冷却，发热部位隔热，表面涂低发射率材料和迷彩伪装等措施来实现红外隐身。4.3.3舰艇等海上武器装备的红外隐身技术舰艇的红外辐射源主要是烟囱管壁，排气烟羽和舰体表面。对舰艇进行红外辐射抑制的技术手段主要分3中；降温、红外屏蔽和隐身涂料，其中降温是最常用和最有效的策略。具有实施方法包括：改变烟囱的位置和形状，对机舱水冷降温、高温表面涂绝热层、舰船表面喷淋海水和涂隐身材料等。4.4组成：填料决定性能、黏合剂决定应用对于红外隐身涂料的研究可分为两方面，即优良的红外透明胶黏剂和影响发射率的填料。黏合剂是低发射率涂层的主要成膜物质，是涂层的重要组成部分。低发射率涂层的黏合剂要求具有较高的红外透过性，无机黏合剂虽然具有较高的红外透过率，但其物理力学性能和成膜性较差，所以应用较少。而有机黏合剂有更好的力学性能和黏结力，所以应用较为广泛，但由于其无法耐高温，因为高温领域往往采用无机粘合剂。4.4.1填料填料是影响低发射率涂层性能的重要因素，对涂层的红外隐身性能起调节作用。填料的选择要求在红外波段吸收率低，反射率低，发射率低。金属填料方面，实际应用以性能优良、廉价易得的铝粉和铜粉为主。半导体填料方面，可以通过掺杂其他元素控制红外发射率，且掺杂改性的半导体由于在微波段具有高吸收率，可以用于制备多波段兼容隐身材料。4.4.2颜料颜料是影响涂料隐身性能的基本因素之一，其选用应符合以下要求：1在红外波段有较低的发射率或较高的透射率，其红外吸收峰不能在大气窗口。2在近红外波段具有较低的吸收率；3能与雷达可见光和近红外等波段的隐身要求兼容。目前颜料可大致分为金属颜料、着色颜料和半导体颜料。4.5其他技术：技术分支众多，发展潜力巨大4.5.1低发射率薄膜低发射率薄膜是一类极有潜力的热隐身材料，适用于中远红外波段，这种薄膜的作用是弥补目标与环境的辐射温差。最大优点是具有很低的发射率和良好的绝热作用。按其结构成分可分为：金属膜、电介质/金属多层复合膜以及半导体掺杂膜和类金刚石碳膜类。4.5.2光子晶体红外隐身材料研究光子晶体是非常前沿的红外隐身材料，其较宽的禁带是实现相应波段低的发射率，从而降低红外可探测性的必备条件。其优点在于易于与其他隐身材料兼容，实现多波段隐身兼容，同时由于其灵活可调，因此可以作为自适应红外隐身材料。4.5.3控温涂层材料中空微珠作为隔热材料，由于其密度小、抗压能力强、导热系数低等优点，被广泛应用于隔热涂层。通过在红外隐身图层中添加中空微珠，涂层表面的温度有一定程度的降低。4.5.4智能隐身材料智能隐身材料是一种新型隐身材料，是智能材料和隐身材料的有机结合，可分为电致变智能隐身材料和热致变智能隐身材料。电致变智能隐身材料是在电场或电流的作用下，材料组分发生化学变化，进而影响材料的红外发射率。热致变材料通过感应目标的表面温度变化改变红外发射率。4.5.5生物仿生隐身材料生物仿生红外隐身材料是基于生物的微观结构特性、变色原理或者电磁波反射特点进行合成、制备的新型红外隐身材料，如利用聚氨酯和片状铜粉仿生珍珠层结构。五、可见光隐身技术：技术发展最早，智能化成为主流5.1简介：探测手段众多，迷彩隐身为主流随着科学技术的发展，光电探测技术和探测手段以及其他各种反伪装技术已经发展到了相当高的水平，目前国外坦克、车辆、光学成像卫星和侦察飞机上安装的探测器材，如潜望镜、瞄准镜、多光谱照相机、高分辨率电视摄像机和微光夜视仪等，均能在0.38~0.75um的可见光波段内对地面进行侦察与探测。为此国外加快了可见光隐身技术的研究步伐，并取得了较大进展。要实现可见光伪装，必须消除目标与背景的颜色差别，只要伪装目标的颜色与背景色彩协调一致，就能实现伪装，这就是可见光伪装的原理。可见光伪装采用的方法主要是迷彩伪装，可分为保护迷彩、变形迷彩和仿造迷彩等。其中保护迷彩属于单一迷彩，适用于背景、色调比较单一的地区，当前应用最多的可见光伪装方法是变形迷彩和仿造迷彩。可见光隐身就是无法被肉眼或原理和肉眼相似的设备如相机侦察到，最为接近我们传统意义上的“隐身”，因此其需求非常广泛，但由于现有技术条件无法做到真正的“消失”，因此完全实现可见光隐身最为困难，只能通过传统的迷彩或者更为先进的智能可变迷彩使得其在一定距离下难以发现。5.2发展状况：发展最早，潜力巨大尽管可见光隐身在各种隐身技术中发展最早，许多技术已经比较成熟，但可见光隐身仍有大的发展潜力。如美国采用雷达隐身技术的F-117A战斗轰炸机，夜战时能避开敌方雷达的探测，但在白天，这种以天空为背景的黑色飞行物却逃不过肉眼或光学设备的观察。传统的可见光隐身就是通过减少目标的可视外形、涂覆伪装迷彩和覆盖伪装网等手段，尽量降低目标与背景之间的亮度和色度等可视对比特征。但仅在目标静止或者运动较慢的情况下才能表现出较好的隐身效果。为了克服上述缺点，军事专家积极研究能根据战地环境改变亮度、色度的智能隐身材料，目前已经取得初步成果的有热致变材料、光致变材料和电致变材料。隐身迷彩涂料一般由成膜物质、颜料、溶剂和助剂组成。成膜物质决定迷彩是否能够牢牢粘住，早期一般选用醇酸树脂、丙烯酸树脂。随着技术的发展，目前较多选用聚氨酯树脂或丙烯酸聚氨酯混合树脂。迷彩图案斑块的颜色和形状大小是影响隐身效果的关键。需要根据场景和装备种类选择不用的颜色。吸收剂（染料）又称可见光吸收染料，是近年来染料化学领域中研究得较多的功能染料之一。隐身涂料最具代表性的是美国的耐化学毒剂渗透的聚氨酯伪装涂料。这种涂料在遇到化学毒剂污染时易于清洗，尤其是改用三色迷彩和大斑点后在远近距离上都有较好的伪装效果。5.3伪装遮罩：使用便捷，产业成熟度较高伪装遮罩是一种设置在目标附近或外加在目标之一得防探测器材，主要包括各种伪装网和伪装覆盖物等，通过采用不同的伪装技术分别对抗可见光、近红外、中远红外和雷达波段地侦察与探测。最具有代表性地伪装遮障是瑞典的热伪装网系统和美国的超轻型伪装网。5.4智能隐身材料：当前发展方向，逐渐成为主流可见光“智能”隐身材料是一种具有“变色龙”特性的材料系统。因此在坦克、装甲车、飞机等武器装备上涂覆或掺杂智能隐身材料，其表面在光、电、热刺激下变色和改变亮度，使目标融入背景中，提高装备的隐身和机动性能。5.4.1光致变隐身材料光致变色材料在一定波长和强度的光作用下，分子结构发生改变，引起材料对光吸收峰的变化，最终导致颜色改变，达到隐身的目的。目前，美国、法国、日本等国都有此方面的研究成果。如美国2007年研制成功的的一种智能变色涂层，并申请了专利保护。整个涂层由内到外分别为自修复层、视觉显示层、新型材料层、人工智能网络层、传感组分层、能源层和抗腐蚀层。当抗腐蚀层感受到来自外界的破坏或足够大的颜色或亮度改变，传感组合曾可以将获得的信号数据传输给人工智能网络层，人工智能网络对信号进行处理，发送给视觉显示层，视觉显示曾将改变自身的颜色或团，以达到与背景环境一致，实现视觉隐身。5.4.2热致变色材料热致变色材料能在感知背景光的亮度和色度信息后，在温度控制装置的控制下，使材料温度发生改变，从而呈现出与背景一致的亮度和色度。热致变材料按物质组成还可分为无机热致变色材料和有机热致变色材料。美国曾推出一种可以应用到坦克、车辆表面的热致变色伪装系统。5.4.3电致变色材料电致变色材料在通电后可迅速改变其亮度和颜色，因而可用计算机控制该材料，使其与目标所处环境的亮度和颜色相匹配，达到可见光隐身目的。如在装甲车辆的车体上涂一层经过改性的聚苯乙烯薄膜，然后将该薄膜与一个智能处理和环境感知系统相连。这样改性的聚苯乙烯薄膜能根据需要呈现各种颜色的光。5.5纳米隐身材料：长期发展目标，有望实现完全“隐身”美国在此方面取得了一些进展，研制了纳米金属针隐身材料和纳米固体颗粒改性隐身织物。纳米金属针由美国普度大学设计，将直径约为10nm、长度约为数百纳米的金属针装入到发刷形状的锥形物体之中，并以特定角度和长度迫使光在斗篷周围游走。这样，锥心物体内的一切事物看上去会忽然消失，原因就在于光不在对其产生反射。美国海军陆战队和Natick士兵中心在尼龙66和尼龙66Cordura纤维挤出之前加入纳米或微米固体颗粒，使织物的颜色分别变为土狼色或浅棕色，适用于沙漠和丛林环境。六、激光隐身技术：光谱频率特殊，常与其他隐身叠加使用6.1背景：激光探测装备逐渐列装，相关隐身路线众多随着激光技术的发展，激光测距机、激光制导武器、激光雷达等已研制成功并装备部队。为了保护自身武器平台（如飞机、坦克、军舰）和重要军事设施（如指挥中心）的安全，提高其战场生存能力，研发目标的激光隐身技术，已迫在眉睫。激光隐身是通过减少目标对激光的反射信号，使目标具有低可探测性。其主要出发点为减小目标的激光雷达散射截面和激光反射率。由于现有的雷达探测、红外探测及可见光探测已经基本可以实现对所有目标的探测要求，因此激光测探尚未普及，因此激光隐身也较为少见，但随着雷达、红外、可见光范围隐身的普及，未来对激光探测的需求将大大增加，从而催生激光隐身的广泛应用。6.2材料分类：材料跨度大，技术原理接近1.掺杂半导体。以氧化锡为主要原料，掺杂氧化铜、氧化锑、氧化钙等过渡元素氧化物。并且该材料可实现红外与激光复合隐身。2.有机金属络合物。将有机络合剂和有效吸收1.06μm波长激光的金属离子进行结合，再经提纯可制备成激光隐身薄膜的功能材料。3.空芯微珠表面化学镀铜。通过对陶瓷空芯微珠表面进行改性以达到吸收和散射目的。化学镀常以硫酸铜微珠，以甲醛为还原剂。4.纳米隐身材料。具有了宽频带、兼容性好、质量小和厚度薄等特点，成为未来激光隐身的研究方向。七、多频段隐身技术：隐身的发展方向，技术壁垒的基础7.1简介：探测设备纷繁复杂，多频谱隐身成为刚需随着探测技术的迅猛发展，武器装备在战场上可能同时受到来自雷达、热红外、可见光剂近红外、激光等多频谱、多波段侦察仪器的探测，因此适用于单一频段的隐身材料将很难获得进一步的实际应用，而多频谱兼容隐身材料有希望满足武器装备在战场复杂电磁环境中的需要。多频谱隐身需要同时考虑多个波段的隐身需求，因此技术难度非常高，但其需求却非常旺盛，因此成为隐身行业壁垒最高也是最重要的市场。现获得实际应用的隐身技术基本都实现了一定程度上的多频段兼容，但距离实现所有频段的完全兼容仍有较大差距。一般有两种思路，第一，将高性能微波吸收材料、低红外发射率材料以及可见光伪装材料形成夹层或多层膜等复合结构，如考虑把红外低发射率作为外层，雷达波高吸收层作为内层形成一种雷达与红外兼容的双层复合结构。第二，研制一种微波高吸收、红外低辐射，同时可见光近红外能伪装的一体化材料，如一些稀土纳米材料、掺杂氧化物半导体、掺杂光子晶体等。7.2发展情况：频谱逐渐拓宽，技术难度较高美国、德国、瑞典研制的多波段隐身材料已达到可见光、近红外、中远红外和雷达毫米波四波段兼容的水平，所开发的隐身涂料可以吸收雷达、红外、毫米波，涂到被保护装备上之后，最终形成的涂层仅使装备厚度增加几个纳米，适用于任何材料和结构。目前国内外研究较多的多频谱材料主要有：雷达与红外兼容隐身材料，红外与激光兼容隐身材料、红外与可见光兼容隐身材料，以及覆盖包括可见光、近红外、远红外和微波在内的多波段隐身材料。八、等离子体隐身：俄罗斯独有技术，技术难度较大8.1简介：全新隐身概念，雷达隐身优势巨大等离子体隐身是利用等离子体在飞机、轮船等武器装备表面产生的等离子云来实现规避电磁波探测的一种技术。这是不同于外形隐身和材料隐身的新概念隐身技术，可通过设计等离子体云的特征参数，如能量、电离度、振荡频率等，来满足不同的要求，是敌方难以探测，从而达到隐身的目的。这种技术甚至能通过改变反射信号的频率，使敌方雷达测到假数据，以实现军事欺骗。采用等离子体隐身相比材料隐身和外形隐身有许多独特优势：一是吸波频带宽；二是吸收效率高，隐身性能好；三是使用简单；四是使用时间长；五是价格及其便宜；六是无须改变装备的外形设计，不影响飞行使用性能，甚至还能降低飞行阻力30%左右；七是没有吸波材料和涂层，维护费用大大降低。据称，采用这种新技术的飞行器，被敌方发现的概率可降低99%，即能实现真正的隐身。虽然等离子体隐身具有诸多优势，但其技术原理完全独立，技术难度很高，需要大量的研究工作才能投入实际使用，因此目前未见各国有广泛应用。8.2发展现状：俄罗斯独领风骚，已列装多个型号世界各国争相发展等离子隐身技术。早在20世纪60年代，苏联就开始了秘密研究等离子体吸收电磁波的性能。80年代初期，苏联是世界上最早开始等离子体饰演的，重点研究等离子体在高空超音速飞行器上的潜在应用。经过几十年的发展，俄罗斯等离子体隐身技术的成果已经明显领先于美国。据悉，其第一代产品是等离子体发生片，厚度为0.5~0.7mm，将发生片贴于飞机的强散射部位，电离空气即可产生等离子体。第二代产品是等离子体发生器，在等离子发生器中加入易电离气体，即可产生等离子体云层，其不仅可以减弱利达的发射信号，还可改变发射信号的频率从而实现隐身。20世纪初，该研究出新研制了第三代产品，利用飞行器周围的静电能量来减少飞行器雷达散射截面。因此俄罗斯的隐身战斗机没有像美国那样采用外形隐身设计。20世纪90年代初，美国在休斯敦实验室进行了等离子技术研究。1998年，美国的等离子体隐身技术进入实用阶段，美国海军委托田纳西大学等单位成功地研制出等离子体隐身天线，该系统的天线单元是一个U型等离子体放电管。当放电管通电时就成为导体，能发射和接受无线电信号；当放电管断开电源时就成为绝缘体，使敌人的雷达无法发现。8.3原理：技术壁垒高，产业化难度大等离子体隐身的原理是利用等离子体发生器、发生片或放射性同位素在兵器表面形成一层等离子体云，通过控制等离子体的能量、电离度、振荡频率等特征参数，使照射到等离子体云上的雷达波遇到等离子体的带电离子后，两者发生相互作用。电磁波的一部分能量传给带电例子，被带电粒子吸收，而自身能量逐渐衰减。另一部分电磁波受一系列物理作用的影响而绕过等离子体，或者发生折射而改变传播方向，使返回到雷达接收机的能量很小，使雷达难以探测，以达到隐身的目的。等离子体产生的机理主要有碰撞电离、光致电离、热电离三种。目前，在等离子体隐身技术中，研究得较多，同事比较有前景的方法有以下三种：第一种，是利用高压气体放电产生等离子体。即在常温下，通过电源以高压的形式产生气体放电，将气体电离形成等离子体。美国休斯研究实验室即采用该方法。第二种，是利用喷流式等离子体发生器产生等离子体。喷流式等离子体发生器一般由工质控制系统、等离子体发生器及电源等几个部分组成，其中等离子体发生器是产生等离子体的核心装置，方式为气体放电。俄罗斯的第一代、第二代和第三代等离子体隐身实验均采用该方式。第三种，是在武器特定部位涂一层放射性同位素，其在衰变过程中放出的射线具有很高的能量，它们在穿过空气的过程中，通过轰击空气分子使其电离，产生大量的电子和离子而形成等离子体。8.4应用：飞行器为主，通讯设备为辅8.4.1等离子体隐身飞行器借助等离子体隐身技术，可使得导弹、飞机到汽车等任何移动物体大幅降低“可见度”。通过等离子体遮蔽，即使老式和廉价的飞机隐身能力也可超于昂贵的美国F-117及B-2隐身飞机，因此具有非常好的经济性。目前俄罗斯研制得紧凑型等离子体发生器体