纳米技术在军事中课件

纳米技术在军事中的应用功能材料研究中心纳米技术将开发物质潜在的信息和结构潜力,使单位体积物质储存和处理信息的能力实现一次飞跃,在信息、材料、生物、医疗等方面导致人类认识和改造世界能力的重大突破,从而给国民经济和军事能力带来深远的影响。纳米技术的出现，标志着人类从微米层次深入到原子、分子级的纳米层次，使人类最终能够按照自己的意愿操纵单个原子和分子，以实现对介观世界的有效控制。一、纳米技术应用于军事领域的科学依据纳米技术作为21世纪一项关键技术，虽然目前应用研究尚不成熟，但由于其具有明显的军事潜力，因此极大地刺激着人们寻求纳米技术在军事上的应用。纳米技术应用于军事领域的科学依据有如下几点：2、提高常规武器的打击与防护能力。运用纳米技术在产品中添加特殊性能的材料或在产品表面形成一层特殊的材料，能产生出新的性能。可以使易碎的陶瓷变得具有韧性，达到类似于铁的耐弯曲性，或具有特殊的刚性。把纳米技术用于武器制造，可大大提高武器弹头对目标的穿透力和破坏力，也可提高武器装备的防护能力，未来防弹装甲车可能产生使导弹滑落或弹回去的奇迹。3、提高武器装备的隐身性能。某些纳米固体在较宽的频谱范围对电磁波有均匀的吸收性能，几十纳米厚的固体薄膜的吸收效果与比它厚1000倍的现有吸波材料相同，美国研制的纳米隐身涂料超黑粉对雷达波的吸收率达99%。用纳米吸波材料涂在战略轰炸机、导弹等攻击性飞行器的表面，能有效地吸收敌方防空雷达的电磁波(B-2隐身轰炸机表面的涂层中就含有纳米材料)；将纳米粒子添加于发烟剂中，能对阵地起到很好的屏蔽作用，与土壤混合可遮蔽地下指挥所等重要军事设施。4、

用于制造微型武器。利用纳米技术可以把传感器、电动机和数字智能装备集中在一块芯片上，制造出几厘米甚至更小的微型装置。在未来战场上，将出现能像士兵那样执行军事任务的超微型智能武器装备。美国研制的小型智能机器人，大的像鞋盒子那么大，小的如硬币，它们会爬行、跳跃甚至可飞过雷区、穿过沙漠或海滩，为部队或数千公里外的总部收集信息。微型机电武器还可用于敌我识别、探测核污染和化学毒剂、无人侦察机等。纳米技术在隐身武器方面的应用“保存自己，消灭敌人”这个古今中外军事家们共同遵循的军事法则，在现代化战争中显得尤其重要。最大限度地隐藏自己，同时又千方百计地寻找和发现敌人，出奇制胜先发制人，给予敌人突然的沉重的打击，取得战争的胜利。保存自己，消灭敌人

海湾战争、科索沃战争和阿富汗反恐战争完全改变了人们对战争的作战观念。重创性威胁已不是来自两军对叠的地面战，而几乎完全来自远程空中打击。全球卫星定位系统技术和精确制导武器的发展水平，使高技术战争中攻击武器对目标的命中率几乎由目标被发现概率所决定。被发现就等于被消灭已成为现代军事家们的共识。被发现就等于被消灭一直以来，人们为了提高生存能力，就在苦思冥想，寻求“隐形术”，这就使得高技术武器里出现了采用隐身技术的隐形武器。它的问世在军事领域引起极大轰动。武器装备隐身化能够打破现有的攻防格局，提高战略武器系统的突防能力，提高战术武器的生存能力和作战效能。(2)隐身材料隐身材料是隐身技术最重要的一个方面，是实现武器隐身的物质基础。隐身材料隐身材料按波谱范围可分为声、红外、可见光、激光、雷达隐身材料。雷达吸波材料涂覆型结构型涂料（如铁氧体）贴片（塑料、橡胶和陶瓷）铁氧体是一种粉末材料，成本低，吸波性能好，它主要依靠自身自由电子的重排来消耗雷达波的能量，是隐身飞机上使用最多的吸波涂层。F-1l7、B-2、F-22隐身飞机主要采用了铁氧体吸波涂层。结构型吸波材料具有承载和吸波的双重功能，这种复合材料密度低，力学性能好，耐高温，比强度高，既能吸收红外信号又能吸收雷达波信号，具有隐身功能。可用在飞机蒙皮，雷达天线罩等结构。碳纤维是最常用的结构型吸波材料，它由碳纤维骨架和碳基体（碳粒、碳化硅粉等）组成。F-117的V形垂尾、F-22的机身和机翼蒙皮采用了此吸波材料。雷达是高科技战场上不可缺少的“眼睛”。隐形武器主要靠身上的特殊涂料吸收雷达波，从而避开敌人的“眼睛”，实行对敌人的打击。然而，现有的隐形材料只能吸收某一波段范围的雷达波，而对其他波段的雷达波及光学探测束手无策。

纳米技术的应用将使红外、等离子体等隐形技术得到进一步的发展。美国利用纳米技术研制的隐形涂料——超炭黑不但对雷达波的吸收率达到99％，而且还由于纳米磁性材料在一定条件下会产生光发散效应，具有凹透镜的作用，当光束通过会改变传输方向，可以改变光的空间分布和降低光的强度，从而达到有效对抗光学探测的目的。(3)军用隐身技术的发展1.隐身技术的起源动物的启示---仿生学隐身技术为什么变色龙能根据背景环境而变化颜色？燕八哥与海鸥的大小相近，为什么雷达截面只是海鸥的1/200？为什么蜜蜂的体积远小于麻雀，但雷达截面反而比麻雀大16倍？斑马

人类隐身技术的早期发展在中国战争中隐身（伪装）技术的应用，最早可追溯到公元前士兵和军官佩带的毛皮的盔甲和军服，甚至头上插的羽毛。公元4世纪，罗马人将侦察海盗的船、帆、绳涂上与大海一样的蓝色涂层，船员穿蓝衣，脸部涂蓝色。这应是最早应用的光学隐身技术。探索研究阶段(60年代以前）：主要是探索隐身技术，并将初步研究成果应用在SR-71、U-2等高空侦察机上进行验证试验。SR-71曙光高空侦察机的气动外型就采用了雷达隐身技术，主要措施为采用倾斜式双垂尾、翼身融合体外型、机体涂黑色涂料以及在机身边条和机翼的前后沿采用塑料蜂窝结构材料。U-2高空侦察机则采用了挡板来改变红外辐射方向.全面发展阶段（60～70年代）：美国对该技术进行了有计划、有步骤的试验与研究工作，基本上完成了隐身技术的基础研究和先期开发工作。加强对电磁散射机理和雷达截面（RCS）预估等方面的基础研究；加大对雷达吸波材料的研究力度；建设大型试验外场、微波暗室用于测试复杂形体目标；开展对目标红外辐射特征的基础研究等。技术应用阶段（80年代至今）：进入20世纪90年代后，隐身兵器几乎应用到所有的陆、海、空三军武器装备中，出现了隐身车辆/坦克/装甲车、隐身舰艇和隐身飞机/导弹/鱼雷）等各种隐身兵器。日本也正在研制TV隐身无人机、F－1隐身战斗机。英、德、意正在联合开发隐身“欧洲战斗机”；英、法、德、意、荷五国正在联合研制ACA隐身战斗机；以色列、印度、瑞典等国在隐身技术装备的发展上，也取得长足的进步。第一代隐身飞机F-117隐身飞机F-117“夜鹰”隐形战斗机外形像一个堆积起来的复杂多面体，大部分表面向后倾斜，具有大后掠机翼和V形垂尾。这种外形能使反射雷达波改变方向，产生散射，敌方雷达很难收到反射信号。F－117的机身、机翼和垂尾大量采用了玻璃纤维、碳纤维等雷达隐身材料。F-117战机执行轰炸任务第二代隐身飞机B-2隐身战略轰炸机B-2通体乌黑，无机身、无前翼、无尾翼，又喜欢在若暗不明的夜空出没，象“黑色幽灵”。该机长约21米，翼展52.4米，高5.18米，是目前世界上最居代表性的隐身兵器。航程远：巡航时速970公里，作战半径8045公里（中途不加油）。隐身性能好：采用多种隐形技术，它在雷达、红外、声音等方面的隐形性均较好，雷达截面积仅0.3平方米，因此，当到达目标几公里时，也不会被敌方防空系统发现。突防能力强：在实施核攻击时，它可携带8枚战略巡航导弹和8枚核炸弹。在实施常规作战时，它可携带16枚AGM－69常规战略导弹。价格昂贵：这种隐形飞机是目前世界上最昂贵的飞机，单架出厂价格就高达21亿美元。第三代隐身飞机采用正常式外倾双垂尾布局，成功地将隐身外形设计技术、低超音速波阻技术、大迎角气动力技术和非定常前体涡控技术等融合在一起，在隐身性能和机动性能之间取得了很好的折中。F-22已经成为美国空军在21世纪的主力制空战斗机，能携载8枚空对空导弹，并具先进航空电子传感系统，大大提高了飞行员对周边环境的认知能力以及在被敌方发现之前跟踪、攻击敌机的能力。这种战机还具有较强的地面攻击能力，可在超音速飞行的情况下精确投掷卫星制导炸弹，其速度更胜其他战斗机。夜色中的美军F-22“猛禽”战斗机F-22腹腔曝光,腹腔打开时隐形性能降低,是F-22最虚弱的时候F-22被美军昵称为“空中变色龙”，机身可变成与天空相配颜色。Ｆ－35“闪电2”隐形联合战斗机第四代隐身飞机Ｆ－３５“闪电２”隐形联合战斗机是美国研制的新一代多用途作战飞机。它采用了隐形技术和其他高技术装备，将取代美国空军的Ｆ－１６、海军的Ｆ－１８早期型号及海军陆战队的ＡＶ－８等多种机型战机。

俄罗斯最新型米格-35战机也具有较好的隐身能力起飞重量24000kg，最大速度2400km/h，升限17000m，航程4000km。采用1门30mm机炮，可以携带5000kg武器。米格公司官方站米格-35精美宣传图中国歼-10战斗机国产歼11战机解放军新型歼11B战机双机编队飞行

歼13设想图中国新型歼-14解放军歼-14隐身战机设想图隐身直升机RAH-66“科曼奇”隐形攻击直升机RAH-66“科曼奇”隐形攻击直升机一直作为美陆军未来“目标部队”的重要空中作战平台而备受关注。“科曼奇”一亮相就告诉世人：“你极不容易看见它；如果你能看见它，可也极不容易击中它；假如你能击中它，可也极不容易击落它；假如你击落它，它的飞行员还能活着。”俄罗斯Kvand飞机制造公司研发的最新式全隐形无人飞机隐身无人机该飞机机身是由辐射线透过性能极强的材料制成的，因此在雷达上几乎无法发现它的飞行信号。Kvand飞机制造公司有关专家称，他们研发的这种全隐形无人飞机不但可以用于军用还可以用于民用，能完成地理勘查、空中巡逻、对敌电磁干扰、为其他武器提供目标指示及军事侦察等任务。这种飞机除了可以从跑道起飞外，还可以进行垂直起降德国的KZO型战术无人机KZO无人机的翼展为3.42米，机长2.26米，机身直径仅有0.36米。由于尺寸很小并采用了先进的全频谱隐身技术，KZO在飞行中几乎无法被敌方探测装置发现。“暗剑”无人战机模型

美国海军J-UCAS准备弹射起飞效果图美国海军J-UCAS准备弹射起飞效果图俄罗斯