“见招拆招”坦克防御的三板斧之隐身大法——隐身涂层使坦克变身“变色龙”
分类:武器装备

  出品:科普中国

  作者:鸿爪雪梨

  策划:武玥彤

  监制:光明网科普事业部

  坦克防御系列专题稿件(四)

  “见招拆招”坦克防御的三板斧之隐身大法——隐身涂层使坦克变身“变色龙”

  自隐形飞机在1989年12月美国入侵巴拿马的军事行动中首次亮相后,隐身技术迅速引发了武器防护的新浪潮,近年来,隐身技术已普遍运用于军事领域,隐身坦克也应运而生。

  受技术限制,坦克暂时无法做到对任何探测方式或任何频率都做到100%限制,但隐身涂层技术发展至今,坦克已具备了对雷达波和红外探测的较强的隐身能力。

  隐身涂层如何“吸收”雷达波

  我们知道,雷达在探测目标时,需要持续发出肉眼不可见的电磁波,电磁波在空气中会逐渐衰减,而当电磁波触碰到目标时,会发生反射,雷达的接收机收到了反射信号,并通过对比发出和收到的信号的差异,即可判断是被哪种规模和距离的目标阻挡,进而判断目标类型。那么,假设雷达发射的电磁波在碰到目标时,被一种特殊的材料吸收或分散了,则接收机收到的回波将大大弱化,此时雷达无法判断这一微弱的回音是自然衰减的结果,还是“确有其敌”,那么这种特殊材料就实现了事实上令雷达的“视而不见”。这种材料被统称为“吸波材料”,而当吸波材料做到很薄且密度较小时,即可像涂料一样涂敷在坦克外表面,使雷达显示屏中的坦克“销声匿迹”。

  这种吸波涂层之所以能吸收雷达波,是由其成分和内部构造决定的,当雷达波照射到这种材料表面时,材料内部的正负离子受到雷达波的电场分量的激发而振荡,且相对于普通材料来说,同样的照射频率下,这种材料的离子振荡更加剧烈,离子振荡的同时带动周围离子振动,产生了机械波,而机械波在传递过程中转换成了热能;对于某些先进的吸波材料,如美国F/A-18C/D大黄蜂隐身飞机采用的羰基铁微粉,则同时可与雷达波的磁场分量发生相互作用,更加剧了从雷达波到机械波再到热能的转变。在这个过程中,雷达波被迅速转化,能量级迅速衰减,宏观上看,就好像是涂层将雷达波吸收了一样。

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  美国F/A-18隐形战斗攻击机

  (图片来自网络)

  隐身涂层如何令红外探测“看不清”

  任何温度高于绝对零度的物体都在不停的向周围辐射出不同波长的电磁波,其中波长范围在0.76μm~1000μm波段内的电磁波称为红外辐射,自20世纪80年代初,随着军事科学技术水平的提高,现代红外瞄准技术和红外侦察技术也得到了迅速的发展。现役的红外搜索跟踪系统以实现了红外成像,并可精确区分自然热源和目标热源,而坦克在高速运行或攻击时,高温的发动机和炮管都会迅速升温,这在红外成像设备的“眼中”极其醒目,坦克的红外辐射是其被红外探测器发现、并被红外制导武器摧毁的根源。

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  高热物体在红外成像设备中清晰可见

  (图片来自网络)

  坦克车辆的红外隐身技术主要针对红外探测器的探测特点,一方面采取降低热点温度的方法,以降低车辆和环境背景的红外对比度,令红外探测设备“看不清”;另一方面研发的红外隐身涂层也可以对目标实施有效保护,同雷达波吸波材料类似,红外隐身涂层采用红外低发射率的或者可大量吸收红外辐射的新型材料,通过将大部分红外波在材料表面化解掉的方式来降低材料的红外辐射,使坦克外形轮廓变得模糊。例如美军F-16和F-22战机采用的泡沫保温材料和硅橡胶就可以显著减少目标温度,这一材料亦可运用于坦克等地面装备;而美国威斯康星大学研究人员研发了一种超薄黑硅材料的红外隐身薄板,这种黑硅材料能吸收约94%的红外光,被这种材料覆盖的物体,在红外探测装置的视野范围内,几乎可以与周围环境融为一体。

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  披覆红外隐身材料后,物体几乎从红外视野中消失

  (图片来自网络)

  隐身技术主要有两大方面,一是隐身外形技术,一是隐身涂料技术。隐身外形技术的一般做法为调整坦克部件的外形以减小雷达散射截面,或使用可吸收或散射电磁波的复合材料替代原有的金属材料,这一方法对新型结构材料提出了很高的要求,同时会对坦克部件的战术性能造成影响。在这种情况下,不改变原有的车辆结构,同时还能达到隐身效果的隐身涂层技术成为了与隐身外形技术互补的最佳选择。隐身涂料技术具有高性能,工艺较简单和不受目标外形限制的特点,是目前应用最广、发展最好的隐身技术手段之一。

  划重点:

  当雷达波照射在覆盖着吸波材料的坦克外表面时,吸波涂层材料内部离子受到激发而振荡,最终将电磁波转换为热能,雷达波迅速衰减,使探测设备中的坦克“销声匿迹”;而红外隐身涂层则采用红外低发射率的或者可大量吸收红外辐射的新型材料,显著降低了坦克被红外探测装置发现的概率。

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