歼20顶级隐身黑科技究竟是什么神器?

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  在不考虑当前因为发动机限制而造成某些局限的情况下,歼-20毫无疑问是一款谋求全面五代机标准的先进战斗机。这其中当然包括隐身能力,马会开奖资料,歼-20在隐身上所下的功夫都堪比美国的F-22和F-35战机。

  据总设计师杨伟院士介绍,歼-20采用了民间企业研制的碳纤维与超材料。超材料堪称顶级隐身战机必不可少的“黑科技”,歼-15/FC-31总师孙聪在央视《我是未来》节目中介绍深圳光启企业研发的超材料时称,它可根据电磁方程式想要的结果,逆推回去所需的边界条件来设计材料特性,可用在雷达隐身的关键位置。今天,北国防务就来说说歼-20所用超材料究竟是什么“黑科技”。

  根据电气和电子工程师协会(IEEE)的定义, “超材料”指得是电磁特性与天然材料截然不同的人造材料,例如其电容率与磁导率为负值,导致电磁波穿过的折射率也是负值。其原理是利用纳米尺度的人造结构对电磁波产生共振效应,因而改变其传导特性。

  因此,超材料的制造需要纳米材料技术的支持,虽然俄罗斯科学家在1967年就提出了超材料的理论结构,但直到2000年才由美国科学家实际制造出来。在此之后,马会开奖资料,许多科学家投入超材料的应用,例如分辨率超过绕射极限的超级透镜、能够往后扫描的微波天线、以及最受军方重视的隐身材料。

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  △美国杜克大学David Smith博士领导的团队在2006年发展的隐形装置,利用特殊结构的超材料可以让特定频率微波穿越该装置而不被其中的物体所反射。该团队的成员刘若鹏回国成立深圳光启企业

  在雷达隐身的设计理论中,最有名的话就是洛·马工程师所说的: “形状、形状、形状与材料”,意即先设计出能避免雷达波反射回天线的外型,因此孙聪在节目中也是从隐身外型的平行角度原则开始介绍起。然而,飞机无法设计成完美的隐身外型,势必会留下一些 “隐身缺口”,这时就需要特殊材料消除回波,使雷达隐身达到近乎完美的水平。

  常见的隐身材料是能够吸收雷达波,转换成热能的材料,因此又称为 “吸波材料”。早期的吸波材料是利用介电材料掺杂适当电容与磁导特性的颗粒来吸收能量,例如荷兰科学家在1936年提出用高电容性的氧化钛作为介质,掺杂石墨颗粒来吸收能量。德国在二战主要使用两种吸波材料:Wesch是在橡胶中掺杂碳氧化铁粉,厚度仅7.62mm,但只能对抗3GHz的盟军反潜雷达;Jaumann则是多层塑料与电容介质堆栈而成,厚度高达76mm,但能将2-15GHz雷达波的反射都降低为1/100。

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  △吸波材料不能取代隐身形状,两者要互相搭配才能达到隐身需求

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