正在研制超材料,未来战机不仅对雷达隐身,连肉眼也将看不见

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-12-20  来源:来自互联网  作者:来自互联网  浏览次数:767
导读

2010年,美国一份名为《隐形斗篷:理论和实验》的国防情报研究报告显示,尽管在实验室里可以制造出滤掉特定波长光线的超材料,但这些材料在掩盖物体、使其脱离整个可见光谱方面基本上仍然是无效的。 美国空军…

能够在雷达上探测到飞机是一回事,能够听到飞机的声音是另一回事,但能从视觉上看到飞机仍是目前军事航空的一大缺陷。即使现有被誉为“空中幽灵”的隐身机,其所谓的来无影去无踪也只是体现在雷达上,就纯视觉而言,并没有“隐身”。近日有美国媒体透露,美军从二战起,已着手研究真正的“视觉隐身”技术达75年,据推测,已在秘密研制可短距离近身袭击的战机。一旦成功面世,这种让人毫无防备,逼近眼前才发现的武器则将极其令人恐惧!

现代战争越来越复杂严峻,为了获得高质量的情报,侦察机需要具有穿透性和持久性执行侦察任务,要直接越过或非常接近目标,与此同时,侦察机也很容易受到敌方各种形式的侦察,特别是视觉观测。对于打算在敌方领空长时间飞行的隐形侦察机来说,面临的威胁是长时间的。

而且,侦察机普遍是亚音速的,不具备像战斗机那样奔跑的能力,也不具备一旦被发现就通过硬机动躲避敌人攻击的能力。由于这些独特的挑战,这些深穿透飞机,包括仍未公开的RQ-180、即将推出的多用途的B-21突袭机和RQ-170,以及美国空军神秘的无人机,都将需要视觉隐身技术的加持。随着集成防空网络技术日益先进,避免或延迟视觉探测的能力仍然是战略航空航天技术的重中之重。

当前,一般说隐身是指飞机躲开雷达系统、红外传感器和其他传感器,通常是通过涂上伪装涂料、反照明技术等让飞机融入周围环境而实现隐身。或者如F-22“猛禽”战斗机,在雷达、红外、声学和视觉等方面产生尽可能少的信号。尽管已有如此多的隐身方案,但超材料可能才是使飞机真正隐形的关键。

早在1997年,美国一杂志报道过美军在秘密测试一种更先进的隐身系统,称51区的两架隐形飞机在测试神秘外壳。这种外壳是由一种具有吸收雷达电磁波的导电聚苯胺复合材料,是光学透明的,很像笔记本电脑使用的液晶显示屏。

这种新材料吸引人的地方在于它可以瞬间改变亮度和颜色。安装在飞机四周的感光器可以识别周围的光线和天空、地面的颜色。机载计算机根据飞机上方的天空或下方的地形调整皮肤的亮度、色调和纹理。

在这篇报道发表20年后,美军51区试验场出现了类似系统的示例。2008年时,有媒体报道,小型无人机上使用电致发光面板,证实飞机外壳上的传感器可以精确地测量空气的亮度。在2015年,有科技公司测试可通过显示与周围天空相似的颜色和亮度来主动伪装小型无人机。

同年,洛克希德·马丁公司的一份新闻稿描述了与F-35闪电II相关的视觉隐身技术的进展,未明确是否采用了这种系统。但据透露,美国罗切斯特大学和劳伦斯伯克利国家实验室能制造出可伸缩的隐身装置,利用超材料或特殊工程材料使三维物体隐形,而这些材料的特性是天然材料所没有的。

2008年时,美国国防部向超材料研究投资了3500万美元。在《2018财年国防授权法案》中,美国空军仅为材料应用研究就申请了1.24亿美元。美国空军的预算文件显示,这种材料的研究涉及“纳米级材料、超材料”和“用于航空航天的量子材料”。

2010年,美国一份名为《隐形斗篷:理论和实验》的国防情报研究报告显示,尽管在实验室里可以制造出滤掉特定波长光线的超材料,但这些材料在掩盖物体、使其脱离整个可见光谱方面基本上仍然是无效的。演示的微波隐身装置只适用于特定频率(波长)的微波辐射,而拟议的光学隐身装置也只适用于一个频率;也就是说,只有一种颜色。所以,要想看到东西在隐形装置中消失,就应该戴上所需颜色的有色眼镜,这当然完全违背了目的。不过,该报告也提出,将隐形从一个想法变成一个可行的设备的最大挑战不是技术,而是想象力。

完美的隐身装置是不可能的,因为需要光速接近无穷大的材料。对于电磁微波,隐身装置绝对是目前技术所能及的范围。光谱可见范围内的隐身是否会成为现实,目前还不完全清楚。很可能,这将更多地依赖于新的理论研究,而不是新材料的进步,以及数学智能、直觉和想象力的应用。美国空军研究实验室在2011年至2016年期间资助的其他研究,透露出美军和科学家之间的合作细节,他们在试验各种超材料和“转换光学”的方法,甚至是“隐形斗篷”的结构。

美国空军研究实验室在2013年资助的一份报告称,“超材料研究的最新进展,已经通过转换光学将隐身的可能性转移到了这个新领域,创造出一种外壳,通过转移周围的电磁辐射,有效地遮蔽外壳内部的空间。”只是报告的数据显示和期望的还有很大差距。

不过,也有科学家获得了一定的成功。如模仿乌贼和其他头足类动物的皮肤,研制“可以包裹物体来调节其视觉外观的薄片”,像乌贼一样改变皮肤的颜色来匹配他们的环境。也就是说,这并不一定是要让一架飞机完全或几乎完全隐形,而是要从整体上减少它的视觉特征,以缩短飞机被直观观测到的距离。

由于综合防御网络的能力不断增强,任何需要做渗透任务的战机、军车都需要具备避开视觉探测的能力,才能在敌方领域生存下来。据美国空军特种作战司令部(AFSOC)的一份报告透露,AFSOC已在探索下一代特种作战飞机的低可观测性技术,特别是运输和短距起降(STOL)飞机。该报告中提到了基于碳纳米管的涂层、通过激光表面结构形成的吸光皮肤以及超材料。从理论上讲,所有这些都可以减少或改变飞机在视觉光谱中的外观,并使敌人更难在远处甚至在白天识别飞机。

出于高端军事航空航天研发的机密性,隐形技术的进步仍然过于敏感,以至大量保密技术无法披露,但通过各种材料报告,可以推测其中一些技术可能已经在使用了。一旦B-21在不久的将来被发现,或者一架像RQ-180的存在于阴影中的飞机出现在阳光下,也许是已经藏在空中了很久。有专家分析,这种隐身技术可能会出现在飞得更低、也非常可怕的武器平台上,比如小型无人机。

 
 
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