1 发展隐身技术已成为各国武器装备发展的迫切需要

21 世纪后，隐身技术的发展加剧了各国武器装备竞争，发展隐身技术， 提高武器系统生存、空防和纵深打击能力，已经成为集陆、海、空、 天、电磁五位一体的立体化现代战争的迫切需要。随着隐身技术的迅 速发展和广泛应用，隐身武器在现代战争中所展现的巨大XXX事效益引 起了世界各国的高度关注。 实践证明，隐身技术能有效提高武器装备的作战性能和电子战能力。 武器装备的作战性能主要包括突防能力、生存能力和精确打击能力， 隐身武器在这三方面具备显著优势。突防能力上，隐身武器通过控制 或减弱目标特征信号使敌方雷达探测距离成倍降低，借此穿越敌方雷 达网对地面目标实施打击，达到出其不意、攻其不备的效果。同时， 武器自身的生存能力和杀伤效果也会大幅提高，如隐身导弹可以使敌 方的预警雷达网失效，在损失x小的情况下，实现更大范围的突防， 大大提高命中率和精确打击能力。

隐身技术的应用不仅大大提高了武器装备的作战性能，还形成了不可 估量的XXX事和经济效益。隐身武器的应用彻底打破了敌对双方原有的 进攻和防御平衡态势:一方面，隐身技术的使用降低了己方武器装备投 入，优化了资源配置，在执行同等任务时，隐身飞机的 XXX事、经济优势远非普通作战飞机可比；另一方面，隐身武器增加了 敌方防御投入，实现了战略威慑。新型的隐身武器势必引起敌方的战 略恐慌，如果敌方要实现对隐身的有效防御，必须重新布置原有的防 御体系或更新武器装备，其投入费用将大大增长。据统计，反隐身的 成本是隐身技术本身成本的 10 倍以上。

2 隐身技术种类繁多，材料隐身大有可为

隐身技术发展的种类繁多，主要目的是减弱或控制XXX事目标的特征信 号。隐身技术按应对的探测手段可分为可见光隐身、雷达隐身、红外 隐身、激光隐身、声隐身等，分别减弱或控制XXX事目标的光、电、声 等探测特征信号，使其难以被探测、识别、跟踪和攻击而达到隐身目的。可见光隐身材料已经发展成熟，主要应用为迷彩服等伪装材料， 雷达、红外作为x多被使用的探测手段，其对应的各类隐身技术成为 了发展的重点。

2.1 雷达隐身：隐身领域x主要的需求

雷达隐身技术是应用x早的隐身技术。当雷达系统向某一特定空间发 射雷达电磁波，目标通过该片区域时，部分的电磁波会被目标物体表 面反射回接收天线。当物体表面依原路径返回的电磁波越少，雷达散 射截面积 RCS 越小，雷达对目标的信号特征就越小，当目标反射的 雷达波弱到无法被雷达系统捕捉到，就实现了雷达隐身。

2.1.1 典型雷达散射源

以战斗机为例，其典型的雷达散射源包括：1）进气道中的发动机压 气机及其所形成的空腔；2）雷达天线和天线舱；3）座舱及其中的飞行员和设备；4）外挂物及其悬挂装置；5）机翼、水平尾翼的前后缘； 6）垂直尾翼、机身侧壁；7）各种缝隙和边缘；8）发动机尾喷管中 的涡轮及其所形成的空腔等。

对于典型的非隐身飞行器这样的复杂目标，其外形散射特征包括数个 较强散射源，如：座舱/机身/弹体/垂尾的镜面散射、进气道/喷口的腔 体散射、翼面前后缘的边缘绕射、垂尾和平尾形成的二面角反射等； 次弱的散射源有机头的尖顶绕射、外露天线等机表成品的尖点绕射。

2.1.2 雷达隐身技术：外形隐身与材料隐身为主

提高武器装备的隐身性能从而降低发现概率是提高战场生存能力和 作战效能非常有效的方法，也是世界各国都在力发展的技术。实现 雷达隐身技术的手段主要有四种，分别是外形隐身技术、材料隐身技 术、电子干扰和欺骗技术以及阻抗加载技术。在武器装备外形已经确 定并且其自身隐身性能达到一定的高度时，其隐身性能主要取决于隐 身材料。 外形隐身技术：外形设计是实现武器装备隐身的x直接、x有效的方 法。外形隐身技术通过改变目标的外形设计，在一定角度内增强目标 的反射或折射效应，减小 RCS。常见的强反射源有飞机边缘、尖端， 机体上的凸出物、外挂物；导弹的头部、尾部和翼面不连接处；舰艇 的船体和甲板边缘等。美国 AGM-129 隐身巡航导弹通过采用特殊隐 身外形和隐身结构消除了强反射源，减弱了雷达波的散射强度。由于目标受到空气动力等因素限制，外形设计也只能实现装备一定程度上 的隐身，材料隐身技术能有效弥补其不足。

材料隐身技术：隐身材料可使武器装备如飞行器在不改变外形结构、 气动特性的情形下直接应用，大大降低了其信号特征，提高其生存能 力，是提升武器装备隐身能力的重要技术途径。 隐身材料在国外隐身飞机上已有大量应用。

电子干扰和欺骗技术：电子干扰技术实质是产生与目标或敌方雷达相 似的特征信号，使其无法做出正确判断而实现目标隐身。常见的技术 手段有:向空中投放箔条等干扰物形成干扰层以遮盖真实目标；利用电 子干扰设备发射噪声或类似噪声的干扰信号，使敌方雷达无法检测目 标信息；由侦察设备侦测出敌方雷达频率，并以该频率发射回波脉冲， 使敌方雷达无法做出正确判决；采用假目标或雷达诱饵技术，发送虚 假信号误导敌方等。 阻抗加载技术：阻抗加载主要指有源阻抗加载，是在飞行器上安装转发器等信号处理元件，使其可发射与入射雷达波幅度相近而相位相反 的电磁波，减弱敌方雷达接收到的目标真实回波，达到隐身的效果。

2.2 红外隐身：第二大隐身需求

处于任意温度下的物体均会向外辐射电磁波，波长处于 0.78～1000μ m 波段的电磁波称为红外辐射。红外隐身技术是通过降低或改变目标 的辐射强度来降低目标的可监测性。现代战争中，随着飞行器性能的 进一步提升，典型部件温度升高导致红外信号显著增强，同时，红外 探测器件性能的提升加剧了飞行器被发现、跟踪和识别的风险。1967 年至 1993 年间，被击落的飞机和直升机中 89%是由红外制导武器的 攻击击落的。

红外探测系统依靠目标和背景本身温度所引起的热辐射差别来发现 和识别目标，要实现红外隐身可通过两种途径：一种是改变物体的红 外辐射特性，即控制物体表面的发射率；另一种是改变物体的红外辐 射强度，即控制物体表面的温度，缩小目标与背景的温差，从而降低 目标和背景的辐射对比度，减小目标的被探测概率。 涂敷低发射率材料可在不改变整体设计的前提下，直接改变物体的辐 射特性，因此现有红外隐身材料多集中于低发射率涂层的研制。传统 的低红外发射率材料包括金属材料、半导体材料和低发射率填料。金 属材料的红外发射率虽然很低，但是受表层形貌的影响较大，并且其 兼容隐身性能较差，所以半导体材料成为近年来研究的热点。

2.3 多频谱隐身

单一频段隐身材料在战场上应用受限。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、可见光及近红外、 激光等多频谱、多波段侦察仪器的探测，多频谱兼容隐身材料更有希 望能满足武器装备在战场复杂电磁环境中的需要。

各频谱隐身机理不同，实现多频谱兼容技术难度较大。雷达隐身、红 外隐身、可见光隐身、激光隐身等各类隐身材料彼此之间可能存在相 互促进或者相互抑制的作用，因此，研究隐身涂层材料体系及兼容设 计方案时需要结合材料特性和电磁设计原理。 目前国内外研究较多的多频谱隐身材料主要有：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。 多频谱未来发展主要包括两个方向：一是在单一隐身功能基础上向更 宽频段扩展，比如红外隐身兼顾中红外和远红外波段，雷达隐身在实 现重点探测频段隐身的同时向更低频点隐身扩展；二是多种隐身功能 的兼容，比如雷达/红外兼容、雷达/红外/可见光兼容等。后者研制难 度更大，也是未来隐身材料重要发展方向。

2.4 典型飞行器部分部位雷达隐身措施

2.4.1 进气道

大量数据表明，进气道是作战飞行器在前向区域影响x广、散射x强 的散射源，一般单发飞行器进气道可占整机前向区域雷达散射的 40% 左右，而双发飞行器其比例可达 60%甚至更高。 进气道 RCS 缩减技术： 1、进气道布局形式选择：仅从雷达隐身角度考虑，背部进气、两侧 进气要好于头部进气和腹部进气。 2、将进气管道弯曲设计，使之在关注视角内遮挡发动机入口；在进 气道内壁涂覆吸波材料，或将内壁设计为整体吸波壁板，如 F-35 飞机 采用三维复合材料编制技术研制的具有吸波功能的整体式进气管道； 控制唇缘方向，优化选择唇缘的截面形状，如有必要，可为唇口部分 设计专门的雷达吸波结构或采用雷达吸波涂层；采用无隔道超声速进 气道（DSI）设计，即所谓的“蚌”式进气道。

2.4.2 座舱

座舱是有人驾驶飞行器不可缺少的重要部件，研究表明，它对整机 RCS 的贡献达到 10%-20%。座舱的散射场表现为座舱内部布置复杂的 仪表板、操控台、座椅等引起的后向散射场（占座舱 RCS 的 90%） 和座舱结构连接骨架形成的缝隙和台阶、座舱结构连接件等形成的相 对较弱的散射。

座舱 RCS 缩减技术： 1、座舱腔体屏蔽技术，即透明件镀膜技术，在座舱透明件表面镀制 一层透明导电膜，在满足透光率等光学性能的前提下，实现对座舱腔 体的电磁屏蔽，Au 膜是x代座舱镀膜，常见于早期的飞机，包括 F-117A 和 F-16，而目前隐身飞行器一般采用氧化铟锑（ITO）膜。 2、座舱次强散射源散射主要包括座舱透明件结构连接件产生的棱边 散射，如风挡与舱盖之间的弧框。典型传统飞行器风挡与舱盖之间的 弧框的前向 RCS 约为 0.05 ㎡左右，因此对于隐身飞行器座舱设计而 言，首先必须从电磁的角度消除这一弧框。F-22 飞机风挡和舱盖的透 明件为一整体，彻底取消了这一弧框，但显然付出了较大的重量代价 （F-22 飞机的一体化座舱盖重量约为 170kg 左右，而典型传统飞行器 风挡加舱盖重量约为 120kg）。而 F-35 看似保留了弧框，但仍保证了 整个透明件外表面连续且外表面镀膜，从而在隐身角度实现了弧框的 屏蔽。

2.4.3 雷达天线舱

雷达截面控制的重点方位是机头方向，而雷达天线舱是飞行器机头方 向的三大强散射源之一，对整机雷达截面的减缩起着重要作用。 雷达天线舱的散射场体现在电磁波通过雷达罩进入雷达天线舱内后， 经内部天线结构、安装框板、结构附件、罩上附件和连接件等引起的 后向散射场以及相互之间的多次反射（称为结构项反射，占雷达天线 舱 RCS 的 90%以上）和电磁波进入雷达天线舱后，由于阻抗失配引 起的二次反射（模式项反射）。

雷达天线舱 RCS 缩减技术： 1、结构隐身设计：首先，应对雷达天线安装的飞行器 I 框进行向上的 倾斜，角度在 15°~30°之间，这样可以使从雷达天线和安装框板反 射的x强电磁波向上偏离，偏离出机头前向的主要敏感角度区域。另 外，采用高性能的吸波材料对在雷达罩内影响隐身性能的电磁波进行 吸收，达到阻断电磁波经过多次反射导致后向散射过大的问题，从而 达到电磁隐身的目的。 2、吸波部件设计：性能优良的吸波部件能大改善雷达天线舱的结 构项散射。根据雷达天线和安装框板的外形空间，使用高性能吸波材 料，有针对性地设计吸波部件外形、对雷达天线安装框板、雷达天 线外部结构（相扫天线）以及结构附件等进行遮挡和吸波处理，以达到对雷达天线舱内部结构的隐身。 3、天线隐身设计：针对有源相控阵雷达天线，雷达天线的外形应尽 量与飞行器机头的安装框外形平行一致。雷达天线的辐射阵子采用散 射小的端射阵子形式。对雷达天线的反射阵面应采用高效的吸波材料 进行处理；雷达阵子天线与后端传输线之间采用高性能的环形器进行 隔离，可以大大减少模式项的反射。雷达阵子的排列和间隔需要考虑 栅瓣的产生，尽量使栅瓣位置偏离到非敏感的角度区域之外。此外， 对雷达天线辐射阵子的加工工艺需要进行严格控制保证阵子之间高 精度加工的一致性。 4、雷达罩隐身设计：雷达罩的隐身设计主要是针对 FSS 带通雷达罩。 FSS 雷达罩的关键技术之一是表面周期结构的设计和布局。选用正确 的匹配性好的 FSS 阵子，实现雷达罩的带通设计。当 FSS 选择好后， 需要在介质结构上排列周期性的金属 FSS 阵子，使雷达频段的电磁波 能够通过 FSS 雷达罩出去，而带外的电磁波不能通过，其大部分能量 经过低 RCS 雷达罩的外形而散射到非威胁区域。

2.4.4 其他射频天线

在一个低 RCS 飞行器外形平台上叠加传统飞行器部分凸出外形的天 线后，会使前向扇区 RCS 增加达 10dB 左右。对于传统飞行器或传统 飞行器隐身改装而言，凸出外形天线的 RCS 对整机 RCS 的贡献是小 量，但对于隐身飞行器而言是不可接受的。因此，对于低 RCS 飞行器， 其天线安装形式一般主要有两种：一是共形安装，这类天线主要是 CNI 的天线；二是如雷达天线一样，将天线内置，在天线孔径口面处 设置透波天线罩，如电子战天线等。但无论是哪一种安装形式，对天 线而言都必须采取隐身设计。

射频天线通用 RCS 缩减技术： 1、孔径综合：孔径综合的目的是尽量控制全机天线孔径的总体数量。 根据天线的频段划分、功能要求等对其进行分类并且同一频段若干天 线，尽管功能不同，尽量采用一个天线孔径。 2、低 RCS 天线布局设计：在总体布置上尽量利用遮挡关系，消除或 抑制天线在功能上不需要的方向上散射。此外，天线安装边须按“锯 齿平行”设计原则设计，即将安装边的散射控制在规定的非主要威胁 方位，一般是在俯视投影面上，前后端安装边平行于机翼前缘。 3、低 RCS 天线设计：对孔径综合后的天线进行低 RCS 设计，在满足其天线性能要求的前提下，抑制天线自身的结构项散射和模式项散 射。 4、表面共形天线设计：在天线性能可接受的前提下，尽量采用表面 共形天线设计，否则采用内置安装。若对于窄频带天线，其天线罩应 采用 FSS 技术，以解决带外隐身问题。

2.4.5 发动机尾喷管

排气系统作为飞行器后向x重要的雷达散射源和红外辐射源，对实现 飞行器全方位雷达和红外隐身具有重大影响。与进气系统类似，排气 系统的尾喷管腔体散射也在腔体散射中占主导地位，而且这种腔体散 射是不能完全靠外形设计来消除的。改变其特征的手段只有采用吸收 电磁波的方式。在发动机尾喷管方面，除常规的轴对称喷管外，还有 缝隙式喷管、二维矢量喷管以及背负式喷管，在进行隐身飞行器尾喷 管设计时，应尽量避免形成一次镜面散射，要尽可能的形成多次散射， 通过应用吸波材料来提高隐身效率。

2.4.6 机翼前后缘

在飞行器结构中，机翼或弹翼的前后缘是飞行器的强散射点之一，需 要对其进行隐身处理。目前，对机翼前缘的隐身处理主要有两种手段。 一种是对机翼的外部及内部使用涂覆型或结构型吸波材料。F-22 对翼 面结构的前后缘等结构采用先进的宽频、高性能吸波结构复合材料， 对其进行雷达散射截面（RCS）减缩。另一种为将整个机翼设计为隐 身结构，即在保持原有气动外形的条件下，将吸波材料同机翼中承力 结构结合在一起。它是一种既能满足外形气动和结构要求，又能有效 减少电磁波反射的多功能一体化结构。如 B-2 隐身轰炸机机翼蒙皮x 外层涂覆磁损耗吸波涂层，蒙皮采用一种六角形蜂窝夹芯碳/环氧吸波 结构材料，前后缘采用蜂窝夹芯结构，蜂窝网格内填充有磁损耗和电 损耗吸波物质，夹芯上下为吸波波纹板。

3 隐身材料是提高装备隐身性能的重要途经

隐身材料是指应用在武器装备上使其具备隐身功能的材料，可以降低 装备的雷达和红外目标特性，减少武器装备被雷达、红外等探测装备 发现的概率。隐身材料按成型工艺和承载能力可分为涂覆型和结构型 两类：涂覆型涂于目标表面形成吸波涂层，结构型是参与结构承力的、 有吸波能力的复合材料。 涂覆型隐身材料又叫隐身涂层，一般由功能填料和粘结剂组成。功能 填料是保证涂层达到隐身性能的重要组成，选用不同的功能填料可以 达到不同的隐身效果，比如雷达隐身涂层通常选用能够损耗雷达波的 吸收剂作为功能填料，而红外隐身涂层则主要选择低发射率材料作为 功能填料制备低发射率涂层，或者是选用相变控温填料来制备控温红 外隐身涂层。要达到多频谱兼容隐身效果，则需要选择兼容对应频段 隐身性能的功能填料。粘结剂是涂层的基体材料，其作用是使涂层与 基材达到良好的结合力，较为常用的是树脂基粘结剂。 雷达隐身材料的机理建立在电磁波传播理论基础上，投射在材料表面 的电磁波将会产生反射和折射现象。当入射电磁波辐射到材料表面 时，一部分电磁波会进入到材料内部，另一部分电磁波在材料界面发 生反射现象，使得部分电磁波再次回到自己空间。而进入材料内部的 电磁波一部分会被材料吸收、损耗转化成其他能量，一部分则透射过 材料，进入自由空间。

结构型隐身材料通常是将吸收剂分散在由特种纤维增强的复合结构 材料中，优点是具有良好的可设计性，有助于拓宽吸波频带，质量较 轻，强度高，韧性好，具有承载和雷达吸波双重功能等；缺点是制备工艺复杂，成本较高。目前国内外研究x多的是结构雷达隐身材料， 其可以与红外隐身涂层结合使用，从而达到红外/雷达兼容隐身效果。 随着先进复合材料在飞行器上不断的应用，采用结构型吸波复合材料 也是新一代XXX用飞行器材料研究的主要方向。

3.1 涂覆型隐身材料

3.1.1 隐身涂层的成分

雷达隐身涂层是具有电磁波吸收功能的涂料，这类材料一般是由吸收 剂和基体材料两部分组成。常用的吸收剂剂在自然状态下是粉体，经 过和基体的加工作为涂层涂覆在受保护对象上，制备工艺简单，易操 作，成本低，适用于复杂外形，目前几乎所有的隐身武器都使用了涂 覆型吸波材料。 按照材料的电磁损耗机理的不同，雷达吸波材料可分为磁损耗型和介 电损耗型两类。 磁损耗型吸波材料是通过控制添加的磁性吸收剂来获得较高的吸波 性能，这类材料一般使用金属铁微粉、铁氧体、羟基铁、铁丝纤维等 具有磁性的材料作为吸收剂，主要通过磁化作用衰减吸收电磁波， 一般磁损耗型吸波材料的吸波频带相对于介电损耗型吸波材料较宽， 并且吸波效果较好，但缺点是密度较大，质量较大，高温性能差。

介电损耗型吸波材料是以各种介电损耗吸收剂为主体，通过调节吸收 剂含量、成分以及填充剂种类而制备得的一类吸波材料，通常采用石 墨粉、碳纳米管、碳纤维、钛酸钙、钛酸镁、钛酸钡，尖晶石、氧化 锌、导电高聚物等电介质材料作为吸收剂。对于介电损耗，一般被认 为是由介质的电导率所产生的漏电电流所引起的损耗。通常介电损耗 型吸波材料的吸波频带较窄，但是对高频率的雷达波吸收效果较好， 密度小，质量小。 耐温隐身涂层：武器装备需要隐身的部位按照工作温度来划分，可以 分为常温和高温两类，高温部位例如战斗机、巡航导弹等空中武器装 备的尾喷管、鼻锥帽、机翼前沿等部件工作温度可达到 700℃甚至 1000℃以上，对雷达波反射较强，是影响新型武器装备隐身性能的重 要因素。隐身涂层材料根据使用温度范围的不同通常分为常温隐身涂 层和耐温（中/高温）隐身涂层。 耐温隐身涂层由于使用环境苛刻，存在内应力大、附着力不理想、抗 热冲击性能差、施工维护困难、增加飞行器自重、高温寿命短等问题， 一直是制约武器装备隐身技术发展的技术瓶颈。

因为绝大部分磁性吸收剂居里温度较低，在高温下会失去磁性，从而 失去吸波性能，因此磁性吸波材料一般只能用于武器常温部位的隐 身。武器高温部位的隐身必须采用电损耗型吸波材料，一般为陶瓷吸 波材料，其吸收剂为陶瓷吸收剂，研究较多的主要是碳、碳化硅、氧 化锌吸收剂，目前主流应用仍为碳吸收剂。碳材料具有密度低、耐高 温、来源广泛等特点，作为高温吸波材料受到广泛关注。 碳化硅熔点高达 2840℃，氧化后可生成致密氧化硅保护膜，高温稳定 性优越，且本身为半导体，介电性能可调。SiCf/SiC 陶瓷基复合材料 是指在 SiC 陶瓷基体中引入 SiC 纤维作为增强材料，具有电性能可调、 高温抗氧化、断裂韧性高、高强度、低密度等特点，是x有前途的高 温结构吸波材料之一。

雷达红外兼容隐身涂层：实现红外和雷达隐身兼容有两种方式，一是 研制一种材料，使其具有微波高吸收、热红外低辐射的性能，这种单 一型材料主要有导电高聚物、纳米材料和掺杂氧化物半导体等；二是 分别研制高性能微波吸收材料和热红外低辐射材料，然后将二者复合 实现红外和雷达隐身兼容，如考虑把红外低发射率层作为外层，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。

3.1.2 隐身涂层的制备工艺

隐身涂层制备过程主要包括零部件预处理，隐身材料制备、涂覆、热 处理以及性能测试，需要运用定制化开发的生产设备及特定的生产工 艺将材料直接制备并涂覆在客户零部件表面。 近年来，制备隐身涂层材料的主要工艺包括物理涂覆、化学镀、物理 气相沉积、热喷涂和溶胶-凝胶技术等。 物理气相沉积技术是指在真空条件下，采用物理方法，将材料源固体 或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气 体（或等离子体），在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术， 不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚 合物膜等。

关于生产设备，华秦科技招股说明书提到：对于隐身涂层材料及防护材料，客户将相关零部件发运至公司后，公司运用定制化开发的生产 设备及特定的生产工艺将特种功能材料直接制备并涂覆在客户零部 件表面，从而在客户零部件表面形成特种功能材料涂层，提升客户零 部件的隐身能力或防护能力，在此过程中即完成了公司产品的生产。 公司通过与国内专业的设备生产厂家进行合作，对设备生产厂家提出 包括设备尺寸、形状、机械机构运动方式、真空度等方面的定制化需 求，设备厂家生产人员与公司技术人员沟通确定设备设计方案后，由 设备厂家进行相关设备的生产。公司核心定制化设备的关键器件均可 由国内相关厂家生产，不存在依赖进口的风险。

3.1.3 隐身涂层的维护

吸波涂层被广泛用于飞机、舰船、导弹及其他武器装备。在武器装备 寿命期内的任何隐身涂层在贮存、运输和使用过程中，均会受到环境 因素的影响和作用，从而引起涂层变色、粉化、起层、开裂、附着力 下降等物理化学性能的变化和涂层隐身性能的波动。同时，在战场上、 平时训练等引起的隐身涂层的划伤、擦伤等机械损伤都会严重影响到 武器的隐身性能。涂层脱落部分使电磁波反射严重，从而会严重影响 到舰艇等武器装备的隐身性能。

美国 F-117 战机在初期，差不多 10 次出动中，飞机的隐身系统有 9次要进行大修。B-2 飞机 900m 2 表面的 95%涂覆一种具有不同厚度的 韧性隐身涂层，每次飞行后，都需要对其表面进行掉屑、划伤和腐蚀 等检查，且在两次飞行之间必须对损坏的蒙皮进行修理。因此，美XXX 高度重视雷达吸波涂层维修技术的研究，认为该技术对隐身武器装备 的作战效能、装备战斗力的形成与提高、甚至战争的胜负具有至关重 要的影响。

据佳驰科技招股说明书披露：由于隐身飞机等武器装备的使用环境较 为恶劣，在高速飞行后隐身材料容易发生磨损或脱落，任何细小损伤 都可能影响整体隐身效果，增大暴露风险，因此隐身武器装备在使用 过程中亦需经常性的维护；目前公司正在开展隐身维护产品的研制， 未来将用于隐身装备的维护工作。

3.1.4 隐身涂层的发展趋势

隐身材料的薄型化和轻量化日渐成为发展趋势。武器装备薄型化和轻 量化可以为XXX事战备的应用带来诸多好处，隐身材料的薄型化和轻量 化有助于降低武器装备整体质量，可有效提升飞行器的航程和载荷， 对航空装备的意义尤为重大。目前，现有的隐身材料仍然存在厚度大、 质量高的问题，薄型化和轻量化是隐身材料的发展趋势。 如何将隐身材料应用于多种武器装备，如何适应各种环境也成为各国 研制隐身材料的重点考虑。武器装备所面临的战场环境恶劣，隐身涂 层的物理性能为重要，如早期的 B-2 隐身轰炸机，每次飞行需要数 日的涂层维护工作，大大影响了作战效能。在现代战争中，隐身武器 装备除了面临探测威胁外，还可能受到腐蚀、雷击、核污染、高温、 碰撞等特殊环境，因此对隐身涂层提出了多功能的要求。目前美国和 俄罗斯等XXX均已开展相关研究，并已陆续应用于弹头等武器装备， 多功能是隐身材料的重要发展趋势。 智能材料、纳米材料成为下一代隐身材料方向。尽管传统雷达隐身材 料已经取得了长足发展，但是随着反隐身技术的快速发展，传统雷达 隐身材料已无法完全满足新一代武器装备的隐身要求。为此，以智能 材料、手性材料、纳米材料为代表的新型吸波材料成为了下一代雷达 隐身材料的主要发展方向。

3.2 结构型隐身材料

结构型吸波材料是在先进复合材料的基础上，将吸收剂分散在特种纤 维增强的结构材料中而形成的复合材料，该类型复合材料通常通过改 变纤维的成分、结构、排布方式及层数来达到良好的吸波性能和载荷 能力。与吸波涂层相比，结构吸波材料集吸波、承载于一体，不仅可 以减轻飞行器自重，而且允许设计厚度较大，具有更好的吸波性能以 及更高的可靠性，应用前景十分广阔。结构吸波材料主要用于武器装 备中需要结构承力和隐身功能一体化的关键部位，如机翼前缘、机身 边缘等。

3.2.1 结构隐身材料的成分

根据结构隐身材料的类型不同，可以分为树脂基结构隐身材料和陶瓷 基结构隐身材料，其中树脂基结构雷达隐身材料的研究比较成熟，应 用较为广泛。树脂基结构雷达隐身材料的制备通常是采用不同种类的 纤维来增强热固性树脂基体，采用的纤维通常是碳纤维、石英纤维、 碳化硅纤维等。 碳纤维（CFs）具有高强度、高模量、质量轻、耐高温和良好的化学 稳定性等优点，是目前x为新型、重要的纤维材料。在电磁材料领域， 碳纤维具有优异的介电损耗，但磁损耗能力较弱，需要在 CFs 的表面 引入单层金属或其他氧化物来提高其磁损耗，进而提高其吸波性能。 树脂基结构雷达隐身材料可以分为吸收剂散布型、多层板型和夹层结 构等三类结构。吸收剂散布型是由热固性树脂作为基体，吸收剂作为 功能填料，纤维作为增强体，常用的吸收剂主要是高电导率的碳纳米 吸收剂（炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纳米线等），一方面是由于碳 纳米吸收剂具有高电导率、低密度的优点，雷达吸波性能较好；另外 一方面是由于纳米吸收剂填充到复合材料中可以起到增强作用，提高 复合材料的力学性能。由于单一的吸收剂散布型吸波材料吸收频带较 窄，为了有效的拓宽吸收频带，可以设计多层吸波材料。夹层结构吸 波材料具有刚度和强度高、重量较轻、导热系数较低等优点，一般由 透射层、夹心层和反射层三层组成。

3.2.2 结构隐身材料的制备

华秦科技结构隐身材料的工艺包括预制体处理，浸渍固化，制备毛坯 件，零件修型，金属件连接，性能测试等流程，直接进行零部件生产。 佳驰科技的隐身结构件是在先进复合材料的基础上，将吸收剂分散在特种复合材料中，经严格的电磁结构性能一体化规划设计，采用多轴 机加或 3D 打印精密成型制造而成。

3.2.3 结构隐身材料的应用

美国将结构隐身材料广泛应用于其武器装备。为满足侦察任务需要， 减少飞机的雷达探测性，美国洛克希德公司于 1962 年研制了 A-12 高 空高速侦察机，在主要结构（如翼面、机身）的边缘采用雷达吸波结 构复合材料（在蒙皮上涂覆铁氧体、羰基铁等雷达吸波材料）。类似 的雷达吸波结构大量用于 SR-71、D-21、F-117 等飞机上。 20 世纪 90 年代以来，雷达吸波结构复合材料技术研究取得了丰硕的 成果，研制出了多种高性能雷达吸波结构，并成功地应用于第五代XXX 用飞机研制和第四代XXX用飞机的雷达隐身改造。据了解，F-22 的翼面 前后缘包括翼面前缘、副翼、襟翼、安定面、机身边条、进气道等均 采用了形式各异的雷达吸波结构复合材料。

3.3 电磁超材料

3.3.1 超材料隐身的原理

电磁超材料是目前隐身材料发展的x新方向。超材料是一类具有自然 界材料所不具备的超常物理性质的等效均匀人工复合结构和复合材 料。天然材料由原子或分子组成，以介电常数、磁导率来描述其电磁 特性；超材料由人工结构的微结构组成，以等效介电常数、等效磁导 率描述其整体电磁特征。通过设计不同的微结构，可使超材料的相对 等效介电常数、相对等效磁导率为小于 1 的正实数、负实数或复数， 从而使电磁波传播方式从根本上发生变化。

通过对磁导率和介电常数进行不同的组合，可以形成具有不同特殊性 能的材料。右手材料指介电常数和磁导率都是正值的媒介，该媒质中 电磁波的电场、磁场和波矢量呈右手螺旋关系，自然界中大部分媒介 属于这一类别。左手材料（Left-handed Materials，LHM），指介电常 数和磁导率都是负值的媒介，该媒介中电磁波的电场、磁场和波矢量 呈左手螺旋关系，是x早提出的一种超材料，具有负折射率、倏逝波 放大、逆多普勒效应、逆切仑科夫辐射、亚波长衍射等奇异特性。电 负材料及磁负材料，指介电常数和磁导率二者之一小于零的超常介 质，电负材料的介电常数小于零而磁导率大于零，磁负材料的介电常 数大于零而磁导率小于零。自然界中除了等离子体和铁氧体等具有电 负材料和磁负材料特性之外，其他媒介基本上都属于右手材料。

超材料在XXX工领域的成熟应用主要集中在吸波性能、隐身性能及天线 通信性能方面。在吸波体方面，超材料的负电磁参数构造高阻抗表面， 可以实现薄板电磁波吸波结构，而且超材料的电磁谐振结构，既有磁 谐振又有电谐振，两者可以独立设计，从而实现阻抗匹配。同时，超 材料构成的吸波材料是一种窄带吸波结构，该结构可以用于解决吸波 材料的低频问题，通过合理设计能够与入射电磁波的电磁分量产生耦 合，从而对入射到吸收器的特定频带内的电磁波实现 100%的吸收， 具有更好的吸波性能。在隐身设计领域，利用超材料的“负折射”效应，可制备出超材料隐身斗篷，通过合理设计，电磁折射率可通过微结构 进行人为控制，在不改变现有装备外形特征以及不影响现有装备动力 学性能的情况下，使电磁波从任何方向照射目标都完全在覆盖于目标 外的超材料中绕射传播，无损耗地沿原方向传播，达到隐身效果。

3.3.2 基于左手材料的翼面隐身结构

文献《基于左手材料的翼面隐身结构设计及优化》针对传统翼面隐身 结构所需结构空间较大的问题，通过加入左手材料来减小隐身结构中 尖劈所占体积。利用一种左手材料对金属尖劈进行改进，结果表明在 相同 RCS 减缩条件下，与原金属尖劈比较，体积可减缩到原有体积的 1/5。基于左手材料的夹芯型翼面隐身结构相较完整翼型翼段和金属腹 板翼段，优化后隐身结构在空间上可降低 RCS 10dB 以上。

3.3.3 频率选择表面在雷达罩上的应用

在电磁超材料概念提出初期，电磁超材料与频率选择表面在电尺寸上 是有很大差别的，一般电磁超材料微结构尺寸是小于 1/10 个波长的， 而频率选择表面单元结构会介于 1/10 波长与 1/2 波长之间，随着两项 技术相互借鉴融合，其基本单元逐渐处于相同的尺寸范围，因此，后 期也把频率选择表面作为电磁超材料的一种。

频率选择表面（FSS）主要应用于雷达罩中。由雷达天线、天线罩及 雷达舱内高频部件组成的雷达天线系统是飞行器头部区域的一个强 散射源，其隐身效果直接影响飞行器的隐身效果。天线罩是保护雷达 天线系统免受外界环境影响的装置，集透波、承载、耐热于一体。隐 身天线罩技术是目前解决雷达天线隐身x有前景的技术之一。隐身天 线罩通常采用的技术包括频率选择表面技术、化选择表面技术、阻抗加载技术以及时域隐身技术等，而目前国内外运用x广泛的是 FSS 技术。

美国和英国处在 FSS 天线罩研究的前列。工艺方面，复合材料表面金 属化技术以及激光刻蚀技术的发展促进了 FSS 天线罩的发展，国外 FSS 天线罩的制作己经从准数控机械加工发展到数字仿真与数控加工 一体化的阶段；FSS 的单元图形从间接转移发展成直接刻划；另外， 无论是单屏 FSS 天线罩还是多屏 FSS 天线罩的制作，国外已经达到了 工程应用的水平。美国有专门制作 FSS 隐身天线罩的公司，英国 BASE 公司的机载雷达罩宣传广告上大篇幅地介绍其在 FSS 雷达罩方面的 设计软件和能力，并有 FSS 雷达天线罩可供用户选用，瑞典的 Applied Compsite 公司也是世界上隐身天线罩的主要研制者，他们的主要技术 就是 FSS。 FSS 隐身天线罩在美国已投入了工程应用，先是应用于导弹，后又应 用于飞机上。据悉，美国轻型喷气运输机 C-140 使用了 FSS 雷达罩， 而以 F-22 和 F-35 为代表的第五代战斗机雷达天线罩，就采用了“脊” 形尖削锥体的隐身气动外形和 FSS 技术实现了带外隐身和带内传输 的功能。法国的拉斐特隐身战舰的天线罩就采用了频率选择表面，并 结合外形设计达到雷达隐身的目的。