智能隐身材料的研究现状

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1、智能隐身材料的研究现状+杨长胜，程海峰，李效东，唐耿平(国防科技大学新型陶瓷纤维及复合材料国防科技重点实验室，湖南长沙410073)摘要：智能隐身材料由于具有传感、控制、执行的能力，获得了比常规隐身材料更优越的功能，本文概述了智能隐身材料的研究现状，并对智能隐身材料的主要研究方向为智能蒙皮、可见光及红外智能隐身、智能声隐身和雷达波智能隐身分别作了简要介绍。关键词：智能蒙皮；可见光及红外智能隐身；雷达波的功能材料。这种材料能感知和分析不同方位到达的电磁波特性或光波特性，并作出最佳响应，以达到隐身的目的。智能隐身材料是智能材料与隐身材料

2、的有机结合，这种结合大大提高了隐身材料的功能，使其具有了智能材料的感知、回馈、控制、执行能力，将极大地推动隐身材料的发展。中图分类害能黧5．5文献标识码：A3智能隐身材料中图分类号：TJ765．5。⋯⋯⋯⋯～文章编号：1001—973l(2005)05一0643一051引言人类生活水平的提高，社会生产的进步，科技日新月异的发展对材料的开发提出了更高的要求。智能材料由于具有探测、处理、执行的能力，获得了常规材料不具备的功能，能够达成特定的目的。目前材料的智能化已代表了材料科学发展的最新方向Llj，智能材料的问世标志和宣告了第5代新材料

3、的诞生，也预示着在即将到来的2l世纪将发生一次划时代的深刻的材料革命。在武器装备隐身化和新军事变革的大背景下，智能隐身材料也因此得到了各国的高度重视。2智能与智能隐身材料概述智能材料是一种能从自身的表层或内部获取关于环境条件及其变化的信息，随后进行判断、处理和作出反应，以改变自身的结构与功能，并使之很好地与外界相协调的具有自适应性的材料系统。或者说，智能材料是指在材料系统或结构中，可将传感、控制和驱动3种职能集于一身，通过自身对信息的感知、采集、转换、传输和处理发出指令，并执行和完成相应的动作，从而赋予材料系统或结构健康自诊断、工况

4、自检测、过程自监控、偏差自校正、损伤自修复与环境自适应等智能功能和生物特征，以达到增强结构安全、减轻构件重量、降低能量消耗和提高整体性能之目的的一种材料系统与结构‘2’引。普通的隐身材料功能单一只能被动的抑制目标的特征信号，而智能隐身材料是20世纪80年代发展起来并备受重视的新型高技术材料，它具有感知功能和信息处理功能，可通过自我指令对信号做出最佳响应3．1智能隐身材料的研究概况隐身兵器在海湾战争、科索沃战争中表现出巨大威力，雷达波隐身材料的作用功不可没。虽然隐身材料取得了很大成功，然而传统的隐身材料却存在着重量较重、吸收频带窄、吸

5、收效率不够高，特别是它们的吸收均是被动的，不具备主动功能，而且功能单一。随着高技术的快速发展以及军事竞争的日益激烈，电子通信业和军事行业对电磁参数可控的智能表面产生了迫切需要。DARAM(dynamicallyadaptiveradar—absorbingmaterials)由于具有密度较低，电磁参数可调节得到特定频率下强吸收的优点而且切实可行[4~1u受到美英等国的高度重视，毫无疑问DARAM将是智能隐身材料实现的开端。智能隐身材料能够感应入射的电磁波，然后能作出例如让材料的吸收峰处于该电磁频段的相应反应，这种智能隐身材料的吸收效

6、率比起传统的隐身材料大大提高。智能隐身材料的应用降低了电子系统本身的质量和成本，智能光纤代替传统的铜线减少至少80％的质量。用智能纤维增强的聚合物作隐身的结构材料，不仅降低了雷达的散射截面，同时把飞机的质量也减轻了50％[1引。美国制定的隐身材料研究目标中提出：2005年研制出可单独控制的辐射率／反射率涂层；2010年研制出能自动对背景和威胁作出反应的自适应涂层体系。世界其它军事强国对此也在积极运作中。美国奥本大学和空军怀特实验室首先提出了直升机旋翼采用智能隐身材料的设计方案，其隐身能力可提高20倍口3

7、。目前开展的智能隐身材料的研

8、究主要集中在以下*基金项目：“十五”国防预研资助项目(413l003024)收稿日期：2004一lO—18通讯作者：杨长胜作者简介：杨长胜(1978一)，男．江苏扬州人，在读博士。2002年于国防科技大学获工学硕士学位，现在国防科技大学一院，师承李效东教授，从事隐身材料的研究。万方数据助锨曹孝料2005年第5期(36)卷几个主要方面。3．2智能蒙皮西屋公司正在从事智能飞机蒙皮的研究，这种技术用嵌入蒙皮的共形系统来代替天线和黑箱。与常规的飞机雷达天线相比，共形系统的优点是它可以安装在飞机上像翼尖这样通常难以安装的部位，通过定向操作达到

9、隐身的目的。而常规飞机的雷达天线在360。范围内操作，向外发射的电磁信号容易泄漏而被发觉。这种飞机蒙皮具有降低飞机被电子探测的功能。通过将电磁发射元件(如雷达和通讯线路)替换成无源且定向性装置从而提高了飞机的作战隐身性能[1“。宾西法