Un avión de combate sigiloso J - 20 sobrevoló la zona de monitoreo del radar, pero la señal de eco apenas se podía ver en la pantalla del radar - su sección transversal de dispersión del radar era inferior a 0,01 metros cuadrados. Detrás de esto no hay una misteriosa "invisibilidad óptica", sino una capa cuidadosamente diseñada de material absorbente de radar que está funcionando.

Los materiales metálicos convencionales producen una fuerte reflexión al recibir ondas electromagnéticas. El material absorbente de radar es completamente diferente: no refleja, sino que "absorbe". Cuando las ondas electromagnéticas emitidas por el radar incidente en la superficie del material absorbente, el material convierte la energía electromagnética en energía térmica a través de un mecanismo de pérdida interna, lo que atenua considerablemente la señal reflejada en el receptor del radar. Si la energía de las ondas reflejadas es tan débil que no puede ser reconocida por el radar, el objetivo logra el "sigilo del radar".

2. dos "indicadores duros" del material absorbente de ondas: dejar que las ondas entren y dejar que las ondas desaparezcan

A partir de la teoría de las ondas electromagnéticas, para que un material se convierta en un excelente material absorbente de radar, debe cumplir dos condiciones al mismo tiempo:

• En primer lugar, la coincidencia de Resistencia - dejar que las ondas electromagnéticas "estén dispuestas a entrar".Cuando las ondas electromagnéticas incidente desde el aire (la resistencia es de unos 377 omega) a la superficie del material, si la resistencia electromagnética del material es demasiado diferente del aire, la mayor parte de la energía se reflejará de nuevo en la superficie. El material absorbente ideal requiere que su resistencia característica se acerque lo más posible al espacio libre a través del diseño del material, para que las ondas electromagnéticas puedan entrar al máximo en el interior del material, en lugar de reflejarse en la superficie.
• En segundo lugar, la pérdida electromagnética: las ondas que entran "no pueden salir".Una vez que las ondas electromagnéticas entran en el interior del material, deben absorberse o atenuarse efectivamente a través de mecanismos de pérdida dieléctrica (epsilon ") y pérdida magnética (mu)". Cuanto mayor sea la parte virtual de la constante dieléctrica Epsilon "y la parte virtual de la conductividad magnética mu" del material, más significativa será la atenuación de las ondas electromagnéticas cuando se propagan dentro del material.

III. tipo de recubrimiento vs tipo estructural: diferencias y complementariedades entre las dos rutas técnicas

De acuerdo con el proceso de formación del material y la capacidad de carga, los materiales absorbentes de radar se pueden dividir en dos categorías principales: tipo de recubrimiento y tipo estructural.

• Materiales absorbentes de ondas recubiertosEs un recubrimiento absorbente formado por la aplicación de un absorbedor en la superficie objetivo después de mezclar el absorbente con el adhesivo. Sus ventajas son: proceso de preparación simple y bajo costo de mantenimiento, adecuado para superficies complejas de aviones sigilosos y áreas de fuerte reflexión local. El recubrimiento absorbente de ondas de ferrita se ha utilizado ampliamente en aviones de combate sigilosos como F - 117a. Sin embargo, los materiales recubiertos también tienen deficiencias inherentes: la banda de absorción de ondas es estrecha, el peso es grande y es fácil caer bajo el lavado del flujo de aire de alta velocidad.
• Materiales absorbentes estructuralesLa función de absorción de ondas y la función de carga se combinan en uno: el material en sí es tanto una pieza estructural como un absorbedor de ondas. A través del diseño coordinado de mecánica y electromagnetismo, conserva las ventajas de peso ligero y alta resistencia, al tiempo que resuelve el problema del aumento significativo de peso de los materiales de recubrimiento tradicionales y la facilidad de desprendimiento bajo el flujo de aire de alta velocidad. Los materiales absorbentes estructurales no solo pueden aumentar la pérdida de absorción de ondas electromagnéticas a través de la coincidencia de resistencia, sino que también tienen una alta resistencia específica y rigidez específica y excelentes características de resistencia a la fatiga. La estructura de absorción de ondas de panal es una representación típica de ella. El nuevo material estructural desarrollado por Rusia está compuesto por grafito expandido, relleno de ferritas hexagonales de aluminio de baryta y resina de polifluoruro de etileno, que puede absorber el 99,9% de las ondas electromagnéticas incidente.

Práctica de ingeniería:Las dos rutas técnicas a menudo no son "elegir una de las dos", sino "uso colaborativo": el uso de tipos recubiertos en superficies complejas y áreas de fuerte reflexión local, y el uso de tipos estructurales en partes estructurales que requieren carga.

IV. de las ferritas a los nanomateriales: el camino de la evolución de los absorbentes

Las propiedades de los materiales absorbentes de radar se derivan de su sistema de absorbentes. Desde los primeros hasta los contemporáneos, los absorbentes han experimentado múltiples generaciones de evolución:

• FerritasEs el primer absorbedor en lograr aplicaciones de ingeniería. Según la estructura, se puede dividir en ferritas espinosas y ferritas hexagonales. El costo de la ferritas de Espinel es bajo y el proceso de preparación es simple, pero la conductividad magnética es baja y es difícil lograr un buen rendimiento de absorción de ondas. Japan Electric ha mejorado el material de absorción de ondas de ferrita, que puede lograr un efecto de absorción de ondas de - 10 DB en el rango de 6 - 13 ghz, de los cuales puede alcanzar - 20 DB en el rango de 8,5 - 12,2 ghz. los aviones de combate F - 117A utilizan un recubrimiento de absorción de ondas de Ferrita en grandes cantidades en la superficie del fuselaje.
• Materiales absorbentes de ondas nanométricasEs el foco de investigación en los últimos años. Los nanomateriales tienen propiedades especiales como el efecto de tamaño cuántico, el efecto de superficie e interfaz y el efecto de tamaño pequeño, y el rendimiento de absorción de ondas del radar es EXCELENTE. El material nanoabsorbente de "polvo súper negro" desarrollado por una institución de investigación estadounidense tiene una tasa de absorción de ondas de radar de hasta el 99% y se ha aplicado con éxito en bombarderos furtivos B - 2. Los materiales nanoabsorbentes estudiados actualmente incluyen nanometales y aleaciones, nanoferritas y sus compuestos, nanocerámica, nanografito, nanocarburo de silicio, nanopolímeros conductores, etc.
• Materiales absorbentes quiralesLa absorción de ondas se realiza utilizando las características de los materiales quirales que producen polarización cruzada bajo la acción de campos magnéticos y eléctricos. Los materiales quirales tienen dos ventajas obvias: una es que pueden ajustar los parámetros dieléctrico y la permeabilidad magnética ajustando los parámetros quirales para lograr un efecto de absorción sin reflexión en banda ancha; En segundo lugar, la sensibilidad a la frecuencia es menor y es más fácil lograr la absorción de banda ancha.

V. rendimiento clave: a qué deben prestar atención los ingenieros

6. investigación de materiales absorbentes de radar de la marca de platino: del laboratorio a la ingeniería

Fundada en 2016, Advanced Academy (shenzhen) Technology co., Ltd. (conocida como "advanced Academy technology") es una empresa nacional de alta tecnología centrada en materiales de blindaje, materiales absorbentes de ondas, recubrimientos de sustratos flexibles y pulpa de metales preciosos, con la marca registrada independiente "research platinum".

En el campo de los materiales absorbentes de radar, la Ciencia y la tecnología de la academia avanzada se basan en su acumulación tecnológica en el campo de los materiales electromagnéticos para lanzar la serie de productos de materiales absorbentes de radar de la marca de platino de investigación:

• Investigación de materiales absorbentes de ondas de alta permeabilidad de la marca de platinoCon la nanotecnología avanzada, el tamaño del grano de ferritas se controla en un rango de decenas de nanómetros, lo que mejora la conductividad magnética en aproximadamente un 30% en comparación con los granos de tamaño micro, y la estabilidad a diferentes temperaturas es mejor. El material muestra excelentes características de absorción de ondas en un amplio rango de banda de frecuencia y puede proporcionar un efecto de absorción significativo en la banda de alta frecuencia a nivel de ghz. Se puede lograr una pérdida de reflexión superior a 20 DB en la banda objetivo, y al menos el 99% de la energía de las ondas electromagnéticas incidente es absorbida por el material.
• Investigación de recubrimientos absorbentes de ondas de protección electromagnética de la marca de platinoMuestra una excelente adaptabilidad en un entorno electromagnético complejo, con un rendimiento de absorción de ondas de banda ancha y una buena adaptabilidad ambiental. Los absorbentes de ondas de alto rendimiento y el diseño único de la estructura de recubrimiento utilizados en la pintura le permiten lograr una absorción y atenuación eficientes de ondas electromagnéticas en un amplio rango de frecuencia.
• Investigación de materiales absorbentes de radar de la marca de platinoSe ha aplicado en una variedad de campos de tecnología de sigilo electromagnético, como aviones militares, buques, estaciones base de comunicación y satélites. Con el desarrollo continuo de la ciencia de materiales y la tecnología electromagnética, la investigación de materiales absorbentes de radar de marca de platino está pasando del laboratorio a una aplicación de ingeniería más amplia.

VII. observaciones finales

La esencia del material absorbente de radar es transformar el pensamiento físico de la "confrontación de reflexión" en un plan de ingeniería de "absorción y resolución". No persigue "bloquear" las ondas electromagnéticas, sino "entrar, consumir y dejar de salir" las ondas electromagnéticas - dejar que las ondas entren en el interior del material a través de la coincidencia de resistencia y convertir la energía de las ondas en energía térmica a través de la pérdida dieléctrica y la pérdida magnética.

Desde el recubrimiento de ferritas de F - 117A hasta el material de absorción de ondas nanométricas de B - 2, desde la estructura de absorción de ondas compuestas multicapa del J - 20 hasta la próxima generación de metamateriales inteligentes y ajustables, el material de absorción de ondas de radar siempre ha sido la base material central de la tecnología sigilosa. Comprender las condiciones de doble realización de la coincidencia de resistencia y la pérdida electromagnética, las diferencias técnicas entre el tipo de recubrimiento y el tipo estructural, y los límites de rendimiento de los diferentes sistemas de absorbentes son las claves para actualizar el material absorbente de radar de "un material funcional" a "decisión de ingeniería sigilosa".