El 'artefacto' para mejorar la viabilidad del campo de batalla de las armas y equipos - material absorbente de ondas de radar

Material absorbente de radarEs un material diseñado para absorber o debilitar la energía de las ondas electromagnéticas recibidas en su superficie, reduciendo así la radiación electromagnética o la interferencia. Los materiales metálicos convencionales producen reflejos al recibir ondas electromagnéticas, y los materiales absorbentes pueden hacer que las ondas electromagnéticas en la superficie del objetivo absorban y se conviertan en energía térmica, reduciendo o oscureciendo las señales reflejadas, reduciendo o oscureciendo la detección por radar.

I. métodos y principios de prueba

La detección por radar consiste en emitir ondas electromagnéticas de alta frecuencia en una determinada dirección espacial y detectar la orientación del objeto objetivo aceptando señales de ondas electromagnéticas reflejadas. Si se puede reducir la energía de las ondas reflejadas recibidas por el receptor del radar o reducir las ondas reflejadas para lograr que la señal recibida sea tan débil que no se pueda reconocer, entonces se logra el propósito de sigilo del radar.

Hay muchos indicadores para caracterizar el efecto sigiloso del radar, el más utilizado es la reflectividad de las ondas electromagnéticas. Suponiendo que la Potencia de las ondas electromagnéticas del radar emitidas desde el lanzador de radar sea Pi y la Potencia de las ondas electromagnéticas reflejadas después de pasar por el objetivo sea pr, la reflectividad de potencia será RP = PR / pi, lo que obviamente requiere que la reflectividad sea pequeña. Para facilitar la comparación, generalmente se expresa como una reflectividad R en decibelios (db), en la que R = 10 lgrp. De esta manera, debido a que la reflectividad de potencia es inferior a 1, R es negativa. Por lo tanto, para un cierto objeto objetivo, se espera que cuanto menor sea su valor r, mejor. Si se adoptaMaterial sigiloso de radarEntonces este material debe ser capaz de absorber o transmitir ondas de radar y minimizar las ondas reflejadas para la detección. Para los objetivos generales, generalmente es difícil pasar por una gran cantidad de ondas de radar, por lo que el material utilizado para el sigilo del radar es principalmente el material absorbente.

El método de arco se utiliza más a menudo para probar la reflectividad de la placa plana. el principio es que las ondas electromagnéticas de la misma potencia incidente desde un cierto ángulo en la superficie del material absorbente de radar y la superficie de la placa de aluminio de prueba en las mismas condiciones de longitud de onda y polarización. la relación de Potencia entre el material absorbente de radar y la reflexión especular de la placa de aluminio se define como reflectividad. Principio de prueba del método de arco.

2. materiales absorbentes de ondas recubiertos tradicionales

De acuerdo con el proceso de formación del material y la capacidad de carga, los materiales absorbentes de radar se pueden dividir en materiales absorbentes recubiertos y materiales absorbentes estructurales. Este número presenta principalmente los materiales tradicionales de absorción de ondas de radar recubiertos.

1.Materiales absorbentes de ondas nanométricasEl material cuyo tamaño en una determinada dirección es un material de magnitud nanométrica (entre 0,1 y 100 nm) se llama nanomaterial, que se encuentra dentro de una región excesiva entre átomos y objetos macroscópicos, precisamente porque el Nanomaterial tiene una estructura única, lo que le da algunas propiedades especiales, como el efecto de tamaño cuántico, el efecto de superficie e interfaz, el efecto de tamaño pequeño, el efecto de túnel cuántico macroscópico, etc. El rendimiento de absorción de radar de los nanomateriales absorbentes es excelente, por lo que muchas instituciones de investigación extranjeras lo consideran el foco de la investigación y la Aplicación.
Se dice que un Instituto de investigación estadounidense ha desarrollado un material de nanoabsorción llamado "polvo súper negro", con una tasa de absorción de ondas de radar de hasta el 99%, y se ha aplicado con éxito en bombarderos furtivos B - 2, y actualmente está estudiando nanomateriales compuestos que cubren bandas de onda centímetro, onda milimétrica, infrarroja y luz visible. Los principales materiales de absorción de ondas nanométricas estudiados en esta etapa son materiales de absorción de ondas de nanometales y aleaciones, materiales de absorción de ondas de nanoferritas y sus compuestos, materiales de absorción de ondas de nanocerámica, materiales de absorción de ondas de nanografito, materiales de absorción de ondas de nanocarburo de silicio, materiales de absorción de ondas de polímeros nanoconductores, etc.

2.Materiales absorbentes de ondas de Ferrita: el tiempo de investigación de los materiales absorbentes de ondas de ferritas es más temprano y el tiempo de aplicación es más largo. Según su estructura, se puede dividir aproximadamente en dos tipos: materiales absorbentes de ferritas de tipo espino y materiales absorbentes de ferritas de cristal hexagonal. Entre ellos, el costo de las ferritas de Espinel es bajo, el método de preparación es relativamente simple y la historia de aplicación es la más larga, pero la permeabilidad magnética de las ferritas de Espinel es baja, y la constante dieléctrica relativa y la permeabilidad magnética relativa son difíciles de coincidir, por lo que es difícil lograr un buen rendimiento de absorción de ondas.
Cuando la compañía estadounidense Lockheed Martin desarrolló el avión de combate F - 117a, para lograr un buen efecto sigiloso del radar, utilizó una gran cantidad de recubrimientos absorbentes de ferrita en la superficie del fuselaje. Japan Electric ha mejorado el material de absorción de ondas de ferritas, que puede lograr un efecto de absorción de ondas de - 10 DBS en el rango de 6 - 13 ghz, de los cuales en el rango de 8,5 - 12,2 ghz, puede lograr un efecto de absorción de ondas de - 20 dbs. El espesor total es de aproximadamente 4,7 mm, y la masa por unidad de superficie es de 8 kg / m2. En la actualidad, el nivel de investigación y aplicación de los materiales absorbentes de ondas de ferrita por parte de las instituciones de investigación nacionales es más bajo que en el extranjero, y la reflectividad de las ondas electromagnéticas solo puede alcanzar el nivel de - 10 DB en el rango de frecuencia de 8 - 18 GHz (banda X y ku).

3.Materiales absorbentes quirales: los materiales quirales se refieren a materiales que no tienen simetría geométrica y no pueden hacer que un objeto coincida completamente con su espejo mediante traducción y rotación. Ya en la década de 1980, la investigación de materiales absorbentes quirales se convirtió gradualmente en la dirección de atención de todos. La capacidad de producir polarización cruzada bajo la acción de campos magnéticos y magnéticos es una de las razones importantes por las que puede absorber ondas electromagnéticas, y tiene un buen rendimiento de absorción de ondas de radar.En comparación con otros tipos de materiales absorbentes de ondas, tiene dos ventajas obvias:

(1) es más fácil ajustar la relación de parámetros quirales de los materiales quirales y luego ajustar los parámetros dieléctrico y la conductividad magnética de los materiales, lo que puede lograr un efecto de absorción de ondas sin reflexión en una banda ancha;

(2) los materiales absorbentes quirales tienen una sensibilidad de frecuencia menor que la constante dieléctrica y la conductividad magnética, lo que puede lograr una absorción de ondas electromagnéticas de banda ancha más fácil. Por lo tanto, los materiales quirales tienen un gran potencial para ampliar la banda de absorción de ondas y la banda de baja frecuencia.

En comparación con otros tipos de materiales absorbentes, los materiales absorbentes quirales pueden mejorar las propiedades absorbentes hasta cierto punto, ampliar las ventajas de las bandas de absorción existentes y pueden utilizar la ajustabilidad de los parámetros quirales de los materiales quirales para preparar materiales absorbentes de radar con buenas propiedades. Sin embargo, al mismo tiempo, su proceso de preparación es relativamente complejo y su costo de preparación es alto, lo que limita su alcance de aplicación.

 4.Material absorbente de ondas de fibra de hierro policristalina: las fibras de hierro policristalino se refieren a las fibras que incluyen fe, ni, Co y sus aleaciones. su mecanismo de absorción de ondas es principalmente la pérdida de vórtice, la pérdida de estancamiento magnético y la pérdida dieléctrica. Como absorbente de materiales absorbentes recubiertos, puede reducir la densidad del recubrimiento, ampliar la banda de absorción y obtener mejores características de incidencia oblicua. Las instituciones de investigación extranjeras estudiaron las propiedades de absorción de ondas de las fibras de hierro policristalinas antes, pero debido al bloqueo técnico, hay menos literatura relevante. Según fuentes confiables, una institución de investigación francesa ha desarrollado con éxito nuevos materiales absorbentes de radar de fibra de hierro policristalina y los ha aplicado con éxito a misiles y vehículos de reentrada de sus fuerzas nacionales de defensa estratégica.

5.Materiales absorbentes de ondas de polímeros conductores: los polímeros conductores se refieren a una clase de polímeros con cadenas de co - estrangulamiento de electrones Pi dopados químicamente o electrochemicamente, y el Movimiento de Transición de los estimulantes en las cadenas de co - estrangulamiento dopados puede transmitir cargas eléctricas, lo que permite ajustar la conductividad eléctrica de los polímeros conductores entre aislantes, semiconductores y cuerpos metálicos, por lo que También se llama "metales orgánicos". Los polímeros conductores tienen propiedades físicas y químicas como la diversificación estructural, las buenas propiedades de procesamiento y los parámetros electromagnéticos controlables. después de años de investigación, los polímeros conductores han hecho grandes progresos en la exploración y aplicación práctica de la tecnología.
En los últimos años, los detectores infrarrojos se han equipado constantemente en varios tipos de armas y equipos, y el sigilo infrarrojo también se ha convertido en un foco de investigación, por lo que los materiales que pueden tener sigilo infrarrojo y buenas propiedades absorbentes de radar se han convertido gradualmente en la dirección explorada por muchas instituciones de Investigación. Sin embargo, en principio, los materiales sigilosos infrarrojos tienen una alta reflexión y una baja tasa de radiación específica, y los materiales absorbentes de radar tienen una baja reflectividad y una alta absorción, lo que tiene un conflicto directo en el principio de funcionamiento. Debido a su alta conductividad eléctrica y ciertas propiedades similares a los metales, los materiales poliméricos conductores muestran propiedades extremadamente únicas de absorción infrarroja y reflexión infrarroja, y su reflectividad infrarroja es mucho menor que la de los polímeros ordinarios. Por lo tanto, los polímeros conductores pueden tener un gran desarrollo en la integración de la absorción de ondas infrarrojas. a través del diseño multicapa, es posible obtener funciones de masa ligera, banda ancha y sigilo multiespectral.