Un avion furtif J - 20 a volé au - dessus de la zone de surveillance radar, mais le signal d'écho était à peine visible sur l'écran radar - il avait une section de diffusion Radar inférieure à 0,01㎡. Ce n'est pas quelque chose de mystérieux "optiquement invisible" derrière cela, mais plutôt une couche soigneusement conçue de matériau absorbant les ondes radar en jeu.

Les matériaux métalliques conventionnels créent une forte réflexion lorsqu'ils reçoivent des ondes électromagnétiques. Le matériau d'absorption d'ondes radar est complètement différent - il ne réfléchit pas, mais "absorbe". Lorsque les ondes électromagnétiques émises par le radar sont incidentes à la surface du matériau absorbant les ondes, le matériau Convertit l'énergie électromagnétique en énergie thermique par un mécanisme de perte interne, ce qui atténue considérablement le signal réfléchi vers le récepteur radar. Si l'énergie de l'onde réfléchie est si faible qu'elle ne peut pas être reconnue par le radar, la cible atteint la « furtivité radar».

Deux « Indicateurs durs» du matériau absorbant les ondes: Laissez les ondes entrer, laissez les ondes disparaître

De la théorie des ondes électromagnétiques, pour qu'un matériau devienne un excellent matériau d'aspiration Radar, deux conditions doivent être remplies simultanément:

• Premièrement, l'adaptation d'impédance - Laissez les ondes électromagnétiques "vouloir entrer".Lorsqu'une onde électromagnétique est incidente de l'air (impédance d'environ 377 Ω) à la surface d'un matériau, si l'impédance électromagnétique du matériau diffère trop de l'air, la majeure partie de l'énergie est réfléchie à la surface. Un matériau absorbant les ondes idéal nécessite que son impédance caractéristique soit aussi proche que possible de l'espace libre grâce à la conception du matériau, permettant aux ondes électromagnétiques de pénétrer au maximum à l'intérieur du matériau et de ne pas être réfléchies à la surface.
• Deuxièmement, les pertes électromagnétiques – laissez les ondes entrantes « ne pas sortir».Une fois à l'intérieur du matériau, les ondes électromagnétiques doivent être efficacement absorbées ou atténuées par des mécanismes de pertes diélectriques (ε ") et magnétiques (μ"). Plus la partie imaginaire de permittivité ε "et la partie imaginaire de perméabilité µ" du matériau sont grandes, plus l'atténuation des ondes électromagnétiques lors de leur propagation à l'intérieur du matériau est importante.

Type enduit vs Structure: différences et complémentarité des deux voies techniques

Selon le processus de moulage des matériaux et la capacité de charge, les matériaux d'absorption d'ondes radar peuvent être divisés en deux grandes catégories de type enduit et de type structurel.

• Matériau absorbant les ondes de type enduitEst un revêtement absorbant formé par application sur la surface cible après mélange de l'absorbant avec le liant. Ses avantages sont les suivants: processus de préparation simple, faible coût de maintenance, adapté aux surfaces complexes d'avions furtifs et aux zones localement fortement réfléchissantes. Le revêtement absorbant les ondes de ferrite a été largement utilisé sur des avions de combat furtifs tels que le F - 117A. Mais il existe également des plaques intrinsèquement courtes pour les matériaux de type enduit: la bande d'absorption est étroite, le poids est important et la chute se produit facilement sous le balayage à grande vitesse du flux d'air.
• Matériau absorbant les ondes de type structurelEnsuite, la fonction d'absorption d'onde et la fonction porteuse sont réunies en un - le matériau lui - même est à la fois une pièce structurelle et un corps absorbant d'onde. Il résout le problème du gain de poids important des matériaux de revêtement traditionnels et de leur chute facile sous un flux d'air à grande vitesse tout en conservant les avantages de la légèreté et de la force grâce à une conception synergique de la mécanique et de l'électromagnétisme. Le matériau absorbant les ondes de type Structural est non seulement capable d'augmenter les pertes d'absorption des ondes électromagnétiques par adaptation d'impédance, mais a également une résistance et une rigidité spécifiques élevées et d'excellentes caractéristiques de résistance à la fatigue. La structure d'absorption d'ondes en nid d'abeille en est typique. Le nouveau type de matériau structurel développé en Russie se compose de graphite expansé, de charge de ferrite hexagonale baryum - aluminium et de résine de polyfluoroéthylène qui absorbe 99,9% des ondes électromagnétiques incidentes.

Pratique de l'ingénierie:Les deux voies techniques ont tendance à ne pas être « un choix sur deux», mais plutôt à être « utilisées en synergie» - en utilisant le type enduit sur les surfaces complexes et les zones localement fortement réfléchissantes, et le type structurel sur les sites de la structure qui doivent être portés.

Iv. De la ferrite aux nanomatériaux: la voie de l'évolution des absorbants

Les propriétés du matériau absorbant les ondes radar sont enracinées dans son système absorbant. Du début à l'époque contemporaine, les absorbants ont connu plusieurs générations d'évolution:

• FerriteEst le premier absorbant à réaliser des applications d'ingénierie. Selon la structure différente, il peut être divisé en Ferrite de type spinelle et ferrite hexagonale. La Ferrite de type spinelle est moins chère, le processus de préparation est simple, mais la Perméabilité magnétique est faible et il est plus difficile d'atteindre une bonne performance d'absorption d'ondes. Japan Electric a apporté des améliorations au matériau absorbant les ondes de ferrite, permettant d'obtenir un effet absorbant de - 10 dB dans la gamme 6 - 13 GHz, dont - 20 DB dans la gamme 8,5 - 12,2 GHz. Le chasseur F - 117A a utilisé un revêtement absorbant les ondes de ferrite sur la surface du fuselage.
• Matériaux Nano - absorbantsEst un axe de recherche de ces dernières années. Les nanomatériaux ont des propriétés spéciales telles que l'effet de taille quantique, l'effet de surface et d'interface, l'effet de petite taille et d'autres, la performance d'absorption d'onde radar est excellente. Le matériau Nano - absorbant « ultra black Powder » développé par un Institut de recherche américain, qui absorbe jusqu'à 99% des ondes radar, a été utilisé avec succès sur le bombardier furtif B - 2. Les matériaux Nano - absorbants actuellement étudiés comprennent les nanométaux et alliages, les nanoferrites et leurs complexes, les nanocéramiques, le Nanographite, le nanocarbure de silicium, les nanomolécules conductrices, etc.
• Matériau absorbant les ondes chiralesL'absorption d'ondes est réalisée en utilisant la propriété des matériaux chiraux de générer une polarisation croisée sous l'action d'un champ électromagnétique. Le matériau Chiral présente deux avantages importants: l'un est qu'il est possible d'ajuster les paramètres diélectriques et la Perméabilité magnétique en ajustant les paramètres chiraux pour obtenir un effet d'absorption d'ondes sans réflexion sur une large bande de fréquences; Deuxièmement, la sensibilité à la fréquence est inférieure et il est plus facile de réaliser une absorption large bande de fréquences.

V. performance clé: ce sur quoi les ingénieurs devraient se concentrer

Vi. Recherche sur les matériaux d'aspiration radar de marque platine: du laboratoire à l'ingénierie

Fondée en 2016, Advanced Academy (Shenzhen) Technology Co., Ltd (ci - après dénommée « Advanced Academy technology») est une entreprise nationale de haute technologie axée sur les matériaux de blindage, les matériaux d'absorption d'ondes, le revêtement de substrat flexible et les boues de métaux précieux, avec la marque déposée indépendante « Research platinum».

Dans le domaine des matériaux d'absorption d'ondes radar, Advanced Academy Technology s'appuie sur son accumulation de technologie dans le domaine des matériaux électromagnétiques et lance la série de produits de matériaux d'absorption d'ondes radar de la marque Research Platinum:

• Matériaux absorbant les ondes à haute Perméabilité magnétique de la plaque de platineL'utilisation de la nanotechnologie avancée pour contrôler la taille des grains de ferrite dans une gamme de quelques dizaines de nanomètres, augmente la Perméabilité magnétique d'environ 30% par rapport aux grains de l'ordre du micron et offre une meilleure stabilité à différentes températures. Le matériau présente d'excellentes caractéristiques d'absorption d'ondes sur une large gamme de bandes de fréquences et est capable de fournir un effet d'absorption significatif dans les bandes de fréquences élevées au niveau du GHz. Des pertes par réflexion supérieures à 20 DB peuvent être atteintes dans la bande cible, avec au moins 99% de l'énergie de l'onde électromagnétique incidente absorbée par le matériau.
• Revêtement d'aspiration de protection électromagnétique de marque de platineExcellente adaptabilité démontrée dans des environnements électromagnétiques complexes, avec des performances d'absorption d'ondes à large bande de fréquence et une bonne adaptabilité environnementale. Les absorbants d'ondes haute performance et la conception unique de la structure du revêtement utilisés dans la peinture permettent une absorption et une atténuation efficaces des ondes électromagnétiques sur une large gamme de fréquences.
• Étudier les matériaux d'absorption d'ondes radar de marque platineIl a trouvé des applications dans de nombreux domaines de la technologie de furtivité électromagnétique tels que les aéronefs militaires, les navires, les stations de base de communication et les satellites. Avec le développement continu de la science des matériaux et de la technologie électromagnétique, la recherche sur les matériaux d'aspiration radar de marque platine passe du laboratoire à une application plus large de l'ingénierie.

Vii. Conclusion

L'essence du matériau d'absorption d'ondes radar est de transformer la pensée physique de la « confrontation par réflexion» en un programme d'ingénierie de « dissolution par absorption». Il ne cherche pas à « bloquer» les ondes électromagnétiques, mais à les laisser « entrer, consommer et ne plus sortir» – en permettant aux ondes d’entrer à l’intérieur du matériau par adaptation d’impédance et en permettant à l’énergie des ondes d’être convertie en énergie thermique par pertes diélectriques et magnétiques.

Du revêtement de ferrite du F - 117A au matériau Nano - absorbant du B - 2, de la structure composite multicouche absorbante du J - 20 à la prochaine génération de supermatériaux réglables intelligents, les matériaux absorbants radar ont toujours été la base matérielle la plus centrale de la technologie furtive. Comprendre les conditions de double implémentation de l'adaptation d'impédance par rapport aux pertes électromagnétiques, les différences techniques entre le type de revêtement et le type de structure, les limites de performance des différents systèmes absorbants - telles sont les clés de la mise à niveau d'un matériau absorbant radar d'un « matériau fonctionnel» à une « Décision d'ingénierie furtive».