隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展設(shè)想

鄭付來

摘要：簡要介紹我國隱身材料技術(shù)狀況，分析隱身材料標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及存在的問題，提出了隱身材料標(biāo)準(zhǔn)的初步發(fā)展設(shè)想。關(guān)鍵詞：隱身材料 標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)狀 發(fā)展設(shè)想

Abstract： The development of technology for stealthy materials is analyzed. The current situation and problems of the standards are discovered， and the fundamental development plan of standards for stealthy materials is proposed.

Key words： stealthy material， standards， current situation， development plan

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的偵查、探測手段日益先進(jìn)，為了避免軍事目標(biāo)和武器裝備被敵方發(fā)現(xiàn)、摧毀，使用隱身材料提高其生存能力和突防能力成為最簡單而有效的手段，隱身材料的研究成為軍事技術(shù)發(fā)展的重要方向[1]。

1 隱身材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隱身技術(shù)是在一定的探測環(huán)境中，通過縮減、控制目標(biāo)的各種特征信號，降低其可探測性，使其難以被發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別和攻擊的綜合性技術(shù)[2]。實戰(zhàn)表明，隱身技術(shù)能有效地提高武器裝備的生存、突防能力和作戰(zhàn)效能。因此，隱身技術(shù)已成為各軍事強國的研究熱點之一[3]。荷蘭、德國、美國等國家先后將隱身材料用于飛機、艦艇，研制的不同型號的飛機先后在戰(zhàn)爭中顯露頭角[4]。

針對不同的探測手段，隱身技術(shù)可分為雷達(dá)隱身技術(shù)、紅外隱身技術(shù)、可見光隱身技術(shù)、激光隱身技術(shù)、聲隱身技術(shù)和磁隱身技術(shù)等。對于飛行器而言，飛行器的隱身主要是縮減目標(biāo)的雷達(dá)散射截面和降低目標(biāo)的紅外輻射，與此相對應(yīng)的是雷達(dá)隱身技術(shù)與材料以及紅外隱身技術(shù)與材料的研究和發(fā)展[5]，并且目前應(yīng)用最廣泛的也是雷達(dá)隱身和紅外隱身。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達(dá)仍是探測目標(biāo)最可靠的手段，當(dāng)前及今后很長時間的隱身技術(shù)主要是針對雷達(dá)探測[6]，國內(nèi)外隱身飛機根據(jù)不同的需求形成了很多種類的雷達(dá)吸波隱身材料。雷達(dá)吸波材料的應(yīng)用是實現(xiàn)隱身的主要措施，也是隱身技術(shù)研究的主要內(nèi)容。由于氣動方面的限制，飛行器的許多部件無法采用外形隱身，只能在這些部件上采用雷達(dá)吸波材料來減縮RCS。目前，用于材料隱身的雷達(dá)吸波材料已達(dá)十幾種之多。在國外的飛機上，據(jù)報道俄羅斯的米格29、美國的F22和F35等隱身戰(zhàn)機中，均采用雷達(dá)吸波涂料、吸波膠片、導(dǎo)電膠帶等多種隱身材料，以縮減由鏡面反射及表面缺陷、縫隙等電磁不連續(xù)處產(chǎn)生的雷達(dá)散射截面（RCS）。國內(nèi)根據(jù)飛行器不同部位的隱身需求，形成了雷達(dá)吸波涂料、耐高溫隱身材料、吸波/屏蔽膠片、吸波泡沫、吸波膩子、導(dǎo)電膠帶、導(dǎo)電涂料等多品種、系列化隱身材料，廣泛應(yīng)用于多個型號航空飛行器。

隨著紅外探測技術(shù)及紅外成像技術(shù)的飛速發(fā)展，各種具有高探測精度、高分辨率的紅外探測和遙感設(shè)備不斷涌現(xiàn)，常規(guī)的紅外對抗措施越來越不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需要。為此，以降低裝備紅外信號特征和消弱敵方紅外探測效能為宗旨的紅外隱身技術(shù)，受到了各國的高度重視并迅速發(fā)展。20世紀(jì)70年代起，美國和前蘇聯(lián)展開了大量紅外隱身技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，此后，西方各國紛紛介入其中[7]，利用屏蔽、低發(fā)射率、熱抑制等降低目標(biāo)的紅外輻射強度和特性，使紅外探測設(shè)備難以探測到目標(biāo)，實現(xiàn)隱身的目的[8]，以提高其在未來戰(zhàn)場上的作戰(zhàn)、突防和生存能力。目前，國內(nèi)新型武器裝備均有紅外隱身功能的需求，也開展了大量的紅外隱身技術(shù)研究工作，已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的紅外隱身材料品種有：鋁粉樹脂型溫控材料、低發(fā)射多層薄膜型無機金屬氧化物類材料、金屬超細(xì)粉材料以及用金屬氧化物作為樹脂添加劑的涂料型材料等[9]。

隨著新一代武器裝備對隱身性能的迫切需求，近些年隱身技術(shù)的發(fā)展非常迅速，但是隱身材料標(biāo)準(zhǔn)卻未獲得重視，發(fā)展不明顯。

2 隱身材料標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

隱身材料標(biāo)準(zhǔn)主要分為材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)隱身性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)。目前，尚未查到與隱身材料相關(guān)的國外標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)隱身材料行業(yè)及以上相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)全是國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，并且數(shù)量很少，只有材料標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法標(biāo)準(zhǔn)，無工藝標(biāo)準(zhǔn)；其他國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)就是各企業(yè)編制的大量企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)

1）材料標(biāo)準(zhǔn)

此類標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失，無行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)可供使用。

2）工藝標(biāo)準(zhǔn)

此類標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失，無行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)可供使用。

3）試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

目前僅有的隱身材料行業(yè)及以上試驗方法標(biāo)準(zhǔn)為國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 2038A—2011《雷達(dá)吸波材料反射率測試方法》、GJB 2502.3—2006《航天器熱控涂層試驗方法 第3部分：發(fā)射率測試》、GJB 5022—2001《室內(nèi)場縮比目標(biāo)雷達(dá)散射截面測試方法》、GJB 5023.2—2003《材料和涂層反射率和發(fā)射率測試方法 第2部分：發(fā)射率》、GJB 5892—2006《紅外輻射率測量方法》、GJB 8820—2015《電磁屏蔽材料屏蔽效能測量方法》，主要是隱身材料反射率和發(fā)射率試驗方法標(biāo)準(zhǔn)，其他隱身材料的耐腐蝕性、耐介質(zhì)性、附著力等性能的試驗方法基本上是借鑒國標(biāo)中涂料的相關(guān)試驗方法，沒有形成隱身材料獨立的試驗方法。

從材料性能表征方面來看，各單位采用的方法并不完全統(tǒng)一，現(xiàn)行的紅外發(fā)射率測量的標(biāo)準(zhǔn)有：GJB 2502.3—2006、GJB 5023.2—2003、GJB 5892—2006。目前這三項標(biāo)準(zhǔn)均有單位引用，但是基于不同的測試標(biāo)準(zhǔn)所采用的設(shè)備不同，測試數(shù)據(jù)完全不同，之間也沒有可比性，這就對材料使用單位判斷不同單位的紅外低發(fā)射率涂料性能帶來了很大的難度。同時，GJB 5892—2006采用間接法計算得出隱身材料的紅外發(fā)射率，由于其無法區(qū)分鏡面反射和漫反射，因此得出的結(jié)果誤差較大，不能滿足材料的測試要求。GJB 5023.2—2003的發(fā)射率測試范圍有限，不能滿足目前紅外隱身材料發(fā)射率的測試要求。

目前適用的標(biāo)準(zhǔn)僅為GJB 2038A—2011、GJB 5022—2001、GJB 8820—2015，其中GJB 2038A—2011是對GJB 2038—1994進(jìn)行修訂而成，對適用的測試頻率范圍進(jìn)行了擴展，對RCS法的測試材料類型進(jìn)行了增加；反射率測試的適用溫度也擴展到高溫，滿足了當(dāng)前對雷達(dá)吸波材料反射率的測試要求。

2.2 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

由于我國隱身材料技術(shù)的快速發(fā)展，行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)制修訂較慢，造成各企業(yè)存在大量的企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。由于各企業(yè)間技術(shù)水平、設(shè)備、人員等各方面的差異，各企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)不能協(xié)調(diào)統(tǒng)一；技術(shù)要求和考核重點不統(tǒng)一，同一材料在不同標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求各不相同，甚至有時還會出現(xiàn)材料重復(fù)研究現(xiàn)象，造成不必要的浪費，這類標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)的問題，給設(shè)計和制造部門在選材、選用標(biāo)準(zhǔn)及材料的制造和使用上容易造成混亂。

3 隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的初步發(fā)展設(shè)想

3.1 規(guī)劃完善隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

雖然目前最常用、應(yīng)用最廣泛的是雷達(dá)吸波隱身材料和紅外隱身材料，但是多波段復(fù)合兼容隱身材料、可見光隱身材料、激光隱身材料、磁隱身材料等發(fā)展也比較迅速，并且鑒于目前隱身材料行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)較少，更需要加強頂層策劃，規(guī)劃完善隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，遵循完整性、協(xié)調(diào)性、繼承性的原則建立以材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法標(biāo)準(zhǔn)為主線，包含雷達(dá)隱身材料、紅外隱身材料、多波段復(fù)合兼容隱身材料、可見光隱身材料、激光隱身材料、磁隱身材料等類別材料的隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架見圖1，旨在梳理隱身材料在科研、生產(chǎn)等相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化需求，集中反映隱身材料技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和發(fā)展情況。

3.2 補充完善材料標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)

1）材料標(biāo)準(zhǔn)

隨著隱身技術(shù)的快速發(fā)展，隱身材料也取得了長足的進(jìn)步，主要包括雷達(dá)隱身材料、紅外隱身材料、可見光隱身材料、激光隱身材料、聲隱身材料和磁隱身材料等。但隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺乏。目前，雷達(dá)隱身材料除常規(guī)的WAT-0.5B、SEC-0.5、UESTC-0.5G、WHUT-0.5A等牌號材料外，吸波泡沫、吸波膠片、吸波膩子、導(dǎo)電膠帶、導(dǎo)電涂料等其他類型的雷達(dá)隱身材料也應(yīng)及時納入材料標(biāo)準(zhǔn)中。同時，紅外隱身材料、激光隱身材料等新材料、新技術(shù)也沒有及時納入行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)，影響新材料、新技術(shù)的后續(xù)使用，不利于在行業(yè)及以上層面對材料水平進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。

2）工藝標(biāo)準(zhǔn)

從隱身材料標(biāo)準(zhǔn)分析可知，嚴(yán)重缺乏隱身材料行業(yè)及以上工藝標(biāo)準(zhǔn)，其主要原因是各企業(yè)間技術(shù)水平、設(shè)備、人員等各方面的差異，各工藝之間存在很大的差異，甚至有時候同一種材料也有不同的工藝，如隱身涂料的噴涂、刷涂等，根據(jù)各工況情況選擇適當(dāng)?shù)耐扛卜绞剑偌由细髌髽I(yè)之間在工藝上的保密性，所以導(dǎo)致隱身材料工藝標(biāo)準(zhǔn)不易達(dá)成共識。因此，工藝標(biāo)準(zhǔn)制修訂時應(yīng)充分考慮各單位的積極性和可行性，同時兼顧各企業(yè)工藝實施存在的客觀差異，規(guī)定出合理的推薦工藝。

3.3 加強標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性、適用性

隱身材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要包含材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、試驗方法標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)制修訂時應(yīng)加強標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)性，針對一種隱身材料，在材料標(biāo)準(zhǔn)制修訂過程中，將工藝標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂配套同步開展，形成驗收、工藝、試驗方法的一整套標(biāo)準(zhǔn)，確保標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。鑒于目前在用的隱身材料行業(yè)及以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較少，無行業(yè)及以上材料標(biāo)準(zhǔn)和工藝標(biāo)準(zhǔn)可用，標(biāo)準(zhǔn)適用性落后太多，很多新材料、新技術(shù)沒有及時納入行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)，影響新材料、新技術(shù)的后續(xù)使用，建議及時將新材料、新技術(shù)納入行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)，并對發(fā)布實施的標(biāo)準(zhǔn)及時修訂、調(diào)整。

4 結(jié)束語

近年來，隱身材料技術(shù)獲得了快速發(fā)展，然而標(biāo)準(zhǔn)制修訂進(jìn)度嚴(yán)重滯后，迫切需要根據(jù)型號研制生產(chǎn)需要合理規(guī)劃，切實做好標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。

1）應(yīng)盡快編制先進(jìn)、適用的隱身材料及相關(guān)測試方法行業(yè)及以上標(biāo)準(zhǔn)，為各類隱身材料的研制、生產(chǎn)和驗收提供有效的質(zhì)量保證。

2）建立完善隱身材料標(biāo)準(zhǔn)體系，使國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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