不反光、不外露、沒有花里胡哨的外掛，連發(fā)動機轟鳴聲似乎都沒有了。它像一只靜靜翱翔的鳥，俯視著大地……

在剛剛結(jié)束的紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利80周年閱兵中，不知道你有沒有注意到這些低調(diào)的飛機。它們通體暗啞、線條干凈，外表看就存在感很低：

攻擊-11無人機丨CCTV

殲20丨作者供圖

這就是隱身戰(zhàn)機。閱兵儀式上，亮相了殲-20與殲35-A這樣的隱身戰(zhàn)斗機，以及數(shù)個型號的隱身無人機。

從1983年正式服役的F-117夜鷹攻擊機到2011年殲-20首次試飛，從2024年殲-35A航展亮相再到現(xiàn)在，隱身由外形學邁向表面工程，隱身涂層越來越重要、功能越來越強大，也越來越耐用。今天我們講講，“次拋”的易破損涂層，如何進化到能經(jīng)受嚴酷環(huán)境洗禮的鎧甲。以下，Enjoy：

來源：果殼（ID:Guokr42）

作者：魚有吉

編輯：Luna

01

隱身戰(zhàn)機到底“涂”了什么？

如果把雷達想象成夜路上的手電，普通金屬機身就像一面鏡子，照一下就閃回去。隱身涂層的工作是把“鏡子”變成“厚地毯”：電磁波打上來，能量被材料里的微?！敖馈钡粢淮蟀?，剩下的也被打散，盡量別原路返回。這樣，在雷達監(jiān)視器上，飛機就從亮點變成了不可見的“暗”點，變得隱身了。

隱身涂層在受到雷達照射時，會減弱反饋的信號丨北京科技報

為了實現(xiàn)這些功能，隱身材料需要具備三種特性：

吸收能量：涂層里有特殊材料，把雷達波吸進去轉(zhuǎn)成熱量。有點類似食物被微波爐加熱了。

相消抵抗：通過厚度和層數(shù)設(shè)計，讓反射波互相抵消，就像降噪耳機里“反向聲波”的原理。

阻抗匹配：讓涂層的電磁特性更接近空氣，使雷達波更容易進入涂層，減少直接反射。

為實現(xiàn)這些特性，可行方法分別是：

1. 把鐵氧體、羰基鐵、碳基等“吃波”的填料摻進樹脂里噴涂；

2. 把多層薄膜像千層餅一樣疊起來，讓反射互相抵消、讓阻抗?jié)u變像臺階那樣“好走”；

   
   

圖丨未來智庫. 軍工隱身技術(shù)行業(yè)專題報告：隱身涂層、結(jié)構(gòu)隱身材料與超材料

3. 使用更精細的膜層結(jié)構(gòu)，在涂層材料里做微納米的小結(jié)構(gòu)，讓它對某些頻段吸收特別強。

02

隱身涂裝怎么做？

隱形飛機的結(jié)構(gòu)復雜，需要多種涂裝技術(shù)同時采用，以應(yīng)對不同部位的需求且耐用。

隱身“戰(zhàn)衣”也不只是薄薄一層丨作者制圖

噴涂型吸波漆

最常見，做法像是給飛機噴“汽車油漆”，只是里面加入了能吸收雷達波的細粉?！坝推帷贝竺娣e刷在機身、進氣道里，需要噴涂得極其均勻，讓表面保持光順以兼顧隱形和飛行阻力。

在超高速飛行中，空氣以及包含其中的雨水和顆粒會像砂紙一樣打磨飛機表面，破壞涂層加速脫離；所以這層漆之外要用更耐磨的清漆保護。

F-22座艙蓋前方的隱身涂料嚴重腐蝕丨TMZ

真空沉積薄膜，把座艙蓋、雷達罩當“手機殼”

PVD加工方法比較特殊：在真空室內(nèi)，通過高溫將金屬材料蒸發(fā)，再一層層“凝結(jié)”出納米級薄膜。一些手機外殼就使用了這樣的工藝。

在戰(zhàn)機上這層膜薄到看不見，卻能做到透明、導電、還不容易掛水。這樣下雨一吹就干，通電還能除霧除冰，同時把雷達波導走。

難點在曲面要貼得均勻，否則顏色、通透度會不一致，影響飛行員視覺觀察。這種膜非常金貴，一旦劃傷，常常要整片重做。

PVD過程示意圖丨作者制圖

熱噴涂陶瓷，發(fā)動機噴口“耐火盔甲”

把陶瓷或金屬粉末用高溫高速“打”到表面，會形成堅實外殼。這層材料具有較好的絕熱性、高熔點、高硬度，可以幫助部件降溫、耐燒、耐砂石沖刷，還能讓噴口看起來沒那么“發(fā)熱”，降低紅外暴露。

難點是長期高溫冷熱交替，涂層要扛得住、不開裂。

復合層系，“沖鋒衣”式的多層搭配

外層防風雨、防劃傷、抗臟污；中間層做“過渡”，提高雷達穿透，減少反射；內(nèi)層負責隱身，把雷達波吸進去、消化掉。

還可以做成漸變層，好處是覆蓋頻段更廣、壽命更長。代價是工藝更復雜，批量一致性和現(xiàn)場修復都得更講究。

03

哪些部位最難“伺候”？

早期隱身涂層 “嬌氣”是共識，雨蝕、濕熱、紫外、砂礫都會讓它老化或剝落。B-2、F-22時代就因涂層維護貴而聞名。

當然，特殊部位還有特殊要求，這就需要前面提到的涂裝工藝進行針對性地加工。

機翼前緣

前緣是高磨損和強反射邊。這里常用噴涂型吸波漆實現(xiàn)雷達反射，再疊一層抗雨蝕的透明清漆。很多機型的縫口、檢修蓋周邊也會用低臺階補面與機器人靜電噴涂，提高局部的厚度均勻性和表面粗糙度，避免“補丁”形成反射面。

座艙蓋

艙蓋那層淡金或茶色，不是“上色漆”，而是通過PVD濺射出的納米多層膜，核心是透明導電層。這層膜要把雷達波擋在艙蓋外并打偏，不能讓它進艙內(nèi)亂飛。

本次閱兵上的殲-20S

有PVD透明導電膜的艙蓋，對雷達波就像一面光滑金屬鏡：大部分能量按“入射=反射”的方向被偏到別處，剛好回到雷達天線的那一小束很少。簡單比喻一下，如果來波=100，反射到別處70–80，透過艙蓋10–20，被膜內(nèi)損耗5–10，朝雷達回去≈1）。一旦雷達波透過艙蓋碰到座椅、儀表板這些“亂石堆”，就會多次亂反射，很多路徑像“角反射器”那樣沿原路折回，回波反而更亮。

發(fā)動機尾噴

發(fā)動機尾噴這塊是真正的“火山口”，表面涂層不是前面說的那種噴漆，而是一套熱噴涂出的多層外殼：內(nèi)層金屬黏結(jié)層負責抓牢并抗氧化，中間的熱障陶瓷像保溫杯內(nèi)膽把熱擋在外面，最外再疊低發(fā)射率功能層把紅外“亮度”調(diào)暗。

涂層的難點在于抵抗冷熱循環(huán)、沙塵和鹽霧的長期折騰。

機鼻雷達罩

雷達罩要做到自家雷達自由進出、外來雷達盡量受限。它不是刷一層漆，而是在復合材料夾層里做一張“會挑食”的金屬微網(wǎng)（FSS）：自家頻段放行，帶外盡量攔住。

常見做法是先用PVD或化學鍍鋪一層超薄金屬，再用蝕刻或激光把網(wǎng)格刻出來；也有用絲網(wǎng)印刷導電墨，或直接嵌入電鑄微網(wǎng)的。網(wǎng)層上下再鋪阻抗匹配或微吸收薄層，提升隱身性能。

外表面還會噴清漆；內(nèi)表面可加一層背面吸波漆，打散殘余反射。

該多層結(jié)構(gòu)的要點是網(wǎng)格圖案的精度、層壓的一致性和外表面的氣動質(zhì)量。

04

除了飛機，哪些裝備也在用這些“外衣”？

巡航導彈與無人機

這類平臺個頭小、外形干凈，表面做一層輕薄吸波涂層，就能把被發(fā)現(xiàn)的距離減少一大截。在海天交界面飛行的型號，還得重點防鹽霧與掛水，免得服役沒多久就破壞了。速度到了高超聲速，表面溫度直線上至千把攝氏度，普通涂層扛不住；這時可以換成耐高溫結(jié)構(gòu)材料與流場降熱設(shè)計，隱身涂層只在局部使用。

本次閱兵上的鷹擊-17

水面艦艇與水下無人潛航器

海上首先講“減阻”和“耐海”。船體更看重抗污涂層，盡量推遲貝藻附著，可以換來多一節(jié)航速、少幾成油耗。水下的螺旋槳、舵面常用抗氣蝕、減噪涂層，延緩葉面起坑，保持推進效率和靜音指標。

美國泰坦深潛器的宣傳圖丨OceanGate

光電窗口與導引頭

對于高速飛行火箭的導引頭，其膜層既要硬、又要透、還要扛風沙：外側(cè)常加一層氮化物超硬透明膜抗劃傷、抗雨砂，內(nèi)側(cè)疊增透與熱控薄膜，做到清晰成像又耐用。同一思路也用在雷達罩的選頻金屬網(wǎng)和車輛、艦艇透明件上。

典型空空導彈結(jié)構(gòu)示意圖丨國外紅外導引頭及紅外誘餌發(fā)展歷程與展望

過去，隱身由外形學邁向表面工程：多譜段協(xié)同、涂鍍噴一體、耐穿易修。未來，可調(diào)自適應(yīng)將成標配：雷達罩像濾鏡按威脅切換，艙蓋可控發(fā)射率，尾噴調(diào)輻射譜；涂層的自愈、快修與低溫固化普及，批產(chǎn)一致性提升。

讓我們期待新一代隱形戰(zhàn)衣的到來！

參考資料

[1] 李風姣, 石建建, 歐正昕, 何茗. 鋇鐵氧體與羰基鐵復合材料的吸波性能研究[J]. 材料科

[2]王信剛, 汪興京, 夏龍, 徐偉. 羰基鐵粉改性環(huán)氧樹脂/乙基纖維素微膠囊的吸波性能[J]. 材料研究學報, 2019, 33(11): 824-830

[3] TWZ: These Images Of An F-22 Raptor’s Crumbling Radar Absorbent Skin Are Fascinating

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