智能隱身材料在空空導彈結構設計中的應用展望

郭正玉　畢冉　馬征崢　羅楚養

摘要：? ? ? 空空導彈是戰斗機奪取制空作戰優勢的重要武器， 總體設計技術的發展和作戰使用需求的推動， 使空空導彈飛行距離越來越遠， 將面臨突防問題。 隱身是增強突防能力的關鍵， 隱身材料是空空導彈實現隱身的重要載體和關鍵技術， 也是其結構設計的重要組成部分。 本文分析了目前在可見光、 紅外和雷達等技術領域的隱身材料和智能隱身技術的研究現狀， 提出了下一階段智能隱身技術的發展重點。

關鍵詞：? ? ?空空導彈； 隱身材料； 結構設計； 智能隱身技術中圖分類號：? ? ? TJ765.3; V257

文獻標識碼：? ? A文章編號：? ? ?1673-5048（2023）02-0021-10

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0127

0引言

隨著空空導彈總體設計及相關技術的發展， 其性能不斷提高， 表現在飛行距離、 飛行速度、 探測能力、 機動能力、 信息處理能力等多個方面。 目前國外現有的空空導彈結構和材料基本上使用的是金屬材料和陶瓷材料， 將智能材料應用在空空導彈結構設計， 將是結構設計技術的重要發展方向之一。 智能材料（Intelligent/Smart Material）是20世紀90年代迅速發展起來的新型材料， 智能材料及其設計技術是多學科交叉的綜合科學， 是未來最具有發展潛力的前瞻性研究領域之一［1］。 由于智能材料具有功能多樣性、 復合性， 目前對其仍難以確切定義， 但是與功能單一的傳統材料不同， 智能材料往往以復合、 組裝、 交聯等方式形成材料體系， 具備所需要的多種功能， 能達到提高性能、 減輕重量、 降低成本等使用需求。

智能材料是武器裝備更新換代的基礎性技術， 將智能材料應用于空空導彈隱身設計有著廣闊的應用前景。 隱身技術是通過對目標可見光、 紅外、 雷達、 聲音等特征信號的控制， 使其盡可能地降低至與背景的可探測特征一致或接近， 從而實現目標的低可探測性［2］。 隱身材料是隱身技術的重要組成部分， 在空空導彈外形不改變的前提下， 隱身材料是實現隱身目標的物質基礎。 隨著材料技術向著低維化和智能化方向快速發展， 隱身材料也向著多功能和智能化方向發展， 智能隱身材料是集感知與響應一體的新型功能材料。 與傳統隱身材料不同， 其通過感知目標及周圍環境的變化， 將感知信息進行處理并作出響應， 自動地調節自身特性信號， 達到自適應隱身的目的［3］。

奪取并保持空中優勢是空空導彈的首要任務， 在現代空戰中， “先敵發現、 先敵發射、 先敵脫離、 先敵摧毀”是制勝的法則， 高速、 大機動、 遠射程是空空導彈的重要發展方向［4-5］。 另一方面， 舵翼面、 吊掛、 導航天線等凸出彈體表面的零部件不可避免地會產生較大的雷達反射信號， 并且導彈在發動機工作階段的尾焰和高速飛行時的氣動加熱均會產生較為強烈的紅外特征信號， 隨著戰斗機和預警機探測性能的不斷提升， 空空導彈尤其是遠程空空導彈的隱身性能也就顯得愈發重要［6］。 隱身材料的智能化， 為未來飛行器的隱身技術提供了新思路和新方案。 智能隱身材料具有感知、 回饋、 控制、 執行能力， 使得目標的特征信號隨著環境的變化而變化， 這為下一代航空武器裝備的自適應隱身設計提供了可能［7］。 根據不同的目標特征信號， 可以將智能隱身材料分為聲學智能隱身、 可見光智能隱身、 紅外智能隱身和雷達智能隱身等幾大類。 本文主要對可見光、 紅外、 雷達智能隱身材料的發展現狀進行綜述， 并對其在空空導彈上的應用前景進行展望。

1可見光隱身材料

1.1傳統可見光隱身材料

傳統的可見光隱身是通過涂敷偽裝迷彩和覆蓋偽裝網等手段， 令目標與背景的區分度降低， 減少其被探測設備發現的機率［8］。 傳統的可見光隱身材料主要為隱身迷彩涂料， 其主要由成膜物質、 顏料、 溶劑和助劑等組成。 實現隱身目標的關鍵在于顏料的選擇與圖案的設計， 由于海陸空環境的不同， 對迷彩顏色和圖案的選擇有較明顯的差異。 地面作戰中， 裝備一般選用綠色、 褐色、 沙漠黃色、 黑色等以接近林地、 沙漠等戰地環境， 在叢林中還會使用鋸齒狀、 葉片狀的色斑。 而在空中， 作戰飛機會根據探測角度的差異在不同部位選用不同的迷彩色， 上部常使用綠色與藍色， 下部常使用灰色、 白色等淺色， 發動機尾噴管則使用鈦金色。 在海洋環境中， 艦船一般采用灰色單色涂裝， 也會由于探測系統的多方位觀察， 在不同的部位采用差異化的色彩配置［9］。 現階段最為常見的涂料仍是以聚氨酯和丙烯酸鹽為基料， 加褐、 黑、 綠三種顏料配制而成的變形偽裝涂料。 這種三色涂料對偽裝顏色的劃分更為合理與細致， 不僅提高了偽裝性能， 也具有更好的物理機械性能和使用性能［10］。 更有研究人員將可見光、 紅外和高光譜涂層組合在一個有限的單元中， 設計出單元范圍內可見光/紅外/高光譜特性的多光譜偽裝涂層［11］。 傳統可見光隱身材料雖然已裝備于各種作戰武器， 但其僅對低速運動的目標有較好的隱身效果， 限制了作戰裝備的機動性能。 為克服上述缺陷， 關于可見光智能隱身材料技術的研究逐漸增多。

1.2可見光智能隱身材料

智能可見光隱身材料可根據戰地環境主動改變亮度、 色度從而實現對環境的動態自適應（如圖1［12］）， 按驅動方式的不同可分為熱致變色材料、 光致變色材料和電致變色材料［13］。 同時， 隨著納米技術的飛速發展， 納米材料在可見光隱身技術中的應用也受到了廣泛關注。

世界各國對智能熱致變色材料的研究有一定的進展， 但熱致變色的顏色變化與亮度調控尚難以滿足應用要求［9］。 對于光致變色材料的研究發展迅速， 但其在隱身技術上的應用相對較少。 美國學者嘗試將光導纖維與變色染料相結合， 以實現纖維顏色的自動控制。 Ding等［14］采用浸漬法在商用銅箔上合成了立方CuCl， 被光源照射30 min后， 其顏色可實現從銅色到黑色的變化， 在可見光隱身領域具有較大的應用前景（如圖2）。 目前， 光致變色材料已成功在飛機上應用， 美國“肉食鳥”隱身戰斗機的蒙皮即采用了這種材料， 在光致變色材料支持下， 戰斗機能快速結合環境背景色進行顏色的調節， 令自身與背景融為一體， 從而降低被視頻觀察設備發現的概率［15］。

對于電致變色材料的研究， 美國學者通過模擬變色龍特點， 研制了一種變色薄膜。 通過電壓的變化， 變色薄膜不僅能夠實現白、 灰、 藍等不同顏色的變化， 也可以同時對色調濃淡進行改變［7］。 俄羅斯技術人員研發了一種電致變色吸波薄膜， 該薄膜采用聚苯胺基復合材料可在自動調節蒙皮顏色和亮度的同時， 實現對雷達波的吸收， 同時實現可見光隱身和雷達隱身［3］。 后續也不斷有研究人員對聚苯胺進行摻雜， 以期得到更好的隱身效果［16-17］。 Zhang等［18］通過循環電化學法制備了苯胺和鄰硝基苯胺共聚物薄膜， 該薄膜響應速度快、 顯色度高， 在-0.1 V， 0 V和0.8 V的電壓下分別呈現出蘋果綠、 深綠色和深藍色。 隨著電壓的變化， 薄膜的反射率也具有較大的調制空間， 存在同時實現可見光與紅外隱身的潛力。 除此之外， Liang等［19］利用鋰離子在電場下， 在超薄石墨中的插層行為， 實現了材料的顏色變化以及紅外反射率可調（如圖3）， 圖中黃色框內為電池中超薄石墨。

納米材料在可見光隱身技術領域發揮著關鍵性作用， 相關研究主要依據光的折射、 反射原理實現。 美國普度大學研究人員將金屬針置入錐形物體中， 通過調整針的角度和長度來改變材料對光的折射率， 以此實現可見光隱身［9］。 加州大學設計出一種可變折射率的納米超材料， 通過調整該材料的微觀結構來實現光線路徑的改變， 從而實現可見光隱身［15］。 Qiao等［20］構建出一種新型核殼Fe3O4@SnO2納米鏈復合材料（如圖4）， 其具有優異的微波吸收性能， 最小反射損耗值為-39.4 dB（5.67 GHz）。 通過調整SnO2殼層的厚度可以令試驗品呈現不同的顏色， 并表現出對可見光的選擇性吸收。 此外， Fe3O4@SnO2在1～3 μm和3～5 μm的大氣窗中分別具有0.64和0.51的紅外反射率， 顯示出紅外隱身性能， 可用于多頻段兼容隱形。 Chen等［21］采用磁控濺射法制備了Al-SiO2納米摻雜復合膜， 當SiO2的體積含量為6.9%時， 復合膜的紅外發射率低至0.12， 可見光吸收率高達67%。 同時Al-SiO2的低紅外發射率和高可見光吸收率解決了紅外隱身與可見光隱身之間的相容性問題。

綜上， 智能可見光隱身材料主要通過改變材料的亮度和色度以及光反射特征以實現隱身目的。 在未來， 開發更多變色體系， 提高材料的變色響應速度， 可以令隱身材料適應更多變的環境， 減小被探測的幾率。 除此之外， 將智能可見光隱身材料與結構設計相結合， 如設計發動機的排氣涵道以及機身的結構布局可以進一步提高飛行器的可見光隱身效果［22］。

2紅外隱身材料

所有溫度高于熱力學零度的物體都能發出紅外輻射， 不同溫度的物體發射出來的紅外輻射波長不同， 紅外探測系統就是依靠目標和背景溫度不同而造成的熱輻射差異來發現和識別目標。 因此要想實現紅外隱身， 就要改變自身的紅外輻射特征， 使其與背景的紅外輻射接近， 盡可能融合到環境中去， 減小目標被探測到的幾率， 達到隱身的目的。 輻射能力的大小由發射率和溫度決定， 所以降低目標表面發射率和控制目標表面溫度是實現紅外隱身的基本途徑［23］。 然而， 紅外線熱效應強， 極易被物質吸收， 因此只有部分波段的紅外線可以在大氣中傳播， 其他波段的紅外線在傳播過程中會發生衰減， 其中3～5 μm和8～14 μm是空空導彈紅外制導用探測器工作波段［24］， 紅外隱身涂層主要針對于8～14 μm波段［25］。

2.1傳統紅外隱身材料

按照實現紅外隱身的兩個基本途徑可將紅外隱身材料分為低紅外發射率材料和控溫材料。

2.1.1低發射率材料

低紅外發射率材料通過降低目標表面的紅外發射率和紅外輻射特征， 使其不易被紅外探測系統探測和識別， 主要可分為結構型、 薄膜型、 涂料型。 結構型紅外隱身材料主要是使目標的紅外特征與背景一致， 多數研究都是通過進行材料的結構化設計來達到目標［26］。 英國學者研發了“熱屏蔽森林”紅外隱身材料， 將兩片聚乙烯層壓在金屬鋁層的上下兩面， 通過金屬鋁的升華形成近似層狀結構； 由于聚乙烯的透明性、 鋁的高反射性， 這種結構的紅外總發射率只有0.2［27］。 薄膜型材料研究重點是使用各種材料制成不同紅外發射率的薄膜［26］。 涂料型紅外隱身材料一般由填料和粘合劑組成［28］。 其中填料極大地影響著紅外隱身涂料性能， 其組成、 純度、 粒度、 形狀、 熱處理效果、 在涂料中的分散狀態和含量等都會影響涂層的紅外輻射效果。 粘合劑是紅外隱身涂料的基本組成部分， 除滿足物理、 機械性能外， 還具有低紅外發射率和高透明性能、 與填料有較好的相容性、 與基材有較好的粘接性、 在工作條件下保持其結構穩定等特點［29］。

2.1.2控溫材料

紅外輻射能量與溫度成正相關， 若可以控制物體的溫度便可有效降低其紅外輻射能量。 基于此原理， 控溫紅外隱身材料可通過降低目標表面溫度變化范圍的方法來實現紅外隱身， 主要包括隔熱材料和相變材料［26］。 隔熱材料利用其熱導率低的性質， 阻隔物體的熱量發散， 從而達到降低物體紅外輻射強度的目的， 起到紅外隱身的效果［30］。 多孔材料是最常見的一類隔熱材料， 由于材料內部具有很多孔隙， 而孔隙內的空氣導熱系數一般較低， 會阻礙熱流的傳遞起到隔熱的作用。 研究較多的是聚合物微球、 空心陶瓷微珠、 氣凝膠等。 相變材料是以潛熱形式儲存和釋放能量的材料， 利用其在相變溫度發生物相轉變時伴隨的吸熱或放熱效應來保持溫度不變的特性， 減小溫度差， 從而達到紅外隱身的目的［31］。

2.2智能紅外隱身材料

智能紅外隱身材料是在傳統紅外隱身材料的基礎上， 通過使材料能夠處理感知信號并調整自身發射率， 從而達到更高隱身性能的一類新型隱身材料， 包括電致變智能紅外隱身材料、 熱致變智能紅外隱身材料、 智能溫控復合材料等。

2.2.1電致變材料

電致變智能隱身材料是在電場或電流的作用下， 使得材料組分發生化學變化， 改變材料的紅外發射率， 主要使用導電高分子材料和三氧化鎢等［29］（如圖5）。 Chandrasekhar等［32-33］采用導電高分子（Conductive Polymers， CPs）電致變色材料， 制備了紅外發射率數值不同的紅外發射器件。 不同的CPs電致變色材料， 施加電場后的紅外發射率不同， 可根據CPs電致變色材料的不同成分、 含量、 電壓或電流改變紅外發射率， 在0.4～45 μm波段范圍內的紅外反射率可實現在0.3～0.7范圍內動態可調， 達到紅外隱身的目的。 Sauvet等［34］研究了三氧化鎢在3～5 μm和8～12 μm波段紅外發射率的變化情況， 通過控制導電因素， 可使得三氧化鎢薄膜的紅外發射率變化幅度達到0.4。 Ly等［35］設計了一種可見光到中紅外寬帶調制金屬氧化物基電致變色涂層。 涂層在漂白狀態下的透射光譜與用于光電流收集的太陽光譜曲線（0.3～1.2 μm）吻合， 并且在450 nm處的太陽輻射峰值處透射率高達88%。 涂層的平均中紅外（2～16 μm）發射率為80%， 平均可調性為20%。 通過多層結構之間的阻抗匹配和優化形態的三氧化鎢結晶度控制， 涂層成功地呈現了從太陽能發射器和熱發射器到具有紅外隱身能力的保溫涂層的可逆轉變。

2.2.2熱致變材料

熱致變材料通過改變目標的表面溫度來改變材料的紅外發射率， 材料紅外發射率隨溫度變化［36-37］如圖6～7所示。 Bergeron等［38］通過在聚酯薄膜和銫化鋅上沉積銅， 制備了一種膜材料， 該薄膜在0.3～2.4 μm波段紅外吸收率在0.51～0.83可調， 在8～12 μm波段紅外發射率在0.20～0.73可調。 Kim等［39］通過在二氧化釩中梯度摻雜鎢， 擴大了金屬絕緣體的過渡寬度， 其平滑的發射率變化可實現自適應熱隱身功能。 這種方法也適用于其他類似的熱偽裝材料， 以改善其被動隱身性。

2.2.3智能溫控復合材料

智能溫控材料是一種可以通過溫控元件， 將目標與環境的溫差控制在較小范圍內， 從而無法被紅外探測系統探測到的新型智能材料。 一般由目標材料、 溫控元件、 溫度傳感器、 控制器、 驅動器和散熱器等六部分組成（如圖8）［26］。? 張升康等［40］構造了電致變溫模塊陣列，? 將吸波材料和可見光隱身材料與其結合， 并和傳感器、 微處理器共同構成紅外隱身系統， 該系統工作時的熱像幾乎與環境相同。 呂相銀等［41］將半導體變溫器件附著于目標材料表面， 根據傳感器檢測信號與控制系統對目標表面輻射溫度進行實時控制。 基于變換熱學， 研究人員推導了變換空間中不同形狀熱集中與熱隱身斗篷的材料參數， 將不同屬性的熱敏材料集成， 并進行線路的設計， 可以隨著溫度的變化同時智能地控制器件沿不同線路進行熱集中和隱身［42-43］。 劉洋等［44］將自適應熱源引入熱斗篷中， 并對其熱流控制方法及效果進行了研究。 通過對不同形狀截面的目標隱身效果進行仿真， 認為自適應熱源的引入對任意對稱的二維界面都有良好的控溫效果。

綜上， 智能紅外隱身材料將隱身材料技術由單純控制發射率和控制溫度， 向著自適應控制發射率和控制溫度相結合的方向發展， 隨著新型復合材料技術、 微機械技術和增材制造技術的發展， 智能紅外隱身材料將逐漸小型化、 定制化、 低成本化， 將其與空空導彈的應用場景相結合并進行針對性的設計， 具備著廣泛的應用前景。

3雷達隱身材料

3.1傳統雷達隱身材料

雷達隱身是指通過改變目標的氣動外形、 結構特征、 材料特性和電磁特征來降低其雷達散射截面積（Radar Cross Section，? RCS）， 使敵方雷達無法發現或識別［45］。 雷達隱身材料可以在不犧牲氣動外形的基礎上使目標獲得較高的隱身性能， 因此在隱身設計中得到了廣泛應用。 傳統雷達隱身材料主要分為涂覆型［46］和結構型［47］兩大類。 涂覆型雷達隱身材料主要是將吸波劑與有機溶液混合制成復合功能涂料涂覆在飛行器表面， 結構型雷達隱身材料是將吸波劑分散在結構材料（碳纖維復合材料）中， 使結構具有吸波/承載一體化功能［48］。 通常來說， 吸波劑需要有較高的吸收和耗散電磁波的性能， 基體材料則需具有良好的透波性能。 按作用機理的不同可以將吸波劑分為電介質型、 磁介質型和電阻型三類［49］。 介電損耗主導的吸波劑包括ZnO， TiO2， MnO2和BaTiO3等非磁性金屬氧化物， SiC等介電陶瓷， SiO2等其他無機非金屬材料［50-53］。 磁損耗為主的吸波劑往往含有磁合金、 磁性金屬氧化物等高磁導率的材料， 如磁性金屬粉末、 羰基鐵、 鐵氧體、 氮化鐵等［54-57］。 導電損耗主導的吸波劑通常具有優異的導電性， 如碳材料和導電聚合物等［58-60］。 盡管傳統雷達隱身材料已經取得了長足發展， 如含鐵氧體、 陶瓷材料、 碳材料、 金屬微粉的吸波涂層或復合材料已經成功的在戰斗機和巡航導彈上廣泛應用。 但是， 隨著反隱身技術的快速發展， 傳統雷達隱身材料存在的吸波頻帶窄、 密度大、 高溫吸波性能不佳等缺點， 已無法滿足新一代武器裝備的隱身要求。 為此， 以智能材料、 手性材料、 納米材料為代表的新型吸波材料成為了下一代雷達隱身材料的主要發展方向。

3.2智能雷達隱身材料

隨著智能材料和傳感技術的發展， 融合了感知、 處理、 控制等技術的智能雷達隱身材料得到了廣泛關注， 并逐漸在新一代武器裝備中開展應用研究， 主要包括動態自適應雷達隱身材料（Dynamically Adaptive Radar-Absorbing Materials，? DARAM）［61］和智能蒙皮［62-63］兩個方向。 前者主要是對目標雷達信號特征智能調節系統的研究， 后者主要對戰場環境智能感應系統的研究。 DARAM通過感應入射的電磁波， 實時調節吸波材料的電磁參數， 從而實現對寬頻電磁波的強吸收， 其主要研究方向是電磁參數可調聚合物材料和主動頻率選擇表面（Absorptive Frequency Selective Surface，? AFSS）［64］。

3.2.1可調表面吸收頻率技術

頻率選擇表面（Frequency Selective Surface， FSS）是由大量的導電貼片或孔徑元件構成的二維周期性陣列［65］， 將其與雷達吸波材料結合， 可同時具備頻率選擇和吸波能力， 從而實現智能雷達隱身［66］。 Chang等［67］提出了可電控FSS的概念， 進行了相應的測試并建立了等效模型。 姜曉宇等［68］在FSS單元四邊縫隙中加載PIN二極管， 在 0.6～ 3.2 GHz 的范圍內， 其透射系數均可以調整至0.7以上， 具有較強的靈活性。 曾憲亮等［69］構造出一種含PIN管的多層AFSS吸波體， 通過改變二極管兩端的偏壓狀態， 可在2.5～9.1 GHz對AFSS 吸波體的反射率進行動態調控。 Narayan等［70］將有源FSS作為接地層用于隱形應用。 有源FSS結構通過改變二極管的開閉， 令電磁特性可以實現由反射模式到發射模式的可調。 在二極管導通狀態下， FSS 用作天線的接地平面， 可降低其帶外 RCS； 在關閉狀態下， FSS 可傳輸9.3～10.7 GHz的探測信號， 覆蓋天線的工作頻率范圍， 從而降低天線的帶內結構RCS。 Liang等［71］提出了一種雙功能可切換且頻率可調諧的FSS， 將二極管嵌入到雙層FSS結構中， 通過調節偏置電壓控制二極管， 實現FSS濾波和吸收模式切換， 其工作頻率可連續調節（如圖9）。 通過仿真與實驗驗證了其雙功能切換和調諧特性。

3.2.2電磁參數可調聚合物材料

電磁參數可調聚合物材料在外加條件下具有介電性能的可控性［66］。 對導電高分子進行摻雜， 通過改變摻雜物的濃度， 可改變其電磁特性， 得到理想的電磁特性材料［73-74］。 Barnes等［75-76］研究了聚苯胺-銀復合材料在可變電場下的反應， 發現施加不同直流電勢可以控制其發生可逆反應， 令其具有不同的導電性。 將該材料構造成多層吸波結構， 改變外加電壓， 可令該結構的吸收峰可調。 除導電高分子材料外， 液晶分子材料也是研究較多的電磁參數可調聚合物材料。 Goelden等［77］利用液晶分子在電場作用下的取向變化對其介電性能進行調控。 Hu等［78］將向列液晶引入FSS主動吸波結構， 通過外加電壓可以令該結構在一定頻率范圍內實現透射與反射功能的轉換。 添加液晶的可調諧FSS工作機理與實物圖如圖10所示。

3.2.3吸波復合材料設計技術

通過將吸波材料與傳統材料復合， 將各自宏觀尺度效應和微觀尺度效應的優勢相結合， 實現多尺度效應， 可改善結構的吸波性能。 Huang等［80］提出了一種無面板縱向波紋結構（如圖11）， 該結構具有棱柱形晶格排列， 其非均質化設計和可控的加工性提高了波紋結構表面與空氣之間的阻抗匹配， 大多數入射雷達波遇到波紋結構降低了反射能力， 材料吸收帶寬增強， 其設計的波紋材料和結構在2.31～18 GHz的帶寬內具有超過90%的吸收率。 Fan等［81］對橡膠基體柔性雷達吸收復合材料的組件和構型進行了集成設計， 在材料成分上使用片狀羰基鐵顆粒增強氫化丙烯腈丁二烯橡膠， 確保了材料的滲透性、 柔韌性、 機械強度和斷裂伸長率； 在結構設計上通過全波計算提出一種修正階躍構型（如圖12）， 通過元件的集成設計， 采用5 mm厚的材料結構， 可以在2～30 GHz具有-10 dB的吸收帶寬。 Zhou等［82］采用α-Fe增強環氧樹脂， 提出了一種新型超寬帶兩層周期性階梯式雷達吸收結構， 具有微觀和中觀尺度結合的多尺度效應， 使得有效阻抗與寬頻率下的自由空間阻抗匹配， 大部分入射能量通過波形共振、 晶胞強共振和邊緣衍射效應而消散， 其設計的階梯式材料結構在2.64～40.0 GHz的頻率范圍內具有超過90%的吸收率。 Kwak等［83］設計并制備了一種具有鍍鎳玻璃織物的蜂窩夾層雷達吸收復合材料， 由兩個蜂窩芯層和三片皮膚材料組成， 其所設計的復合材料應用在機翼模型的前緣進行測試， 在水平和垂直極化下， 模擬回波降低了10 dB。 Pei等［84］以聚對苯二甲酸乙二醇酯為基體， 羰基鐵顆粒和片狀銅為吸波材料， 通過增材制造制備了新型梯度蜂窩吸波結構（如圖13）， 該結構在8～12 GHz范圍內具有優異的吸收性能（最小反射損耗： -28 dB）， 屏蔽效率大于20 dB。 即使入射波是傾斜的， 其也具有良好的吸波性能（最小反射損耗： -35 dB@35°）， 在入射角度范圍為0～70°， 反射損耗小于-10 dB， 證明該結構材料能夠較好地提高隱身性能。

對于智能雷達隱身材料的研究， 目前大都是針對改變材料吸波特性和反射特性， 技術途徑包括改變材料電導率和介電常數、 電磁參數， 以及改變材料結構等， 后續的研究需要重點針對結構材料隱身機理的深入分析， 準確地形成吸收和反射峰產生的位置、 帶寬， 材料的吸收程度精準控制及小型化， 隱身與材料強度一體化設計等方向。

4總結

空空導彈作為機載戰術武器裝備在制空作戰中首當其用。 目前世界各軍事強國基本裝備了第四代空空導彈， 逐步開展了對未來空空導彈的探索研究。 伴隨機載平臺的裝備技術水平和遠程作戰支援能力的提高， 世界軍事強國在空戰武器發展方面， 逐步從視距內格斗、 中遠距攔射向超視距、 超遠程攔截的方向擴展， 可實現遠距離上提前對敵方重要目標進行打擊。 對空空導彈來說， 射程越來越遠， 隱身對于其進攻和突防來說都具有重要的意義， 隱身是未來空空導彈技術發展和進一步提高戰術技術性能的關鍵技術。 目前隱身材料已在飛行器上有了較多的應用， 如Agusta公司的A-129武裝直升機將綠色涂層與排氣口結構設計相結合， 降低了其閃光信號［22］。 美國F-22整個機身表面有偽裝涂層， 可以抑制飛機的紅外輻射［85］。 其在機載武器上的應用也不斷發展， 英國的“風暴前兆”巡航導彈、 俄羅斯的Kh-102導彈均應用了雷達隱身材料。 “風暴前兆”彈體采用了碳纖維夾層材料， 令雷達波耗散于夾層的泡沫塑料中； Kh-102在發動機渦扇葉片上使用了隱身材料， 令雷達反射截面大幅降低［86］。 隱身材料可以在不改變結構設計的情況下提高導彈的隱身性能， 但要實現其更廣范圍的應用還需要在現有基礎上取得進一步發展。 首先， 智能材料應覆蓋更多的隱身頻段以兼顧全頻段隱身效果； 其次， 智能材料應具備利用深度學習等技術對目標信息特征的精準測量和預測能力， 以提高對于目標信息的感應精度， 從而精準調整自身材料的特性和隱身能力； 再次， 智能材料應進一步開發新的復合材料和新型結構， 利用變形變體等新技術， 形成多功能復合結構和材料， 提高隱身效果； 最后， 應該進一步探索新的隱身機理， 利用仿生學、 超材料、 可調節/重構隱身、 電磁對消等技術， 形成能夠應用于空空導彈的新型隱身方式。

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2． National Key Laboratory of Air-based Information Perception and Fusion， Luoyang 471009， China；

3． Center for Civil Aviation Composites， Donghua University， Shanghai 201620，? China）

Abstract： Air-to-air missile is an important weapon for aircraft to gain the superiority of air control combat. With the development of overall design technology and the promotion of operational use requirements，? air-to-air missile will fly farther and farther and face the problem of penetration. Stealth capacity is crucial for the missile penetration. Stealth material is an important carrier and key technology for air-to-air missile stealth，? and also an important part of its structure design. This paper analyzes the current research status of stealth materials and intelligent stealth technology in visible light，? infrared，? radar and other technical fields，? and puts forward the development focus of intelligent stealth technology in the next stage.

Key words： air-to-air missile； stealth materials； structure design； intelligent stealth technology