隐形战机的隐身材料可以用于核潜艇吗?
2021-04-28 13:45:29 作者: 中国腐蚀与防护网 来源: 中国腐蚀与防护网 分享至:

美国最先进核潜艇首次部署后返港 被拍到隐形材料大片脱落


【环球网军事报道】美国最新型攻击核潜艇近日完成部署返回港口,却被发现表面出现隐形材料的大面积脱落。


据美国《福布斯》杂志网站2月24日报道,美国海军最新型攻击核潜艇“科罗拉多”号近日完成首次部署返航,不过返港时的照片却显示,这艘核潜艇表面的隐形材料出现大面积脱落。报道称,出现这样的问题并不让人意外,去年9月曾有匿名人士举报美国造船上在隐形材料覆盖层的质量测试中造假,不管质量控制方面是否存在问题,隐形覆盖层脱落现象仍在发生。


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美国海军的“科罗拉多”号潜艇是“弗吉尼亚”级核潜艇的第15艘,也是“弗吉尼亚”Block-III型的第5艘。这艘潜艇于2018年3月17日下水,是一艘非常新的潜艇,这次部署也是其首次执行部署任务。与举报者反应的情况不同的是,这艘潜艇是由另外一家造船厂建造,这说明隐形材料脱落的问题广泛存在。


这种隐形材料被美国海军称为消声涂料或特殊船体处理,是一项型的工程挑战。它的工作原理是吸收来自用于探测和跟踪潜艇的声呐的声波,但是这种涂层需要在一些极端的环境中保持对艇体表面的附着状态。尽管潜艇艇体是由高强度的钢材制成,但仍然会随着下潜深度的变化发生形变,周围的环境温度也会发生变化。与别国海军相比,美国海军潜艇部队的巡逻时间更长、条件更为恶劣,因此问题更为严重。根据此前美军官方透露,“科罗拉多”号潜艇在部署期间航行了大约3.9万海里,这大致相当于绕地球航行两圈。


报道称,“科罗拉多”号潜艇曾在北半球的恶劣海域航行,但确切路线和具体行动都是保密的。有报道称,这艘潜艇曾经进入北极圈,还到访了挪威和苏格兰的港口。根据公开资料,在“科罗拉多”号1月10日驶入苏格兰的法斯兰港时,已经可以看到隐身材料大面积脱落,在离开苏格兰后发生了更多的脱落现象。


并不是只有美国在潜艇隐形涂层方面面临挑战,英国皇家海军的潜艇也存在类似现象,在严酷的北极地区作战的俄罗斯海军也面临这一难题。俄罗斯一些采用钛合金艇壳的潜艇,隐形涂层更加难以附着,这对俄罗斯来说是不小挑战。


报道认为,看到潜艇表面有明显的涂层脱落、伤痕的时候不应该感到意外,这是一个常见的问题,反应了潜艇艰苦的作业环境,而应对之策可能正在开发之中。


隐形战机的隐身材料可以用于核潜艇吗?


自第一次世界大战期间,空天飞机运用于军事,一直延续至今有100多年的历史,在现代化的科技加持下,战机的标准和要求越来越严格。如今,世界的战机发展已经进入五代机领域,并且向着六代机的趋势奋力冲刺。


其中,作为战机最重要的一项指标:隐身性能已经被放在了空前的高度。在美军的战机标准里,隐身性能将决定着未来的战争局势。由此可见,隐身这个特性的重要无可替代。


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在战机上,实现隐身的2个先决条件就是:


1.战机外部并不反射雷达波,也就是需要在战机表明涂上隐身涂层(最重要);


2.战机的飞行速度能够实现超强;(躲过敌机的雷达追踪范围)


也就是说,只要隐身涂层足够强大,就能够实现强大隐身性能。那么,和天空中对应的海里武器,核潜艇要实现隐身功能,将实现战机的隐身原理直接运用是否可行呢?


显然可见,这个思路是不错的,但实际并不可行。


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水下潜航的核潜艇,虽然已经解决了因为动力来源、氧气制造等造成的“不能隐身”的难题外,但由于水下的特殊性,其隐身方式和空天战机全然不同。


从物理学的角度来讲,战机所处的环境介质为“空气”,而核潜艇所处的环境介质为“水”。那么,就可以看出战机的隐身是需要规避电磁波,和核潜艇的隐身需要规避的是声波,这是两个完全不同的概念。


由于水下航行的缘故,反潜侦查的主要装备为声呐,由此可见,若需对症下药的话,还得从控制“噪音”着手。由此可见,隐身涂层对于潜艇而言,并没有十分有效用处。


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核潜艇的噪音主要来源为“动力传动装置”的机械振动,这产生噪音的源头。当然,直接实现零噪音全静默是不可能的,在减弱“动力噪音”的同时,必须要在核潜艇的外壳艇外粘贴“吸声层”,吸声材料既可吸收自身的噪声,又可吸收敌方主动声纳的声波,进而实现类似于战机隐身“涂层”的原理。


现当今,各个国家“隐身”级别的先进核潜艇,都在其艇外粘贴有消声瓦,例如俄罗斯、英国、美国都采用,相对先进的橡胶消声瓦材质。


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由此可见,军事中常见的举一反三之思想,并不能随意套用,要根据客观事实,分析其类同性、差异性以及可操作性、合理性,将是深入探索之本。如今,随着材料科学的蓬勃发展,更加先进、能够隐真示假,由稀有金属构成的氧化物晶体制成的“压电陶瓷瓦”进入军事专家的视野之中。


但,不得不说,无论材料科学怎么发展,从目前的情况来看,核潜艇要想实现水下“隐身”,还真必须在艇外贴瓦片,来实现“消声隐身”目的。


延伸阅读:


海洋新材料之隐身材料


目前,隐身技术作为提高武器系统生存、突防,尤其是纵深打击能力的有效手段,已经成为集陆、海、空、天、电、磁六维一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段,并受到世界各国的高度重视。本文将从研究进展,发展方向、应用分析等多角度深度为大家解读海洋隐身材料。


被发现等于被消灭——是现代军事中一条颠扑不破的真理。随着各种新型探测仪器和攻击武备的出现,水面舰艇在未来海战中的生存出现了重大危机,这就使如何有效提高舰艇的隐蔽性成为各海军大国的研究重点。隐身技术就是研究如何控制、缩减水面舰艇的特征信号,以降低声纳、雷达、磁探仪等探测系统的发现距离、减少以特征信号为引信的制导武器的命中概率,从而提高舰船的生存能力、突防能力及作战效能的技术[1]。


作为海上(海面和海水中)特定环境下的目标———舰艇,它的可探测性特征除了敌方探测雷达的散射回波和舰艇自身的红外辐射之外,还有舰艇的噪声等信息。因此,对舰艇的探测,主要是采用雷达、声纳和红外信号来探索和发现目标。因此,海上舰艇的主要隐身手段也是从降低雷达,声纳和红外信号出发的[2]。


海上隐身技术手段


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世界有名的隐身舰艇


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各国隐身材料发展现状[4-6]


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“维斯比”级巡逻舰采用了许多最先进的技术,最极端、彻底的手段,隐身性能得到极大提升。


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隐身材料的介绍


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雷达隐身材料


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铁氧体材料 


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导电高分子材料 


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吸波涂料 


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结构吸波复合材料


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光电隐身材料


光电隐身材料包括可见光隐身材料、红外隐身材料和激光隐身材料等。


(1)可见光隐身材料 


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(2)红外隐身材料 


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(3)激光隐身材料 


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声隐身材料


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低噪声技术


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隔振技术


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吸振和阻振技术


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吸声材料


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水声吸声材料


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阻尼材料


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隔声材料


国内外开发和应用的隔声材料很多, 比较先进的是聚酰亚胺泡沫。目前,美国海军已把聚酰亚胺泡沫用作所有水面战舰和潜艇的隔热隔声材料。


 

新型隐身材料[7-10]


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1)手性材料(chiralmaterial)。


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2)纳米隐身材料。


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3)导电高聚物材料。


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4)多晶铁纤维吸收剂。


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5)智能型隐身材料。


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参考文献


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[2] 潘梦蕾。中国海军舰艇隐身隐身性能分析[J]. 中国海军, 2006, (11)


[3] 王建, 张迪超, 蒲元远, 徐世录。 舰船的红外隐身技术[J]. 舰船电子工程,2008, (3)


[4] 钟玉湘,许士华。 舰船装置的隐身技术[J]. 中国舰船研究, 2006-8, 1(4)


[5] 钟华, 李自力。 隐身技术[M]. 北京:国防工业出版社, 1999-4.


[6] 孙玮琢, 杨常清。水面舰艇隐身技术现状及发展趋势[J].现代防御技术,2005-4, 33( 2)


[7] 赵晓楠, 王荣成, 刘辉元。 信息站条件下的舰船隐身技术[J]. 舰船电子工程, 2007,(5)


[8] 杨雪, 王源升。 舰艇隐身材料的现状及发展趋势[J]. 海军工程大学学报,2000,5:73-77.


[9] 焦方金。幽灵的外衣———潜艇隐身技术的发展[J].舰载武器,2003(1):14-17.


[10] 肖芳,李永新,李鸣。 水面舰艇雷达隐身技术[J]. 舰船电子对抗,2009,32(2):35-37.


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