歼20用纳米隐身材料

大多数状况下,科研学术论文和作品的写作,都是企图尽力做到价值中立和情绪抑制的;但也有不少时候,作者难以抑制自己的种种情绪,乃至会选用相似咆哮体的句子来着重自己的观点。

  611所副所长、副总规划师桑建华,就在他编著、公开出版的《中航专家首席丛书——飞行器隐身技能》中,屡次呈现了此类内容。比如如下阶段:

  “研讨纳米资料的人员首先要搞理解隐身资料和隐身飞行器需要什么,而不是我有什么!不能因为是纳米资料,就能隐身,就是隐身资料!”

  611截止现在研制过的最主要隐身飞行器,当然是歼20。因而《飞行器隐身技能》中表现的,并不只是是以西方现代电磁学以及相关范畴研讨成果为基础的,一般性的理论与技能规则描绘。

  图:鸭翼的隐身优化

  它的不少素材,直接取自于通过脱密处理的歼20研制资料;它所谈及的许多定论和感慨,都是技能上、制度上、思想观念上,中国航空科研现状与抱负之间的抵触矛盾/调和退让的反映。这是它与《射频隐身导论》等西方经典作品最大的差别、也是最重要的价值地点。

  尽管它没有给出明确的歼20相关数据,可是它是判别歼20相关规划水平的极重要参照——它的理论高度,基本代表着歼20的规划理念上限;它披露出的缺陷与不足,直接反映了歼20遭受的困境与存在的短板。

  图:歼20首架原型机与批产机的鸭翼造型对比

  话题回归到纳米资料。纳米资料这个概念,自身可谈的其实并不太多;中心就是各种资料在被做成直径极小的颗粒今后,有可能(这三个字划要点着重)因为量子效应、小标准效应、外表效应、隧道效应等机理,表现出一些全新的特性,或者某些原有功能明显强化/缺陷明显改进。

  一、纳米资料并不一定都是为纳米而纳米的新产物

  比如飞机座舱的隐身化规划,需要使座舱玻璃在高度透光、不影响视界视界的状况下,又能阻碍雷达波进入;其间的一种技能措施,是在座舱玻璃上镀上一层十分薄(5-6纳米)的金膜,厚度标准上契合纳米资料的中心特征,但它是根据传统镀膜技能的深挖和发展,早在纳米技能发展之前就已呈现;资料规划的主观思路上,也并不根据所谓的纳米效应。

  二、最抱负的状况:机理透彻明晰,有用价值明显

  通常来说,纳米资料自身的有用性与有效性,取决于对该类资料特性的总结、机理的剖析把握程度。吃的的越透,资料的规划思路就越是结壮可靠,实际作用就越是超卓。比如现在在军事中使用中十分有远景的一种技能,就是纳米铝粉对于高能炸药和推进剂的强化。

  图:导弹、炸弹选用的高能火炸药遍及含铝

  在相当多的军用高能炸药、推进剂(火箭/导弹的燃料)中,都会添加高比例的铝粉,强化爆炸和焚烧能量。可是铝焚烧自身没有气体产出,因而它加的越多,炸药爆速就越低——这个目标代表着能量在极短时间内高速开释的才能,对爆炸冲击波的破坏才能至关重要。要知道如果仅以能量自身而论,煤块都比TNT要高好多倍。

  纳米铝粉

  而纳米铝粉因为标准的明显缩小,会呈现同样分量资料的外表积急剧增大、导热率提升、熔融温度下降等一系列特性改变;而表现在火炸药的反响过程中,就是铝粉的焚烧过程要迅速、完全的多得多,终究让爆热、尤其是爆速目标得到明显的提升。

  三、国内纳米隐身资料的现状:机理不明,规则不清,乃至挂羊头卖狗肉

  纳米铝粉在火炸药中的成功使用,主要归功于它的特性改动明显、机理相对简略。但在隐身资料的问题上,这个问题要复杂许多——纳米化和隐身才能之间不存在必定性的联络,乃至机理上还互相抵触。

  图:F117的吸波资料残骸

  比如隐身资料吸收电磁波的一些要害特性,磁导率、介电常数等,都必须依赖于微米标准的电磁波吸收剂颗粒;而颗粒缩小到纳米级别,反而会因为颗粒自身损失原有磁特性、无法在小厚度涂层中掺入满足分量的吸收剂,导致吸波才能的明显下降。

  图:B2维护隐身涂层

  桑总师很直接的总结了国内现有声称“纳米技能”的隐身资料,将其分为三类:或者是真实的纳米成分吸波资料,功能低下底子不能有用。或者是假纳米吸波资料,本质上依然是微米标准的产品,吸波机理毫无改变。或者是传统吸波资料掺入少数纳米资料,机理不变、作用差异不明显,而价格昂扬、工艺等各方面存在十分多的问题和困难。

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