J20已经全面采用隐身超材料取代上一代的雷达吸波材料 6park.com
月初，深圳市科学技术奖励大会召开，深圳光启技术作为尖端技术创新先锋企业，申报的《超材料低频宽频吸波结构件研发及应用》一举摘得“2018年度深圳市科技进步奖一等奖”。这是深圳光启在雷达吸波结构材料领域取得的最新一项技术成果。深圳光启是谁？深圳光启是生产什么产品的？这个秘密其实很早就已经公开了，在多年前的珠海航展上，深圳光启就公开了J20使用的隐形超材料。深圳光启是我国超材料材料领域的领军企业，不但国内外领先，而且国际领先，拥有的超材料国际授权专利1961件，数量全世界第一。
在我国超材料电磁调制技术国家重点实验室的网站上，在学术委员会的名单中就有歼-20总设计师杨伟的名字。而这个国家重点实验室就是依托深圳光启高等理工研究院建立的。在去年召开的第一届全国超材料大会上，深圳光启透露在隐身超材料研制阶段，RCS曲线测试了64万条，测试时间高达13600小时，超过了F-22研制过程中所有详细部件RCS测试10000小时的记录。 6park.com
超材料制作的隐身格栅 6park.com
J20进气道侧面安装的隐身格栅 6park.com
我们来看下上面这张照片，这是深圳光启在珠海航展上的展品，一个用超材料制作的隐形进气格栅。跟下面J20进气道侧面这两个进排气格栅相比，除了被多切掉一个角之外是不是几乎一模一样？原来我国的J20战斗机早就采用了超材料来作为隐形材料。 6park.com
超材料主要依靠材料的微结构来实现电磁特性的定制化 6park.com
那么超材料是一种什么材料呢？超材料是一种特种复合材料或结构，通过对材料关键物理尺度上进行有序结构设计，可以获得常规材料所不具备的超常电磁特性。简单的讲，自然界有什么性能的材料，就制作什么样的物品。超材料则完全不同，可以真正做到按需定制。需要材料具备什么样的电磁特性，就可以通过设计算法，重新排布微结构单元，改变它的电磁传播性质，实现我们需要的电磁特性。

 
用超材料来实现隐身相对于传统的雷达吸波涂料有什么技术优势呢？首先是覆盖频带宽，有很多研究成果表明，超材料完全能够覆盖1-18GHZ频段，也就是大部分军用雷达常用频段，甚至可以覆盖更宽的范围，比如太赫兹频段。而传统的雷达吸波涂料最多只能覆盖到S波段。因为雷达吸波涂料受其工作原理限制，隐身频段和涂层厚度相关，其最大工作波长最多只能达到涂层厚度的十分之一左右。而在作战飞机上能够涂装的吸波涂料厚度是有限制的，这就导致传统的雷达吸波涂料无法实现对L及以上波段的雷达波的隐形。这个就是我国先进米波雷达早在2013年就可以在四五百公里外连续跟踪F22的根本原因。 6park.com
早在2013年我国的先进米波雷达就可以在四五百公里外连续跟踪F22战斗机 6park.com
用超材料来实现隐身的另一好处是不会出现起泡、裂纹和剥落现象。传统雷达吸波材料的缺点就是容易出现起泡、裂纹和剥落现象。 6park.com
F22战斗机隐身涂层出现了明显龟裂和剥落 6park.com
2019年8月，美国EAA“天空冒险”（Airventure）航展上，F-22战斗机飞行表演队两架来自弗吉尼亚州兰利空军基地的F-22进行了飞行表演。其中一架F-22机身表面的隐身涂层出现了明显的龟裂和剥落现象。 6park.com
F22座舱前面破裂剥落的隐形材料涂层 6park.com
F35的隐身材料同样也容易起泡剥落 6park.com
其实不光是F22，美国的F35也面临着同样的问题，甚至每次飞行回来后都要重新修补，否则就会影响隐身能力。 6park.com
深圳光启在珠海航展上展出的超材料隐身进气道 6park.com
超材料是一种隐身结构材料，也就是说超材料不但可以实现隐身也可以充当结构材料。这和隐身涂料是不一样的，隐身涂料和结构材料比如飞机蒙皮本身不是同一种材料，其各项性能指标是不一样的，特别是热膨胀系数不会完全一样，这样在飞行过程中，涂覆在结构材料外面的隐身涂料不断经历和空气摩擦引起的温度变化，时间久了就容易起泡、龟裂或者剥落，就像F22和F35遇到的情况。而超材料本身就是结构材料，根本就没有这种两张皮的结构，所以可以完全避免这种材料起泡剥落的情况。
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F22的地勤正在剔除龟裂剥落的隐形涂料 6park.com
采用超材料的另外一个好处是可以大大简化后勤维护，缩短维护时间，降低维护条件，大大节省维护成本。维护也不一定非要用恒温恒湿的机库。 6park.com
F22的维护必须要恒温恒湿的机库 6park.com
而F22的维护是离不开恒温恒湿机库的，不但维护过程复杂，而且维护时间长，大大影响了F22的出勤率。去年深圳高交会上就传出消息，光启的隐身超材料使我国的先进飞机和大型无人机告别“涂料电磁调制时代”，这个涂料电磁调制通俗的讲就是雷达隐身吸波涂料。通过采用隐身超材料技术，我国的隐形战机和大型无人机实现了电磁调制、传感、结构、承载一体化设计，让装备的电磁调制性能成数量级提升的同时。新一代隐身超材料是业界唯一实现免维护，全频段、全方位隐身的跨代技术，可减轻战机隐身结构50%的重量，并从根本上解决了传统涂料隐身无法维护的问题，全寿命周期使用成本降低50%。综上所述，我国的J20在隐身材料技术领域技高一筹，广泛采用了超材料作为隐身材料，要比美国采用的雷达吸波涂料领先一代。