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超材料

文丨煜捷史馆

编辑丨煜捷史馆

近日，央视7套在一档军事栏目中，正式确认我国自主研发的歼-20战机，采用的乃是技术层面上最先进的超材料隐身！

而这种技术层面上的领先，已经远远超过了美国现役的第五代战机F-35，直逼美国未来将要应用到第六代战机上的隐身技术。

那么，歼-20战机的隐身材料到底有多先进？

歼-20

微金属结构隐身材料

熟悉第五代战机的读者们想必都十分清楚，第五代战机之所以会被誉为现如今最先进的战斗机，成为各国争相研发的方向。

主要是因为其卓越的性能特点，也就是所谓的4S特点：即超隐形能力、超机动能力、超音速巡航能力以及超级信息优势！

其中的超机动能力以及超音速巡航能力，大家都比较容易理解，即我们常说的“更快、更强”，注重的乃是战机的速度与续航能力。

而所谓的超级信息优势，则是第五代战机最核心的能力，主要依托于自身搭载的机电系统，从而达到“人机合一”的最佳状态。

美国第五代战机：F-35

除此之外，第五代战机还有一个大家最关心的问题，那就是——超隐形能力！

隐形能力是第五代战机与第四代战机最直观的区别，同时也是现代信息化战争的客观装备要求！

不过这种隐形可不是指战机真的肉眼消失不见，而是指战机通过减少雷达的散射截面积，从而缩短敌方雷达对己方战机的发现距离。

如此一来，我方就能够构建出一个“我看得见你，你看不见我”的单方面信息优势，从而建立起己方战机在空中对战的对抗优势！

不过想要战机达到真正的超隐形能力，这种技术其实很难的，需要顾及到战机的方方面面。

例如美国的F-35战机，就为了达到更好的隐形能力以及高态势感知能力，一定程度上牺牲了自己的超音速巡航能力，

因此，若是想要自己研发的第五代战机出类拔萃，就必须让战机在前文提到的4S性能中，达到一个彼此均衡的状态。

不能说为了隐形性能就放弃超音速、超机动能力，同理，也不能因为追求所谓的高态势、高机动，就放弃机身的隐形能力。

要想实现战机的隐形，这其实是一个系统性工程，需要整体上的结构设计，也需要局部的细节设计，还需要新型隐身材料的支持。

这里就不得不提到央视栏目披露出的四款隐身材料：微金属结构隐身材料、海绵结构隐身材料、皮质结构隐身材料、涂层结构隐身材料。

在这四款隐身材料中，涂层结构隐身材料应该是最常见的，能够吸收将近一半的雷达波束能量，使得对方的雷达探测距离缩短一半。

但若是只依靠涂层结构隐身材料，与第五代机要求的超隐形能力还是有一定的差距的，因此还必须要依靠其他的隐身材料。

微金属结构隐身材料

值得一提的是，这种超材料自然界中是没有的，必须要通过成百上千次的摸索与配比，最后再经过人工制备才能真正面世。

例如央视栏目曾披露过的一种超材料，乍一看上去就是薄薄的一张镀铜材料，若是不知情的人看见，估计还以为是普通的铜片呢。

但若是经过专业人士的操作，在其表面贴上一层用于曝光显影的薄膜，那么我们就能够看到蕴藏在其中的、密密麻麻的微结构！

而根据专业人士的介绍，这些微结构在材料仅有2毫米的尺度下，就多达上万个！而且还能够分别适应于隐身、防水等不同用途！

更令人感到吃惊的是，这种微结构不是天然形成的，而是将天然物质中的分子结构重新组织排列，最后通过人工设计与制备出来的。

说到这里想必大家心里都有数了，微结构的设计与制备就是超材料的核心技术！

而我国目前在这个技术层面上的领先，已经远远甩了美国一大截！

那么，这种超材料又是如何应用到歼-20身上的呢？

领先！

其实早在几年以前，我国在超材料的研发能力上，就已经和美国各大实验室处于同一水平线上了，更是在世界上属于领先地位。

不过这里需要明确一点，实验室中研发能力的高低，并不能完全等同于超材料的应用能力。

从超材料的研发到实际应用，中间是需要经过多次实验验证的，并不是说超材料一落地就能够应用在战机身上，必须要经过实验验证。

那么，我国又为什么说歼-20的隐身材料领先美国一个时代呢？

这是因为早在歼-20战机刚刚量产的时候，我国就已经建成了全球第一条超材料生产线，为歼-20战机提供隐身材料上的支持！

换言之，我国已经成功实现了超材料的批量化生产与应用，从研发成功到落地应用这一步，我国已经是成功的走到了世界的前列。

而反观美国那边的超材料研发，他们的研发进度则是慢了不少，距离真正落地还有一段距离，只得计划将超材料应用到第六代战机上。

而这也就意味着歼-20战机在隐身性能上，已经足以和美国的第六代战机相媲美！

J-20的RCS能量图谱

与此同时，外国专家也对苏-57以及歼-20的隐身性能做了对比，采用的评测方面乃是相对靠谱的RCS能量图谱分析。

根据测算数据图，我们也是能够明显看出歼-20在隐身性能上，要大幅度甚至全面优于苏-57的隐身性能！

这也难怪歼-20副总设计师王海峰说道：“面对外界的强敌，我国的航空工业已经从难以望其项背，实现到了局部领先！”

业内知情人士更是披露，我国在短短五六年的时间里，就实现了超材料的数次突破，如今面世的乃是三维蜂窝状结构的第四代产品！

超材料研发进程如此迅速，实在是让外界媒体吃了一惊，心中更是暗暗对中国战机的评价上升了一个层级！

苏-57的RCS能量图谱

而除了技术的更新迭代外，第四代超材料隐身材料在应用能力上，也取得了较为显著的飞跃！

据悉，我国研发的第一代超材料隐身材料，在加工工艺上存在着较为明显的尺寸限制，没有办法实现战机的大规模装配。

但是随着应用工艺的不断发展，如今的第四代超材料以三维蜂窝状结构为主，能够完美适应各种战机、各种尺寸的任何需求！

因此，我国在超材料的研发、试用以及应用等层面，已经发展到了一个全新的高度，即“应用尽用、能用全用”。

不过即使超材料隐身材料发展的如何迅速，歼-20战机如何先进，但作为战机的副总设计师，王海峰的心中还是有遗憾的：

“遗憾在哪里呢？它最先进的地方——隐身，在常规的展示中，甚至说在航行表演的过程中，普通观众根本就看不到……”

众所周知，在歼-20战机面世之前，外界一直以为我国没有研发先进战机的经验，甚至说一直都是跟着外国在“邯郸学步”。

而当歼-20真的面世的时候，则是让外界狠狠吃了一惊，不少外媒更是直呼“没想到”，随后便纷纷猜测起歼-20战机的具体性能。

那么，歼-20战机的面世到底有多么突然呢？

歼-20

歼-20战机的研发

说起歼-20战机的研发进度，副总设计师王海峰曾提到过三个“没想到”：即业内人士没想到、很多专家没想到、国外对手更没想到！

而且就那时的舆论环境来说，不仅是外界不看好我们的战机研发，就连不少国内民众也都对我国的战机研发不抱希望。

因此当歼-20战机刚刚宣布进行研发的时候，不少民众都以为歼-20战机只是一个改进的机型罢了，距离第五代战机还很遥远。

就连“中华战忽局”的局座张召忠，都在军事栏目中直言中国没有五代机，目前研发的歼-20战机只是歼-10改而已。

要知道，研发第五代战机可不是一个小工程，其中涉及空气动力学、材料力学、机械加工学等多方面学科，交叉性、专业性极强。

不仅如此，单就组装战机需要的零部件就多达上百万个！如果设计、制造、组装这些零部件就是一个不小的工程。

更别提第五代战机在总体性能上，与目前主流的第四代战机区别明显，几乎所有涉及到所有方面都需要在技术层面上更新迭代。

因此，想要从零开始研发出符合各项要求的第五代战机，可不是一件容易的事，故而外界都不怎么看好没有研发经验的我国。

歼-20

我国的研发人员自然也是知道这一弊端的，所以要是向成功研发第五代战机，就必须联合各方面的力量集中攻关进行技术革新。

对于一些比较不重要的性能，则是秉持着不急于求成的心态缓慢发展，如歼-20的动力系统就是逐步更换，最终才确定WS-15的。

于是在各大领域专业人员的集中攻关下，歼-20战机从立项到首飞用时仅仅只有3年零3个月！

不仅如此，歼-20战机从首飞到入列的时间更是迅速，只用了6年零8个月，相比于外国动辄八九年的速度来说，可谓神速！

歼-20

而我国在超材料隐身材料上的技术突破，更是为我国第五代战机研制打了一针强心剂！

超材料隐身材料的广泛应用，将减轻隐身结构自身约一半的重量，并且还解决了传统隐身涂料无法维护的问题，提升使用寿命周期。

除此之外，隐身材料取得突破不再局限于自身尺寸，那么意味着隐身材料也可以应用到其他战机上，如歼-10、歼-16、轰-30等。

换言之，隐身系列武器装备将会越来越常见，最终说不定会以体系化的状态出现在我们面前，令敌方的雷达监测系统难以发挥。

而一旦真的实现到了这种地步，那么我国的综合实力将会获得质的飞跃，在战略威慑以及进攻能力上都获得长足的进步。

与此同时，大家也不要会觉得栏目的播出会透露我国机密，毕竟按照我国此前爆料的惯例，能爆料出来的已经属于是“落后科技”了。

至于外国对手看见我国的进步如何奋起直追，那就是他们自己的事了，不过想来应该很难在短时间内对我国实现超越。

那么，还有哪些鲜为人知的第五代战机呢？

其实除了目前已知的第五代战机，即中国的歼-20、俄罗斯的苏-57、美国的F-35以及F-22外，世界各国对五代机的研发可谓是如火如荼。

如中国目前正在研发的歼-31战机，就具有隐形战机的典型特征，并且极有可能衍生出专用于海上作战的舰载机型！

另外还有伊朗研发的征服者F-313战机，这是伊朗自主研发的第五代机，早在2013年就已经曝光出来了，但目前还在研制过程中。

此外，还有韩国与印度尼西亚共同研发的KF-X战机、土耳其的TFX战机，以及印度的AMCA战机，只可惜目前都尚处于研制阶段。

征服者F-313战斗机

其中值得一提的是，日本曾自主研发了一台第五代战斗机——心神战机，并且还打造出了一款试用机！

但可惜的是，这款追求操作性能与空中优势的战机，操作系统实在是过于繁复，且一直还未找到有效的解决途径，因此进展缓慢。

等到世界各国都在第五代战机上取得突破时，想必将会在国际上引发新一轮的研发热潮，届时我们肯定能够看到更多优秀的战机。

而到了那个时候，想必我国也能够吸收到更多优秀的设计，从而推动自身战机研发的进步！

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END

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