如何使用红外线隐身材料提高隐身效果？

飞机、导弹、战舰和坦克等武器装备在运行时都可能成为红外线辐射源，它们自身会发出较强的红外辐射线，对周围物体发生辐射后还会产生反射，因此很容易被红外探测设备跟踪成为打击目标。红外线隐身技术已成为当前仅次于雷达隐身技术的主要隐身措施。

红外线是一种热辐射波，按波长可分为近红外线（波长为0.7～2.0μm）、中红外线（波长为3.0～5.0μm）、远红外线（波长为8～14μm）和超远红外等。中、近红外线源为强红外线热辐射源，远及超远红外线源为低红外线辐射源。由于各种红外线源（如各种武器、士兵）自身红外线辐射特征及其所处的环境不同，所以测量、估算红外辐射特征的方法及隐身方法也不同。如中、近红外线源可采用点源测量法或采用降低目标红外线辐射和大气的红外透过率的隐身方法，而远红外线源则采用面测量法，即利用红外线源与周围环境的红外辐射特性的差别使目标成像显形，从而跟踪目标（称为成像探测）。因此需采用使目标的热图与背景热图相似的方法，使两者图像相融，难以辨别，由此来实现隐身目的。

红外线隐身技术有很多方法，其中采用低红外线发射系数的隐身材料（如涂料、薄膜等）来抑制和缩减目标物的红外辐射能力，避免被探测显形而受到打击已成为目前主要的隐身措施。

用于红外隐身的材料目前主要有三类：热隐身涂料、低发射率薄膜、宽频谱兼容热隐身材料。这些材料都可有效地抑制和吸收红外辐射波，降低红外发射系数（ε≈0.5左右）可有效地对抗点源探测和热成像探测。

1.红外线隐身涂料

红外线隐身涂料是表面用热红外线隐身材料最重要的品种之一，它可降低目标物表面温度和红外线发射率，减少目标物与周围环境红外热特征的差别，隐身效果良好。

涂料是由粘结剂和填料组成专用的配方料，适用于不同的场合。用喷涂等工艺涂敷于目标物需隐身部位表面即可生效。

填料是决定涂料发射系数大小的主要组分，其主要品种有金属粉末及氧化物（如Al粉、Al箔）、金属颜料、着色颜料（如TiO₂、炭黑、有机颜料）、半导体颜料微粒、有机纤维、玻璃纤维、碳纤维等。其中，金属填料应用较多，但不利于屏蔽雷达波及激光，因而应用受到一些限制；着色颜料一般用作调色目的，以便在可见光下伪装，对降低红外线发射系数的作用不大。

粘结剂的主要品种有热红外透明聚合物、导电聚合物和具有相应特性的无机粘结剂等，常用品种有烯基聚合物、丙烯酸、氨基甲酸乙酯、不饱和聚酯、环氧树脂、有机硅醇酸、氯化聚丙烯、丁基橡胶和无机磷酸盐等。其中，热红外透明聚合物具有发射率低、力学性能及综合性能好、透明、不影响对可见光隐身效果等优点，如聚苯乙烯/聚烯烃共聚物Kraton，在8～14μm远红外波段范围内透明度可达80%，且对可见光隐身无不良影响。其他，如氯化聚丙烯、丁基橡胶等，热红外透明度也较好。导电及半导体聚合物不仅可作粘结剂，自身还具有红外线隐身效果，所以都是较好的粘结剂。

各国开发的热红外线隐身涂料品种很多，而且还有多种混合型涂料，用于各种武器装备发动机、排气装置作热抑制涂层，可大大降低热辐射强度，且能起到隔热作用。几种热隐身涂料的配方与性能见表16-86。

表16-86 几种热隐身涂料的配方与性能(www.xing528.com)

2.低发射率薄膜

低发射率薄膜适用于中、远红外波段，其作用是弥补目标物与周围环境的辐射温差。常用材料有半导体薄膜、类金刚石碳膜，电介质/金属多层复合膜。

1）半导体薄膜有SnO₂、In₂O₃等品种，厚度一般为0.5μm左右。

2）类金刚石碳膜，如在薄铝板上沉积碳膜制成硬度如金刚石的薄膜（DHC），厚度为1μm，发射率为0.1～0.2，可用于坦克等装备中局部高温区作隔离强烈热辐射的隐身材料。

3）电介质/金属多层复合膜，如用半透明氧化物面层/金属层/半透明氧化物底层组成的多层膜，厚度在30～100μm，发射率<0.1，红外线隐身效果好，但雷达隐身效果不良。又如面层用PE或PS薄膜（厚度为10～250μm），夹层用Ni或Al膜（厚度为10～20μm），底层用高强度芳纶纤维织物组成的复合膜，在8～14μm波段内反射率<0.1。

3.增强复合材料

目前中远波段红外隐身材料常用聚烯烃、EP、UP等树脂与金属及其氧化物、有机纤维、玻璃纤维、碳纤维等填料组成，这种材料具有较低的反射率，可吸收70%的红外辐射热，反射率<30%。红外探测器上很难得到清晰的热成像。

4.宽频带兼容热隐身材料

为了对付能测厘米波到微米波宽频率的红外探测器，人们开发了两种材料：一种是采用高性能雷达屏蔽材料和低红外线辐射材料，两者复合成一体的复合材料，通常为涂料型，但效果仍受涂层厚度限制；另一种是采用薄膜型和半导体材料配制具有吸收频带宽、反射衰减率高、可吸收雷达波、红外波、声波及消除静电等作用的多波段兼容的隐身材料。此外，美，俄等国家正在研制有放射性同位素等离子体涂料、半导体涂料等新型材料。