武漢華中科技大學科學家開發「主動式隱身技術與材料」
可讓中國潛艇、戰機成「變色龍」，以躲過敵方探測
作者：楚人陳奇雄
地處中國武漢的華中科技大學，是所很牛逼的大學，是所在戰機、戰艦隱身技術與材料開發方面，有獨家本領、獨到造詣的大學！
去年，華中科技大學的科學家，弄出一種世界上最先進的雷達隱身材料，如將其塗抹在己方飛機上，可讓己方飛機在敵方雷達面前玩「消失」……
今年，華中科技大學的科學家，又搞出一種世界上最先進的聲隱身材料，如將其應用於己方潛艇上，可讓己方潛艇在敵方主動聲吶面前隱身……
給己方潛艇穿上隱身衣，讓自家的潛艇變成「大洋黑洞」，以躲過敵方反潛設備的探測與打擊，一直是軍事家的夢想。華中科技大學的科學家，正在研發一項可提高潛艇隱身能力的技術。
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（下為中國潛艇水上航行場面）
如果華中科技大學開發的這項技術實用化，那麼，未來的中國安靜性潛艇表面，將覆蓋著一個個特殊的鋁合金環。這些鋁合金環的存在，可讓敵方探潛聲吶發出的聲波有來無回。
據香港《南華早報》網站12月5日報道，中國科學院和位於湖北省武漢市的華中科技大學研究人員，用有多圈蝕刻溝槽的金屬環進行過實驗。
研究人員發現，打到該金屬環上的探測聲波，會沿著環傳播而不是被反彈回去，因而，向該金屬環發射探測聲波的聲吶，無法接受到被金屬環反射回去的聲波，自然也就無法探測到金屬環。
分析人士稱，各種艦載、機載、潛載主動型聲吶，都是利用目標反射回來的聲波信號，來對目標跟蹤定位的。但這些金屬環上的溝槽，可將入射聲波偏折，即讓反射聲波傳播到其它方向去，而不是返回敵方聲吶裝置。將多個這樣的金屬環配合使用，就可讓反射聲波按人的意願，向特定方向傳輸。
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在己方潛艇外表面安裝上這種金屬環後，遇到敵方探潛聲吶發出的偵查聲波時，已方潛艇就可利用計算機控制反射聲波傳播方向，讓反射聲波直奔別的地方而去，但不讓其返回敵方探測裝置，就能讓己方潛艇在敵方的探潛聲吶面前隱身。
（下為美製弗吉尼亞級核潛艇）
潛艇要實現隱身，需在兩個方面下功夫：一是降低自身向外界輻射的噪聲，以躲避對方被動型反潛聲吶的探測；二是讓敵方的主動型探潛聲吶失效，讓其接受不到回聲信號。
據計算，潛艇自身噪聲每降低5到10分貝，就可讓敵方被動型探潛聲吶的作用距離下降50%，而讓己方潛艇被動型聲吶的作用距離增加一倍。
例如，當我方潛艇向外輻射的噪聲從125分貝降為115分貝時，原來可在100公里外探測到我方潛艇的敵方聲吶，現在只能在50公里外探測到我方潛艇了。同時，因己方潛艇變得更安靜，己方潛艇上的聲吶因受到自家潛艇噪聲的干擾減小，可在更安靜環境中工作，因而其探測距離會成倍增加。
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為降低己方潛艇的輻射噪聲，中國在新型潛艇上採用了綜合降噪技術。一是將潛艇上的發動機、變速器、各種泵置於減震浮筏上，以降低其機械噪聲；二是採用七葉大側斜螺旋槳，以降低螺旋槳的推進噪聲；三是讓艇體變得光滑，減少艇體上的突出物，以減少潛艇前進時的水動力噪聲；四是在潛艇外表面裝上消聲瓦，吸受潛艇產生的噪聲。當然，消聲瓦也能將敵方主動聲吶發射過來的探測聲波吸收，以讓其反射回去的信號變弱，弱到敵方聲吶檢測不出來。
因綜合降噪技術的廣泛應用，中國新型潛艇變得越來越安靜了。
（下為英國機敏級核潛艇線條圖）
外媒報道說，中國近年來研製的039、039A、041和041A型常規動力潛艇，屬於安靜型潛艇，其噪聲已由過去033、035型潛艇的150分貝以上，降到現在的115到120分貝之間。中國這幾型常規動力潛艇的隱身性能，與德國、日本最新常規動力潛艇的隱身性能一樣好，已經超越了以低噪聲著稱的俄制「基洛級」潛艇。俄制「基洛級」潛艇，因有著出色的安靜性能，曾被外媒稱之為「大洋黑洞」。
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中國第一代核潛艇091、092型核潛艇，據說其噪聲達到了驚人的160到165分貝，外媒曾嘲笑這兩型核潛艇說，中國的091、092型核潛艇，從中國廣東的軍港一開出，美國設在越南西貢的探潛聲吶，就能發現它們行蹤！但中國幾年前才服役的093型、094型核潛艇，其噪聲只有110到115分貝，其安靜性已可與美製「洛杉磯」級核潛艇的後期改進型相媲美，但與美製「海狼」級、「弗吉尼亞」級核潛艇相比，尚有不小差距。美製「海狼」級與「弗吉尼亞」級核潛艇的噪聲，據稱只有90分貝，比海洋背景噪聲還低。
這些年來，中國的潛艇科研技術人員，一方面將從國外學來的先進降噪技術，大規模應用於國產潛艇上；另一方面，也在開發獨特的、創新性的潛艇降噪技術。
中國潛艇科研人員，為提高中國潛艇的隱身技術水平，正在作不懈努力。據港媒報道，此次由武漢華中科技大學與中科院科研人員合作開發的潛艇隱身技術，比新加坡此前開發的相似技術，更先進也相對簡單。
（下為中國新型常規動力潛艇）
中國人只需要在潛艇表面，分別敷設多個「有多圈蝕刻溝槽的金屬環」，就能將敵方主動聲吶所發射的探測聲波，導向相反或者預定的方向，而不是反射回敵方的聲吶平台，達到讓中國潛艇隱蔽自身目的。
最振奮人心的是，這些金屬環是用特種鋁合金製造，具有導電性能好、重量輕、不破壞潛艇表面的優點。因此只需要增加幾百公斤重的該種金屬環，就能將一艘排水量數千噸的普通中國潛艇，快速改裝成一艘隱身潛艇。
讓愛國軍迷們開心的是，在新加坡開發的潛艇用隱身技術中，所用金屬環需作高速旋轉，才能將反射聲波導向它處。而中國搞出的金屬環，無須轉動，只需固定布置，就能起作用。
據了解，武漢華中科技大學研發的這項潛艇用隱身技術，目前仍處於實驗室開發狀態，但已經展現出良好的應用前景。它一旦實用化，幾乎可以將絕大部分敵方探潛聲吶發射的聲波信號，引向我們想讓它去的地方，而不讓敵方接受到。
如果中國利用這種技術，對自研的039、039A、041和041A型常規潛艇及093、094、095型核潛艇進行改造，那麼，中國的潛艇部隊，就會成為名副其實的「隱身水下艦隊」，能在敵方的主動探潛聲吶上玩「突然消失」遊戲，從而讓敵方反潛、攻潛力量束手無策。
如無意外，我們可以樂觀地預測，隨著中國在潛艇上運用更加成熟、更加先進的綜合降噪技術，及將武漢華中科技大學課題組此次開發的技術，應用於中國潛艇上，中國海軍將很快擁有一支安靜性潛艇部隊，中國海軍潛艇的隱身能力，也將一舉跨入世界領先水平，讓擁有先進反潛技術美國軍隊與日本軍隊，變成聾子與瞎子。
（下為中國殲-20隱身戰機）
與北大、清華相比，地處武漢市的華中科技大學，名聲稍遜。但在隱身技術與隱身材料研製方面，華中科技大學實力不俗。
華中科技大學，在戰機、艦艇隱身技術與隱身材料研究方面，已隱隱有王者之風。
假以時日，華中科技大學極有可能成為中國、亞洲甚至世界一流的隱身技術與隱身材料研究重鎮。
早在2015年，華中科技大學的科研人員，就開發出一種可讓飛機在超高頻微波雷達前「隱形」的技術及其配套的材料。這是一種主動性隱身技術，其所用材料具有簡單「智能」！
其研發小組成員、華中科技大學光學與電子信息學院教授江建軍介紹說，以前大多數的隱形材料都是「被動式隱身材料」，即只能吸收特定頻段的雷達信號，而他們研發出的新型材料，則可以做到「主動式隱身」，也就是說，它可根據威脅環境的變化，而改變自身結構，以實現對不同頻段雷達波的吸收或消除，不讓其反射回敵方雷達，達到讓自己在敵方雷達面前隱身目的。
（下為中國殲-31隱身戰機）
江建軍還表示，「這款材料的另一大優勢和特色是超輕、超薄」。要達到類似的功能，使用傳統的隱身材料時，塗層至少需要10厘米厚，這意味著，傳統的隱身材料，很難被應用到戰機製造中，因為它會使戰機不堪重負。而他們研發的新材料，只需塗抹7.8毫米厚，就能起到讓戰機隱身作用。因為擁有超輕、超薄特色，所以這種新型隱身材料將優先應用於戰機、戰艦等軍品中。
江建軍團隊的研究成果，以論文形式在雜誌上發布後，引起國內外媒體的關注。
俄羅斯衛星網以《中國在將所有戰機都變得看不見嗎？》為題，報道了這一成果。該網站發文稱，中國的這種新材料如應用於武器製造中，可以讓世界最先進武器在世界最強勁的反隱形雷達面前藏起來。
美國合眾社刊文評論說，這折射出中國政府正在快速推進軍事發展，以縮短與西方國家在軍事實力上的差距。
美國知名科技博客媒體「Ars Technica」發表評論說，鑒於隱身戰機是美軍的戰略優勢，中國政府支持的研究人員取得的這一技術進展，無疑將是美軍規劃者需要關注的。中國將這一研究成果公之於眾後，也將促使美國積極發展「對策」技術。
（下為美製隱身武裝偵察直升機）
美國《國際商業時報》發表觀察家文章稱，在上個世紀，美國一直在隱形技術上佔據主導地位，但如今中國正在「飛快地追上」，已成為美國的有力對手。倘若中國將新型隱身技術及材料運用於軍事領域，中國在海上與空中的軍事實力將「急劇增長」，甚至將對美國在此領域的霸主地位形成挑戰。
但新型雷達隱形材料的研發者之一，江建軍卻認為，美國媒體的用詞「太過誇張」。他說，「我們只是在一個業內關注較少的次領域進行了研發，新技術所帶來的改變還遠遠達不到與美國抗衡，甚至挑戰美國的地步。而且目前該技術在應用上還有很大局限，尚有許多問題有待解決」。
中國騰訊網站也發表重磅文章，比較客觀地評價地江建軍小組的成就。
騰訊的文章認為，從技術原理和理念上，華中科技大學正在研製的自適應雷達隱身塗料技術，是世界上最先進的技術。
（下為美製F-35隱身戰機）
飛機要在雷達面前隱身，需從兩個方面下功夫。
首先，要讓飛機有一個符合隱身要求的外形。其結構上沒有會形成特彆強烈反射特徵的突起或開口，比如，它不得有蘇-27那種可一眼望到發動機風扇葉片的進氣道，也不得像殲-10一樣有直立的大面積垂直尾翼。
其次，它的表面需要塗抹隱身材料，以吸收和衰減照射到自己身上的雷達波。在敵方雷達的雷達波照射過來以後，這層隱身材料會將雷達波吸收，並將其變成熱量散發掉。
而傳統的隱身材料，或者說目前已實用化的所有隱身材料，都是被動型隱身材料。從美國的F-117、B-2、F-22、F-35，到中國的殲-20、殲-30，採用都是傳統的隱身材料。傳統隱身材料的最大缺點，就是適應能力有限，只能吸收特定波段的雷達波，而不是對所有頻段雷達波起作用。
（下為美製F-117隱身戰機）
而華中科技大學研製的新型雷達隱身材料，本質上是一種「自適應隱身」材料。它的工作原理是，飛機可實時感受到環境背景、以及照射到自己身上的雷達波頻率變化；飛機上的計算機分析這些變化後，就立即向分布在機體各處的隱身材料發送指令，讓各個地方的隱身材料改變自己的吸波特性，按指令將照射雷達波吸收掉，以讓飛機總體特徵仍與四周環境協調，而不讓敵方雷達捕捉到。
據考證，在戰機、戰艦上採用自適應隱身技術的概念和思路，並不是中國人首先提出來的。美歐與日本，早就在開發這種技術，只不過目前尚未產生實用性成果。但中國在自適應隱身技術及材料的研發上，大有後來居上之勢。
簡單地說，塗抹傳統隱身材料的飛機或艦艇，只是穿了件迷綵衣，其色彩與圖案，是不能隨環境改變而改變的。但塗抹有自適應隱身材料的飛機與艦艇，就像變色龍一樣，可根據所處環境所受威脅不同，而改變自身的顏色，以讓敵方的雷達或聲吶探測不到。