“魔法”層和RAM的未來

B-2和F-22應用的隱身材料降低了飛機的RCS，但這些材料的耐久性不盡如人意，需要頻繁更換，維護工作量很大，導致保障成本很高，占用的維修時間也很多，因而限制了飛機的可用性。RAM的填充材料是從幾微米到幾十微米直徑不等的球形微粒，這些微粒聚集在一起，雖然可以提高吸波效果，卻影響了耐用性，而且黏合到飛機上的難度不小。

因此，從F-35項目一開始，洛克希德·馬丁公司（洛馬）就將隱身設計工作的目標定為：飛機達到預期的隱身水平，同時減少隱身的維護需求。以此為指導，F-35繼續使用多種RAM技術，包括采用S形進氣道、RAM襯里、邊緣處理和處理縫隙的“畫框”技術。從洛馬的早期報告還可看出，F-35大大減少了外蒙皮的塊數，此外，采用激光測量技術，使得結構裝配精度非常高，報告稱“99%的維護工作不再需要修復隱身表面”。F-35的目標很可能是大幅減少當前頻繁進行的縫隙彌合工序。

研發期間，項目負責人曾透露F-35可能比F-22隱身性能更好。但是，由于F-35的外形不如F-22規整，這一結論難以令人信服。為進一步宣傳F-35，官方拋出一個所謂的秘密，宣稱使用了某種材料：“導電層即是魔法所在”。2010年5月，負責F-35項目的執行副總裁的Tom Burbage披露，F-35采用了一項“纖維氈”技術，并將該技術描述成是“F-35項目最大的技術突破”。

纖維氈可以取代許多RAM貼花，通過與復合材料蒙皮結合，提高了耐久性。F-35項目負責人進一步說明了這種材料的特性是“全向編織”，即能保證電磁特性不隨角度而改變。熔入蒙皮后，這層材料能根據需要改變厚度，但洛馬公司以保密為借口拒絕提供更多細節。雖然沒有更多證據，但可以明確的是，“纖維氈”一詞意味著這種材料用的是纖維而不是顆粒，纖維能使表面更強韌；而“導電性”這個詞指的應該是碳基RAM。

就在F-35負責人放出消息一個月后，洛馬就申請了一項專利，專利中宣稱首次采用新方法生產了耐用的RAM口蓋。專利對方法做了具體介紹：可在玻璃、碳等纖維、陶瓷或金屬上生長出碳納米管（CNT），并可控制其長度、密度、管壁層數、可連接性甚至方向，而且控制精度達到前所未有的水平。注入了CNT的纖維能吸收和反射雷達波，各個CNT之間可連接，能為感應電流提供流動通道。

更為重要的是，CNT能浸入鐵或鐵氧體納米顆粒中。沿著纖維長度方向，CNT密度可以不同，且同質纖維能鋪層或混合。具體應用包括：與空氣阻抗匹配的正面層、1/4波長厚度用于對消、非連續或連續CNT密度梯度，以及在不同厚度采用不同的CNT密度，可提高寬頻吸波能力。纖維能置于材料中的“任意方向”，適用的材料包括“織物、無紡纖維氈和纖維鋪層”。

專利稱，基于CNT纖維的復合材料能吸收0.1MHz～60GHz范圍內的電磁波，這是商用吸收體此前未曾達到的范圍，并對L波段到K波段都有效果。專利沒有具體說明該材料的吸收能力，但稱這種材料制成的面板“在面對各雷達波段時幾乎可視為黑體”。有趣的是，這種材料制成的正面層具有可設計特性，可使連接在其上的計算機讀取到纖維中的感應電流，這樣正面層就成為一臺雷達接收裝置。

雖然專利中提到了隱身飛機，但沒有特別提及F-35，而且未公布當時該材料的制造成熟度。不過，專利公布時正是披露“纖維氈”的時間，這個巧合不容忽視。當被問到基于CNT纖維的RAM是否在F-35上使用以及這項技術是否就是洛馬負責人曾提過的技術時，洛馬官方發言人表示，“對專利以外的內容不予置評”。

即使CNT纖維不是F-35的“魔法”層，也代表了最新的RAM技術。不過，雖然這可能是RAM技術中最大的一項革新，但也不會是唯一的一項。工程師們一直在試驗新材料。尤其值得關注的是，一些采用了亞波長幾何結構的超材料，被賦予了自然界不存在的新特性，其在隱身領域的熱度越來越高?？偠灾[身技術在未來的前景，已經離不開RAM的發展。

王亞林、李悅霖，編譯自AW&ST,2016-10-30，原載于《國際航空》2017年第3期

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